Этот правый, левый мир

Глава 8. Асимметрия у животных

Право-левая асимметрия «прорывается» иногда не только в радиально симметричном мире растений, но и в билатерально симметричном мире животных. Об этих проявлениях асимметрии можно написать целую книгу. В настоящей главе мы сможем рассмотреть только наиболее интересные примеры.

Как и у растений, асимметрия тесно связана с появлением спиральности у одной из частей тела животного. Конечно, если спираль с одной стороны тела компенсируется противоположно закрученной спиралью с другой, симметрия сохраняется. Это относится к парным, спирально изогнутым клыкам (например, у ископаемых мамонтов) и к великолепным рогам горных баранов и козлов, антилоп и других животных. Многие крупные кости в грудной клетке, конечностях и в других частях тела животных, в том числе и человека, имеют спиральный изгиб, но те, что находятся слева, имеют своих зеркальных правых двойников. Усики-антенны насекомых иногда образуют пару энантиоморфных спиралей. Крылья птиц, летучих мышей и насекомых также обладают некоторой спиральностью, причем по разные стороны тела спиральность эта «разного знака».

Асимметрия появляется, когда в организме имеется единичная, непарная спираль. Многие виды бактерий, а также сперматозоиды всех высших животных обнаруживают такую спиральную структуру, но самый разительный пример — раковины улиток и других моллюсков. Не все спиральные раковины асимметричны. У наутилуса, например, раковина плоская, и ее можно поэтому рассечь, как спиральную туманность, плоскостью симметрии. Но существуют и тысячи красивых раковин, образующих ярко выраженную правую или левую спираль, некоторые из них изображены на рис. 18. Как и у вьющихся растений, спираль эта в большинстве случаев правая, но левая тоже не редкость. Некоторые из видов моллюсков всегда закручивают раковину вправо, другие — всегда влево. Но в каждом виде встречаются «уроды», имеющие обратную спиральность; такие экземпляры редки и высоко ценятся коллекционерами. Палеонтологами классифицированы и тысячи ископаемых моллюсков со спиральными раковинами, как правыми, так и левыми.

В некоторых районах штатов Небраска и Вайоминг очень часто встречается странное «ископаемое», известное под названием «Чертов штопор». Эти огромные кварцевые спирали высотой до двух метров и более закручены иногда вправо, а иногда влево. Геологи десятилетиями спорили о том, что это такое; одни считали, что это остатки давно вымерших растений, а другие принимали их за стенки спиральных нор животных, которые были предшественниками современных бобров. «Бобровая теория» в конце концов победила, когда в некоторых «штопорах» были обнаружены останки маленьких грызунов. Подобные же спиральные окаменелости аналогичного происхождения обнаружены и в некоторых районах Европы.

Замечательный пример полета по спирали демонстрируют мексиканские хвостатые летучие мыши, которые сотнями тысяч гнездятся в известняковых пещерах штата Нью-Мексико около Карлсбада. Джозеф Кратч в своей книге «Год в пустыне» (1952 год) очень живо описывает этих летучих мышей, которые, вырываясь из пещеры вереницей, неизменно летят по спирали, закрученной против часовой стрелки. Кратч был крайне удивлен тем, что летучим мышам удавалось выбирать в своем полете одно и то же направление спирали. «Эта договоренность определенно является „общественно полезной, — пишет он, — без нее вылет из пещеры для летучей мыши был бы почти так же неприятен, как для нас поездка на работу общественным транспортом в часы Пик“».

Возможно, какую-то роль тут играет сила Кориолиса. Может быть, летучие мыши вылетают из пещер северного полушария по левой спирали, а из пещер южного полушария — по правой? Кратч консультировался с виднейшими специалистами по летучим мышам, но так и не получил по этому вопросу существенной информации. Влияние силы Кориолиса кажется в высшей степени маловероятным; тем не менее направление спирального пути, по которому летучие мыши покидают вертикальную пещеру-колодец, остается интересной загадкой для натуралистов. «Может быть, в один прекрасный день кто-нибудь возьмет списанную аэродинамическую трубу, — пишет Кратч, — поставит ее на попа и посадит на дно несколько сот летучих мышей... Они не идут у меня из головы... Я уже представляю себе, как обращусь в какое-нибудь ученое общество с проектом „Изучение влияния силы Кориолиса на полет летучих мышей“».

Обращаясь к проявлениям асимметрии неспирального типа в животном мире, вспомним один из наиболее необычных примеров такого рода — огромную левую клешню краба-скрипача (рис. 19). Этой клешне и ее характерным движениям краб и обязан своим именем. У птиц прекрасным примером асимметрии является клёст — маленькая пташка из семейства вьюрковых. У этой птицы верхняя и нижняя части клюва пересекаются как лезвия ножниц двумя способами — один зеркальное отражение другого. У разновидности, преобладающей в Соединенных Штатах, верхняя часть клюва сдвинута влево, у европейского вида, наоборот, — вправо. Этим клювом птицы лущат шишки вечнозеленых растений примерно так же, как домохозяйки снимают специальным ключом крышки консервных банок. Когда шишка вскрыта, птица просовывает свой клюв и извлекает ядрышко. Красочная древняя легенда утверждает, что клёст сжалился над распятым Христом и попытался своим клювом выдернуть гвозди из креста. Тщетное проявление милосердия привело к тому, что клюв у птички изогнулся, а хохолок испачкался в крови.

Самки всех классов птиц, за немногим исключением, отличаются право-левой асимметрией яичников и яйцеводов. У молодых птиц развиваются и правый и левый яичники, причем они имеют одинаковую величину; когда птица достигает зрелости, органы с правой стороны вырождаются и становятся бесполезными. Функционирует только левый яйцевод, который в сезон кладки яиц сильно расширяется.

Среди рыб незаурядным примером асимметрии служит огромное семейство плоских рыб, включающих и морского языка и камбалу. Молодые особи этого вида рыб билатерально симметричны и имеют по глазу с каждой стороны тела. Они плавают у поверхности моря, но, когда подрастают, один глаз постепенно перемещается через «макушку», пока оба глаза не окажутся по одну сторону головы, как на профилях, которые рисует Пикассо. Потом бедная рыба опускается на дно и лежит там в песке или иле на своей безглазой стороне, зорко наблюдая за тем, что творится над ней. Глаза вращаются независимо: одним рыба может смотреть вперед, другим — назад. «Слепая» сторона тела камбалы белесого цвета, верхняя же сторона раскраской и пятнами имитирует морское дно. Некоторые виды обладают даже способностью изменять свою окраску, приспосабливаясь к окружению, и тем самым имеют большую возможность спрятаться от врагов. Известны сотни видов плоских рыб, и у большинства из них глаза всегда на правой стороне, у некоторых же — на левой. Палтус — это камбала-правша, а тюрбо — камбала-левша. Существуют морские языки-правши, плавающие только в европейских водах, и морские языки-левши, которые водятся только в тропических и субтропических морях. Среди особей каждого вида встречаются случайные «выскочки», являющиеся зеркальным отражением своих собратьев. Очень интересные рассуждения о плоской рыбе приводит Дарвин в седьмой главе «Происхождения видов». (Здесь Дарвин очень убедительно отвечает одному критику эволюционной теории, который утверждал, что якобы нельзя разумно объяснить, как в процессе эволюции один глаз камбалы может перекочевать на противоположную сторону головы в результате естественного отбора.)

Брызгун — маленькая «четырехглазая» рыбка, о которой упоминалось в конце предыдущей главы, — имеет абсолютно уникальное среди позвоночных строение половых органов. Эти рыбы относятся к живородящим — оплодотворение происходит в полости тела самки. Половое отверстие у самки может быть расположено или с правой, или с левой стороны, так же как половой орган самца. Другими словами, каждая рыба в половом отношении — «правша» или «левша», и это лишает двух особей, принадлежащих к разным подвидам, возможности спаривания. К счастью, и самцы.и самки обеих разновидностей смешаны поровну; если бы оба пола были только правыми или только левыми, это создало бы серьезную угрозу для всего вида. Таким образом, в мире рыб мы находим забавную аналогию содружеству вьюнка и жимолости.

Клыки и бивни у таких животных, как слон и морж (клыки — это просто разросшиеся зубы, которые служат определенной цели), редко бывают оба точно одинакового размера: обычно один клык несколько больше другого и животные чаще пользуются им. В Африке правый бивень у слона нередко называют служебным, поскольку копать землю слон предпочитает именно им.

Нарвал — небольшое китообразное, распространенное в водах северных морей, — является наиболее ярким представителем животных с неравномерным развитием клыков. И самец и самка нарвала имеют только по два зуба; они расположены рядом, по обе стороны плоскости симметрии на верхней челюсти животного. У самки нарвала оба зуба постоянно скрыты в челюстной кости. Правый зуб самца так и не прорезается всю его жизнь, зато левый зуб вырастает в клык, длина которого превышает половину длины тела этого китообразного! Если вся длина нарвала от головы до хвоста составляет 3,5 метра, то необыкновенный зуб, прямой, как копье, вырастает до 2—2,5 метров. Это, очевидно, самый длинный зуб в мире (рис. 20).

Бивень имеет спиральную бороздку, вьющуюся против часовой стрелки. В редких случаях оба зуба самца нарвала вырастают, превращаясь в бивни. В этих случаях, казалось бы, следует ожидать, что, подобно рогам баранов и козлов, один бивень будет с «правой» спиральной бороздкой, а другой — с «левой». Но нет, оба бивня имеют одинаковые левые бороздки! Это давно озадачивало зоологов. Томпсон в своей знаменитой книге «Рост и форма» полагает, что нарвал, когда плывет, совершает небольшие винтообразные движения вправо. Сила инерции будет удерживать бивень на месте при винтовых движениях тела, поэтому к бивню как бы прикладывается пара сил, которая в процессе роста и заставляет его медленно поворачиваться против часовой стрелки.

«Бивень поворачивается не совсем синхронно с телом нарвала, — пишет Томпсон, — он как бы медленно, понемногу оборачивается вокруг собственного бивня! Это отставание бивня от головы при вращении тела очень невелико, но повторяется с каждым ударом хвоста. Корень бивня при этом испытывает постоянно приложенную нагрузку в виде крутящего момента с самого начала роста зуба до конца его отвердевания». Гипотеза Томпсона подверглась критике, но до сих пор ни один биолог не придумал ничего лучшего.

Нарвала иногда называют морским единорогом из-за его единственного бивня. В XV и XVI столетиях бивни нарвала продавались по всей Европе (главным образом скандинавскими купцами) как рога настоящих единорогов! В то время широко было распространено поверье, что рог его, растертый в порошок, обладает многими чудотворными целительными свойствами. Надувательство было раскрыто одним голландским зоологом в начале XVII века.

Для какой цели служит этот гигантский бивень, остается загадкой и по сей день. Нет никаких доказательств, что нарвал использует его для поражения врагов, как полагали раньше зоологи, или для пробивания во льду отверстий, через которые можно дышать. Во время «свадебного сезона» самцы нарвала иногда скрещивают бивни, как фехтовальщики, и быть может, бивень лишь атрибут брачного ритуала.

Человеческое тело, как и тело большинства животных, обладает общей билатеральной симметрией с весьма незначительными отклонениями. Тема эта достаточно сложна и любопытна и заслуживает отдельного рассмотрения.