Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты - [23]

.

Вторая гипотеза предполагает, что крылья насекомых сформировались на основе наружных выростов (экзитов) предковой конечности. У ракообразных, от которых произошли насекомые, конечность состоит из двух стволов – на них, как листики на ветвях, сидят жабры и прочие пластинки. Согласно экзитной гипотезе после выхода на сушу эти выросты и превратились в крылья, а членики ног, к которым они первоначально крепились, обеспечили подвижное сочленение крыльев с грудью. В соответствии с таким сценарием насекомые уже с самого начала могли свободно махать крыльями. По аналогии с автомобилем это как если бы вы сделали крылья из его дверей, а не из козырьков на крыше.

Какая из двух этих гипотез верна? В 1981 г. отечественный палеоэнтомолог Александр Расницын предположил, что истина находится где-то посередине, и последующие исследования в области генетики развития членистоногих подтвердили его правоту. На примере жуков-чернотелок удалось продемонстрировать, что ген vg, отвечающий за формирование крыльев на средне– и заднегруди, одновременно регулирует развитие тергального края бескрылой переднегруди и ее боковых стенок (плейритов), в состав которых у насекомых вошли базальные сегменты предковой конечности[31]. У рачков-бокоплавов ситуация еще более показательна: ортологи[32] крыловых генов насекомых (vg, nub, ap и omb) в ходе эмбриогенеза включаются у них как в боковой части тергита, так и в основании конечностей[33]. Так что крыло может иметь двойное происхождение: его лопасть образовалась с участием неподвижного спинного выроста, а сустав унаследован от примитивной рачьей ноги.

Кроме насекомых, в ходе эволюции навык активного полета приобрели только позвоночные, причем сделали они это трижды. Сначала в небо взмыли птерозавры, затем птицы и, наконец, летучие мыши. Но позвоночные принадлежат к совершенно другому размерному классу, чем насекомые. Даже самые крохотные колибри в десятки раз больше и в сотни раз тяжелее обычной комнатной мухи. Но когда ты маленький, плотность и сопротивление воздуха ощущаются совершенно иначе. Американский профессор Хендрик Теннекес, специалист в области аэронавтики, сравнивал полет мушки дрозофилы с плаванием в сиропе. Да и с балансировкой и стабильностью курса у малых летающих объектов возникают немалые проблемы. Возможно, именно это удерживало «мелочь пузатую» – червей, моллюсков, пауков с многоножками – от покорения воздушной стихии. Насекомые были единственными беспозвоночными, которые смогли пробиться в небо. Справедливости ради отмечу, что некоторые виды пауков умеют подниматься в воздух на нитях паутины, гонимых порывами ветра, но по сравнению с направленным полетом насекомых это все равно что воздушный шар рядом с вертолетом.

Переход от планирующего полета к машущему, случившийся в начале каменноугольного периода, открыл перед насекомыми огромные возможности. Счастливые обладатели крыльев в поисках семян стали гораздо быстрее добираться от одного дерева до другого. Но гораздо важнее, что благодаря крыльям значительно ускорился процесс расселения и видообразования. После многих миллионов лет эволюционного стазиса произошел резкий скачок разнообразия, как если бы вода, долго накапливаясь в одном месте, вдруг прорвала плотину. Заселив леса на возвышенностях, крылатые насекомые в середине каменноугольного периода отправились в заболоченные низины, где и попали в зону палеонтологической видимости.

До изобретения крыльев насекомые оставались крайне маргинальной и малочисленной группой, но, научившись летать, пережили взрывную эволюцию и в кратчайшие сроки захватили нашу планету. Подобным образом компас, астролябия и суда с косыми парусами положили начало эпохе Великих географических открытий и последующей европейской экспансии. Внезапное и практически одновременное появление испанцев, англичан, французов и других европейцев в Новом Свете не кажется нам загадочным. Наоборот, вполне логично, что народы, которые освоили океанское судоходство, поспешили сразу же воспользоваться этим навыком. Вот так и насекомые, только научившись летать, немедленно бросились наперегонки заселять новые территории, оставляя после себя массу окаменелостей. Представление о каком-то особом вмешательстве сверхъестественной силы здесь совершенно излишне. Законы природы, которые сделали эволюцию возможной, сами по себе великое чудо.

Глава 4 Крылатые гиганты палеозоя

Веком железа и пара называют XIX век: в Европе и США стремительно разрасталась сеть железных дорог, по волнам захлопали колесами пароходы. Но для пара и железа требовался каменный уголь: на нем работали мартеновские печи, его бросали в топку паровозов. По мере индустриализации число угольных шахт стремительно росло, а с углем на поверхность хлынули и насекомые каменноугольного периода. За обработку этих находок взялся Шарль Броньяр, представитель знаменитой научной династии. Шарль был внуком палеоботаника Адольфа Броньяра и правнуком минералога Александра Броньяра. Коллега великого Кювье, Броньяр-прадед, начав со скромной должности преподавателя Горной школы Парижа, сделал стремительную карьеру при Наполеоне, который назначил его директором Севрской фарфоровой мануфактуры. В его обязанности входило также изучение минеральных богатств Франции, и с инспекциями он посетил немало угольных шахт. В 1821 г. в одной из них, в местечке Сент-Этьен близ Леона, в слое песчаника, перекрывающего основной угольный пласт, Броньяр обнаружил стволы древовидных хвощей, расположенные вертикально – так, как они росли в древнем лесу.