Как живые: Двуногие змеи, акулы-зомби и другие исчезнувшие животные
Что же роднило всех этих животных? Не только отсутствие челюстей с настоящими (с нашей, человеческой, точки зрения) зубами и окостеневшего жаберного скелета. Прежде всего их родство выдавало строение мозга – раньше его реконструировали трудоемким методом Соллас, а теперь можно рассмотреть на компьютерном томографе. (На воспроизведение детальной картины все равно уходит довольно много времени – от нескольких часов до одного-двух дней.) Их мозг имел те же каналы восприятия окружающего мира, что у миног и миксин: три глаза, включая теменной (парапинеальный форамен); пару проходов, ведущих в слуховую капсулу к внутреннему уху; назогипофизарное отверстие (по сути, непарную ноздрю), открывавшееся наверху перед глазами.
Остеостраки, правда, отошли от общего плана (если таковой вообще существовал): у них на кожных костях головотуловищной части располагались две широкие боковые ложбинки и продолговатая теменная впадина, сплошь пронизанные мелкими порами (см. рис. 4.1). В поры открывались тончайшие канальцы, которые соединялись между собой. При жизни там, вероятно, проходили нервные волокна, а вблизи поверхности располагались скопления электросенсорных клеток, о чем догадался Эрик Стеншё. Обширная сеть канальцев образовывала весьма сложный орган, подобный ампулам Лоренцини у акулы-молота, рыбы-пилы и других хрящевых рыб. Этот орган выглядит как грозди миллиметровых слизистых мешочков, сосредоточенных на определенных участках головы и соединенных горизонтальными проходами. (Современные взрослые миноги тоже существа электрочувствительные, но они воспринимают низкочастотное электрическое поле лишь с помощью разрозненных утолщенных нервных окончаний, расположенных в коже головы и туловища.) Орган назван в честь открывшего его в 1678 г. Стефано Лоренцини – ихтиолога и хирурга при монастырской больнице Санта Мария Новелла во Флоренции. Пытливый исследователь отметил, что мешочки содержат слизь, но «они предназначены для иной, еще сокрытой цели» [5]. Истинное предназначение ампул выяснили лишь три века спустя. Они представляют собой мельчайшие сосуды, наполненные полупроводниковым гелем того же ионного состава, что и морская вода. Благодаря обмену электронами с внешней средой этот электролит улавливает малейшие (сотые доли микровольта) изменения в напряженности слабого электрического поля, создаваемые биоэлектрическим полем другого животного. В спинном и среднем мозге обладателя ампул возникает электрическая картина движения хищника, но чаще жертвы. В памяти акул такие картины даже запечатлеваются. Плотность пор и длина канальцев отражают особенности среды обитания хрящевых рыб: чем хуже видимость, тем сложнее орган…
Пластины и чешуи, словно турнирные рыцарские доспехи, плотно облекали тело остеостраков, галеаспид и многих других панцирников. Сходство с доспехами усиливали разные роговидные выступы сверху и по бокам, а роль забрала выполняли зубовидные костные пластины. Доспехи, судя по известному фильму Сергея Эйзенштейна, совсем не лучшее снаряжение для водных процедур, поэтому считается, что панцирные бесчелюстные были не очень хорошими пловцами. Уплощенное в спинно-брюшном направлении тело, нередко с далеко выступающим рылом, и отсутствие у многих из них парных плавников также вроде бы указывают на придонный и медлительный образ жизни.
На самом деле это не так: широкие боковые выступы, которые придавали многим древним бесчелюстным сходство с инопланетными звездолетами, а также длинное рыло увеличивали подъемную силу и снижали лобовое сопротивление. Уплощенные в спинно-брюшном направлении бесчелюстные плавали с той же скоростью, что и пластинокожие рыбы, а веретеновидные телодонты и анаспиды – даже быстрее. Вероятно, поэтому они и распространились всесветно.
В большинстве панцирные бесчелюстные были смиренными фильтраторами или придонными илоедами (они сохраняются с желудками, набитыми илом), обитавшими на мелководье и в морских лагунах. (Илоеды, впрочем, илом не питаются, а выбирают из него пытающихся скрыться там моллюсков, червей и прочую съедобную живность.) Внутренняя и боковые поверхности их колышкоподобных зубных пластин были покрыты фигурными зубчиками в виде кленовых листьев или треугольников. Такими ажурными «фигурками» укусить кого-либо вряд ли удавалось, а вот неспешно или быстро (в зависимости от возможностей жаберного аппарата) процеживать воду можно.
Несмотря на кажущуюся неуклюжесть и частое отсутствие мясистых парных плавников, обтекаемые панцирники буквально парили в водной стихии и, поводя мощными хвостами, закладывали крутые виражи, слаженно маневрируя в придонной мути, словно эскадра экранолетов. Они чутко воспринимали едва заметные пульсации электрического поля над проползавшими в иле и ничего не подозревавшими червями. Плавное, но сильное движение хвоста с мясистой и удлиненной верхней лопастью прижимало их к поверхности осадка. Они всасывали ил со всем живым содержимым, выпускали процеженную воду из обращенных вниз жаберных щелей и плавно по дуге уходили к поверхности моря…
Родственники остеостраков галеаспиды кое в чем намного превзошли своих собратьев. Ведь рыба с головы не только гниет, но и бурно эволюционирует. То же касается и ближайших рыбьих предшественников среди бесчелюстных. Это подтвердила находка раннесилурийского галеаспида шу-ю (Shuyu zhejiangensis), чье родовое имя переводится с китайского как «ранняя рыба», а видовое указывает на место, где его обнаружили, – провинция Чжэцзян на востоке Китая. Здесь, на западном берегу огромного озера Тайху, на поверхность выходят слои, отложившиеся на морском мелководье около 438 млн лет назад и буквально нашпигованные панцирями древнейших галеаспид.
Как и у многих других бесчелюстных, поверхность головотуловищного щита у галеаспид вдоль и поперек пересекали желобки, образующие причудливую решетку в его центральной части, а в среднем слое панциря проходили каналы, открывавшиеся наружу порами. В этих углублениях и полостях находились скопления чувствительных клеток, подобные рыбьим сейсмосенсорным органам боковой линии, улавливающие едва заметные колебания воды, создаваемые другими животными.
Головотуловищные щиты шу-ю не только идеально сохранились сами, но и уберегли от разрушения мозговую полость, которую можно рассмотреть на синхротронном рентгеновском томографе. Виртуальный трехмерный слепок мозга в подробностях демонстрирует все сенсорные полости, кровеносные сосуды и, главное, положение парных черепно-мозговых нервов – от обонятельного (I) и зрительного (II) до блуждающего (X). Число, порядок и отчасти даже функция этих важных ответвлений не изменились у позвоночных, включая человека, со времен шу-ю и позволяют понять, где и какие части мозга находились у древних животных. Обонятельные нервы, например, отходят от переднего отдела, а тройничный (V), разветвленный натрое и отвечающий за чувствительность кожи и движение некоторых мускулов, в том числе нижней челюсти, – от среднего.
Примечательно, что если снаружи голова шу-ю выглядела как у непарноноздревых (с ноздрей, сдвинутой к глазам, как у миноги), то внутри головного панциря находились две раздельные обонятельные луковицы. Они соединялись парой нервных тяжей с небольшим передним мозгом. Позади этого отдела располагались веретеновидный промежуточный мозг и (ниже) удлиненный гипофиз. Ведущий к гипофизу проход открывался не вверх, а вперед – в ротовую полость. С боков его обрамляли крупные сонные артерии. И носовые мешки отделились от гипофизарного прохода – как у челюстноротых. Эта анатомическая революция открывала простор для дальнейших преобразований всех органов головы у бесчелюстных. Проблема у других представителей этой группы, включая остеостраков, была в том (а у миног и миксин не только была, но и осталась), что расположение единой назогипофизарной полости, открытой вверх, предопределялось наличием непарной плакоды.
Плакоды (от греч. πλακουζ – «лепешка») – это подкововидные утолщения покровной ткани в головной части зародыша, где зарождаются многие компоненты органов чувств (например, глазные хрусталики). А вот чтобы целиком сформировались периферическая нервная система и лицевая часть черепа, включая челюсти и ротовые зубы, требуется участие клеток нервного гребня. Более того, лишь «совместными усилиями» клетки плакод и нервного гребня создают, скажем, тройничный, лицевой, языкоглоточный и блуждающий нервы: первые образуют их ближний к мозгу отрезок, а вторые – дальний. То есть именно тесное взаимодействие клеток разного происхождения обеспечивает «нормальное проявление чувств». Так происходит в развитии современных челюстноротых, но не миног… У круглоротых нервный гребень никак не способствует формированию чувствительных нейронов мозга, и за все отвечают плакоды.