Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК - [57]

Независимые изобретения – весьма обычный случай и в человеческой цивилизации. Телефон, игрушка йо-йо или теория эволюции: идеи и технологии часто формируются в головах разных людей более или менее синхронно. Возможно, идеи носятся в воздухе, поскольку пришло их время, или напрашиваются усовершенствования существующих технологий, или работают какие-то глубинные закономерности появления изобретений. Какой бы ни была причина, “множественность” настолько распространена, что кажется общим правилом в некоторых сферах человеческой деятельности. То же самое справедливо для мира природы.

Биологическая множественность может отражать внутренние механизмы работы природы. Чтобы понять, в чем тут дело, мы должны вернуться к рассказу о неприметных животных Огюста Дюмериля.

Мир глазами саламандры

Спокойная манера говорить и доброжелательность кардинальным образом отличали Дэвида Уэйка из Калифорнийского университета в Беркли от Рэя Ланкестера. Однако начиная с 1960-х годов влияние работ Уэйка было не менее глубоким. Ланкестер специализировался на морских животных, а Уэйк посвятил свою жизнь в науке изучению саламандр.

Как бы нам повезло, если бы мы обладали некоторыми биологическими свойствами саламандр! Если у них отрезать конечность, они восстанавливают ее полностью, со всеми мышцами, костями, нервами и кровеносными сосудами. После повреждения саламандры умеют заново выращивать сердце и даже спинной мозг. У них есть удивительные новшества – от разных типов ядовитых желез до способов захвата пищи. Более сорока лет студенты и ученые из десятков стран приезжали в Беркли, чтобы изучать биологию саламандр. Уэйк – это современный Дюмериль, нашедший удивительные биологические закономерности в незамысловатых на вид саламандрах.

Дэвид Уэйк ищет саламандр в Мексике

Со времен Дюмериля известно, что саламандры обычно родятся в одной среде, а повзрослев, перебираются в другую. Многие виды вылупляются в воде, а затем в результате метаморфоза приспосабливаются к жизни на суше. И этот переход к наземному существованию требует целого ряда изменений образа жизни, особенно способа питания.

Всех хищников, грубо говоря, можно разделить на две категории. Большинство приближают рот к добыче: львы, гепарды и крокодилы зажимают в пасти или кусают, когда догоняют добычу, или тихонько поджидают, когда жертва подойдет поближе. Другие захватывают пищу иначе: они подносят ее ко рту. Взрослые саламандры относятся именно к этой категории.

Находясь в воде, саламандры засасывают насекомых или мелких ракообразных к себе в рот. Мелкие косточки в основании их гортани, а также другие кости верхней части черепа позволяют расширять ротовую полость и создавать вакуум, за счет которого вода и добыча попадают в рот. В воде такая стратегия работает хорошо, но на суше она не годится. Чтобы достичь достаточной мощности для всасывания крупной добычи в воздухе и ее перемещения в рот, на суше животным понадобился бы вакуумный насос размером больше их собственного тела.

На суше для доставки добычи в рот саламандры используют множество трюков. Некоторые виды быстро раскручивают язык, захватывают добычу и скручивают язык. Их язык высовывается почти на половину длины тела, высвобождая липкий кончик, что позволяет схватить мелких насекомых и засунуть их в рот. Для этого фокуса у саламандр есть два механизма, которые позволяют выбрасывать язык наружу и убирать его внутрь. Такой специализированный язык – одно из самых удивительных изобретений природы, и в этом механизме кроются сюрпризы, углубляющие наше понимание истории жизни на Земле в целом (пусть для кого-то подобное утверждение и отдает эзотерикой). Поскольку ценность и красота этой системы проявляются в анатомических деталях, нам нужно немного глубже исследовать анатомию саламандр.

Прежде чем начать анализировать механизм действия языка саламандры, попробуйте быстро высунуть собственный язык. Это движение обеспечивается сложным взаимодействием мышц. Наш язык представляет собой группу мышц, обернутых соединительной тканью и покрытых вкусовыми сосочками. Другие мышцы соединяют язык с костями челюсти и гортани. Когда вы высовываете язык, работают его внутренние мышцы (которые меняют форму и из расслабленных и плоских становятся твердыми и вытянутыми) и внешние, выталкивающие язык наружу. Одна из главных мышц, заставляющих язык высовываться, прикрепляется к основанию подбородка и тянется до основания языка. Когда эта мышца, называемая подбородочно-язычной, сокращается, ваш язык высовывается наружу.

Люди используют подбородочно-язычную мышцу, чтобы есть и говорить. Иногда на этой мышце проводят хирургическую операцию для избавления от храпа. Подтяжка мышцы приводит к тому, что в состоянии покоя язык немного выдвигается вперед из гортани. И в результате перестает препятствовать движению воздуха во время сна, чем избавляет от храпа и, возможно, от апноэ.

Хотя мы справедливо гордимся своей способностью говорить, важную роль в которой играют движения языка и подбородочно-язычной мышцы, нам бессмысленно пытаться ухватить языком летящее насекомое. Такой язык, как у нас, высовывается недостаточно далеко и недостаточно быстро. Вероятно, это неплохо, учитывая наши нормы общественного поведения и пищевые предпочтения, но у саламандр совсем иная ситуация.