Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК - [58]

Шрифт
Интервал

У многих саламандр тоже есть подбородочно-язычная мышца, и она важна для питания. У ряда видов эта мышца превратилась в длинную ленту, сокращение которой позволяет языку выстреливать изо рта. Именно такой тип высовывания языка чаще всего встречается у разных видов саламандр. Однако на Олимпийских играх такие животные не прошли бы даже отборочные соревнования: это хороший механизм, но он несравним с другими невероятными механизмами. Скорость сокращения подбородочно-язычной мышцы накладывает физические ограничения на скорость работы ротового аппарата. Это быстрая система, но ее скорость недостаточно высока, чтобы ловить многих быстрых насекомых.

Саламандры из рода Bolitoglossa, которых, в частности, изучал Уэйк, могут высовывать язык на половину длины тела и убирать его обратно меньше чем за две тысячные доли секунды. То, как они едят, производит неизгладимое впечатление. Их язык движется так быстро, что его перемещение практически невозможно заметить, даже в замедленной съемке в видео на YouTube. Ставит в тупик тот факт, что ни одна мышца саламандры не может сокращаться с такой скоростью, с которой высовывается язык; язык выстреливает быстрее, чем движутся мышцы. Кажется, что эти саламандры опровергают законы физики.

В 1960-х Дэвид Уэйк и его аспирант Эрик Ломбард почти десять лет потратили на изучение языка саламандр, чтобы понять, как он работает и, что также очень важно, как он появился. Они препарировали языки саламандр разных видов и внимательно изучали каждую мышцу, косточку и связку. С помощью пинцета они манипулировали разными костями и мышцами, пытаясь имитировать движение языка. Через несколько десятков лет один из учеников Уэйка заснял эти мгновенные движения языка, чтобы увидеть, как мышцы и кости совместными усилиями делают то, что кажется невозможным.

Уэйк обнаружил, что язык саламандр функционирует как необычайно сложный биологический пистолет. Эти особенные саламандры не просто высовывают язык. Их язык выстреливает изо рта, как пуля на резинке. Само по себе это уже достаточно странно, но дело в том, что “пуля”, которой стреляют саламандры, представляет собой маленькие косточки жаберного аппарата, связанные с липким кончиком языка. Саламандры буквально в мгновение ока выталкивают части жабр на половину длины тела. А затем не менее удивительным образом язык убирается в рот так же быстро, как высунулся наружу.

У саламандр с выстреливающим языком нет подбородочно-язычной мышцы. Эта мышца сокращается слишком медленно и только мешала бы выстрелу языком. Кроме того, у большинства видов саламандр жаберные кости прикреплены с двух сторон головы и служат основанием жаберных филаментов. У саламандр с выстреливающим языком другое строение. Жаберные кости не связаны с черепом, а прикреплены к языку и выстреливают, как пуля.

Чтобы представить себе язык саламандры в действии, вообразите, что вы большим и указательным пальцами зажимаете арбузное семечко. Арбузное семечко скользкое и имеет заостренную форму. Когда вы скользите по нему кончиками пальцев, оно выстреливает быстро и далеко. То же самое происходит с языком саламандры. Специальные мышцы осуществляют сдавливание, а кости жаберного аппарата образуют скользкую скошенную поверхность. Когда мышцы сокращаются, косточки выстреливают, как арбузное семечко.

В выстреливающем языке есть две выступающие жаберные кости, похожие на регулируемую вилку с зубьями, направленными в сторону хвоста. Эти длинные стержни скользкие и скошенные и напоминают арбузное семечко. Вокруг них по всей длине располагаются сжимающие мышцы. Когда эти мышцы напрягаются, они сдавливают стержни, и те выстреливают изо рта. В результате кончик языка с жаберными костями попадает в цель. Если все прошло удачно, насекомое прилипает к языку и затягивается в рот.

Но было бы плохо, если бы саламандры могли стрелять языком и захватывать насекомое и при этом не могли затянуть добычу или язык обратно в рот. Возможно, мысль о саламандре, которая не может свернуть язык и убрать его, кажется комичной, но для саламандры это было бы смертельно. Доступное для хищников и не имеющее возможности питаться животное практически наверняка погибло бы. Однако есть умное решение. У всех саламандр брюшная полость окружена мышцами, тянущимися от бедер до самых жабр. Эти мышцы нужны для поддержки тела. У видов с наиболее быстро выстреливающим языком волокна двух групп мышц сливаются, образуя единую мышцу, идущую от таза к специализированным жаберным костям. Представьте себе гигантскую пружину: когда жаберные кости выстреливают, мышечная лента сжимается, чтобы вернуть аппарат в исходное положение.


Выстрел языка саламандры – биологическое чудо


Происхождение этого сложного биологического органа связано не с изобретением каких-то новых структур или хотя бы костей, а с изменением функции уже существовавших костей и мышц. Мышцы, выталкивающие язык, используются другими саламандрами при глотании. Кости, которые раньше поддерживали жабры, стали скошенными с одной стороны и превратились в снаряды. Подбородочно-язычная мышца исчезла, чтобы не мешать дальнему полету снаряда. Брюшные мышцы слились и образовали пружину, возвращающую язык на место. Такое изменение функций создало естественное чудо – чрезвычайно хитроумное изобретение с вовлечением многих частей тела.


Еще от автора Нил Шубин
Внутренняя рыба: История человеческого тела с древнейших времен до наших дней

Почему мы выглядим так, как выглядим? Что общего между человеческими руками и, допустим, крылышками бабочки? И как связаны между собой волосы, молочные железы и сложное устройство нашего уха? Эти вопросы только кажутся праздными — на деле ответы на них позволят нам лучше понять строение человеческого организма, а значит, найти причину его слабостей и болезней. Нил Шубин, профессор анатомии, известный палеонтолог и один из первооткрывателей легендарного тиктаалика (промежуточного звена между рыбами и наземными животными), предлагает читателю совершить увлекательное путешествие к истокам эволюции и посмотреть, как на протяжении трех с половиной миллиардов лет формировалось и совершенствовалось наше тело.


Вселенная внутри нас: Что общего у камней, планет и людей

«…Возвратишься в землю, из которой ты взят, ибо прах ты и в прах возвратишься», — напоминает Библия. «Так и есть», — соглашается автор бестселлера «Внутренняя рыба» (2008; рус. пер. 2010), профессор биологии Чикагского университета и член Национальной академии наук США Нил Шубин. И уточняет: человек состоит в кровном родстве не только со всеми живыми организмами, но и с землей, с водой и воздухом, с нашей планетой, с Галактикой и всей Вселенной. Наши тела сотканы за миллиарды лет эволюции из «звездной пыли».


Рекомендуем почитать
Россия и Дон. История донского казачества 1549—1917

Предлагаем вашему вниманию адаптированную на современный язык уникальную монографию российского историка Сергея Григорьевича Сватикова. Книга посвящена донскому казачеству и является интересным исследованием гражданской и социально-политической истории Дона. В работе было использовано издание 1924 года, выпущенное Донской Исторической комиссией. Сватиков изучил колоссальное количество монографий, общих трудов, статей и различных материалов, которые до него в отношении Дона не были проработаны. История казачества представляет громадный интерес как ценный опыт разрешения самим народом вековых задач построения жизни на началах свободы и равенства.


Император Алексей Ι Комнин и его стратегия

Монография доктора исторических наук Андрея Юрьевича Митрофанова рассматривает военно-политическую обстановку, сложившуюся вокруг византийской империи накануне захвата власти Алексеем Комнином в 1081 году, и исследует основные военные кампании этого императора, тактику и вооружение его армии. выводы относительно характера военно-политической стратегии Алексея Комнина автор делает, опираясь на известный памятник византийской исторической литературы – «Алексиаду» Анны Комниной, а также «Анналы» Иоанна Зонары, «Стратегикон» Катакалона Кекавмена, латинские и сельджукские исторические сочинения. В работе приводятся новые доказательства монгольского происхождения династии великих Сельджукидов и новые аргументы в пользу радикального изменения тактики варяжской гвардии в эпоху Алексея Комнина, рассматриваются процессы вестернизации византийской армии накануне Первого Крестового похода.


Продолжим наши игры+Кандибобер

Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.


Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты

«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.


Историческое образование, наука и историки сибирской периферии в годы сталинизма

Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.


Технологии против Человека. Как мы будем жить, любить и думать в следующие 50 лет?

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.