Очень дикое будущее

«Флиш» — сон разума рождает чудовищ

Конечно, есть большой соблазн представить себе будущее Земли как-то очень эффектно и неожиданно. Вся хитрость заключается в том, что подтвердить или опровергнуть это никак нельзя — никто не доживёт до указанных авторами времён и не укажет им на их ошибки. Поэтому романтически настроенные создатели фильма «The future is wild» вводят в фильм такого невероятного «героя», как flish, летающая рыба. Но так ли реальна возможность появления этого существа? Думаю, это событие — из числа наименее вероятных.

Анатомия flish весьма странная. Я не отрицаю того, что рыба может какое-то время активно пролететь по воздуху, используя грудные плавники как крылья. Такие рыбы есть и сейчас — это клинобрюшки Gasteropelecidae (из отряда или подотряда Characiformes), обитающие и сейчас в бассейне Амазонки. У этих рыбок развита грудная кость, напоминающая характерный для птиц киль (sternum), к которой прикрепляются летательные мышцы. Эти рыбки летают по-настоящему, в отличие от более известных обывателю морских Exocoetidae, которые не летают, а лишь планируют над волнами подобно бумажному самолётику. Странно другое — находясь под явным впечатлением от «птицеподобности» flish, автор этого существа «свернул» хвост рыбы на 90°? (на манер птичьего хвоста). Но хвосты flish и птицы — не гомологичные структуры, они развиваются из разных зачатков! Хвост птицы состоит из перьев, имеющих дермальное происхождение. Он не связан с костями позвоночника птицы. Хвост flish является производным рыбьего хвоста, его формируют не только лучи плавников, имеющие дермальное (кожное) происхождение, но и верхние и нижние остистые отростки (processus spinosus) позвонков хвоста. Следовательно, допустить, что хвост flish горизонтальный — это означает допустить, что хвостовой отдел позвоночника flish повёрнут на 90°. Как представить себе переходную форму от обычной рыбы к flish и её образ жизни — ума не приложу… Хвост таких рыб, как камбала, конечно, расположен горизонтально, но и само тело таких рыб лежит на боку! Летающее же существо flish нормально ориентировано в пространстве, но его хвос свёрнут набок. Кроме того, совершенно неясно предназначение роскошного спинного плавника на спине flish. Зачем он нужен летающему существу? Были, конечно, птерозавры типа Pteranodon, Tapeyara, Thalassodromeus с огромными «гребнями» на голове, служившими для поддержания равновесия в полёте, но эти гребни были высокими и короткими. Плавник flish — низкий и длинный — он тянется по всей спине. Это явно не руль и не балансир. Что это? Атавизм? Или следствие желания автора монстра подчеркнуть «рыбью природу» flish?

Хвост — не единственное, что заставляет задуматься над природой flish. Биомеханика flish ставит ещё одну неразрешимую проблему: плавать такое животное не умеет. Авторы книги утверждают, что flish может опускаться на воду и плыть, подняв грудные плавники как паруса. Также они объясняют плавучесть flish тем, что на груди этого существа будет жировая подушка, а лёгкое и полая чешуя придадут ему дополнительную плавучесть. Брюшные плавники сработают как киль, не давая животному перевернуться. С точки зрения биомеханики такой монстр будет устойчив только в луже, если воткнёт в дно брюшные плавники. На воде он будет постоянно заваливаться набок. Flish — не утка. У утки тяжёлые внутренности и ноги (центр тяжести) расположены ниже «ватерлинии». А у flish нижняя часть тела наоборот, слишком лёгкая. Его брюшные плавники малы и легки, и выталкивающая сила, действующая на грудную жировую подушку flish, уравновесит их тяжесть. Лёгкое чудовища также расположено ниже позвоночника. Зато тело монстра имеет (совершенно неясно, зачем) высокий спинной плавник и, судя по форме тела, сильную спинную мускулатуру, которая тяжелее жировой подушки внизу. Низ flish слишком лёгок. Соответственно, центр тяжести у flish находится выше «ватерлинии» сидящего на воде животного, и под воздействием земного притяжения он постоянно будет стремиться занять наиболее устойчивое положение — внизу. При этом бедное животное, сидя на волнах, постоянно будет опрокидываться, чему в немалой степени будет способствовать ветер, дующий в задранные кверху плавники. А высокое и узкое тело монстра никак не воспрепятствует «бортовому крену».

Если анализировать образ жизни и его связь с энергетическими процессами в организме, то окажется, что летающие существа — это животные с высокой интенсивностью обменных процессов. Таковы птицы, рукокрылые, и, возможно, птерозавры (на некоторых образцах Sordes pilosus есть что-то, похожее на шерсть, что, возможно, свидетельствует о теплокровности). Насекомые — существа мелкие, их не будем брать в расчёт, поскольку их затраты энергии на полёт гораздо меньше, чем у крупных позвоночных. Flish в фильме — существо крупное и летающее, причём, судя по кадрам фильма, он летает активно, долго и быстро. Следовательно, его энергетика должна отвечать образу жизни. Тело flish покрыто чешуёй — следовательно, оно либо не вырабатывает тепла (нечего терять и сохранять) и имеет температуру окружающей среды, либо вырабатывает его столько, что flish может умереть от его избытка. Но последнее предположение неверно, поскольку в природе не бывает такой расточительности. Следовательно, flish — существо холоднокровное (эктотермное). Это означает, что его тело вырабатывает мало тепла. Следовательно, энергетические процессы в нём идут медленно. Следовательно, животное flish не должно активно летать! Сейчас на Земле есть эктотермные «летающие» существа — веслоногая лягушка Racophorus, ящерица Draco volans, даже некоторые древесные змеи. Но эти животные не летают активно — они лишь совершают планирующие прыжки. Энергии современных «летающих рыб» Carnegiella, Gasteropelecus, Thoracocharax хватает только на несколько метров и секунд полёта. Напомню, что океанские «летучие рыбы» — пассивные летуны, «планеристы». Их энергозатраты сводятся к тому, чтобы несколько секунд активно поработать хвостом перед «затяжным прыжком» над волнами.

Прочитав книгу (напомню, что это произошло после просмотра фильма), я всё же нашёл упоминание о системе термоизоляции flish («Дикий мир будущего», стр. 116):

Такая постановка вопроса заставляет удивлённо поднять бровь и долго её не опускать. Дело в том, что холоднокровное (правильнее — «эктотермное») животное получает тепло от внешнего источника тепла: Солнца. Эктотермны земноводные, рептилии, рыбы, беспозвоночные — все их жизненные процессы зависят от температуры окружающей среды. И все эти существа имеют приспособления для поглощения тепла Солнца. Так, хамелеон темнеет, ящерицы и змеи выползают на нагретые камни, а ископаемый ящер Dimetrodon имел на спине гигантский «парус», образованный вытянутыми вверх позвоночными отростками и обтянутый кожей. Такие же «паруса» были у динозавров Spinosaurus, Altispinax, Ouranosaurus, и у земноводного Platyhystrix, не связанного с ними непосредственным родством. Рыбы могут регулировать температуру тела более примитивным способом: выбирая холодные или тёплые слои воды. Некоторые эктотермные животные могут при активной мышечной работе разогреваться, но всего лишь на несколько градусов относительно окружающей температуры. Активно греются, работая крыльями, пчёлы и шмели, а среди позвоночных греют себя сами тунцы. Но их нагрев всё же несущественнен и их нельзя считать истинно теплокровными.

Если представить себе flish, летающую в воздухе при температуре +25 °C, то можно предположить, что её температура поднимется максимум до +29…+30 °C. Однако у птиц температура тела намного выше — до +39 °C, а для разных видов летучих мышей указываются значения температуры от +34 °C до +40,5 °C. Кажется, что разница не очень существенна. Отнюдь нет! Дело в том, что в химии существует правило Вант-Гоффа — Аррениуса, которое гласит, что подъём температуры на 10 °C приводит к 2—3-кратному ускорению химических процессов. Этому же правилу до некоторой степени подчиняются и биохимические процессы. Температурный предел здесь — температура, при которой белки сохраняют свои свойства. Дело в том, что при высоких температурах сложные структуры белков и активные центры их молекул начинают разрушаться, и они уже не могут выполнять свою роль в биохимических процессах.

А разница температуры flish и птицы — это как раз и есть те самые искомые 10 °C! Думаю, вывод о разнице в физиологии flish и птиц любой сможет сделать сам.

Получая тепло от внешних источников, живые существа не имеют термоизолирующих покровов. А вот теплокровные звери, птицы и, возможно, птерозавры, имеют (или имели) природную «одежду» — шерсть и перья (для птерозавров, как я уже сказал, есть указания на находки отпечатков волосовидных образований у мелких видов, однако природа этих образований — предмет дискуссий). Это связано с необходимостью защиты от переохлаждения, ведь их организм нормально работает только при высокой температуре. А вот лягушка, покрытая шерстью или перьями, столкнётся с колоссальными трудностями — она не сможет быстро нагреваться на солнце. Ведь шерсть или перья сами по себе не греют — они лишь помогают сохранять выработанное телом тепло. Поэтому и мороженое, завёрнутое в шубу, дольше остаётся холодным даже на солнце. Flish с полыми чешуйками, призванными обеспечить термоизоляцию — это та же самая лягушка в перьях или мороженое в шубе. Этому животному не удастся выработать нужное количество тепла, чтобы активно двигаться (это же «холоднокровное», сиречь эктотермное животное), а термоизолирующая чешуя будет мешать солнечному теплу доходить до организма flish. Вот такой парадокс.

Ещё одна физиологическая проблема, с которой столкнётся flish во время полёта — дыхание. Судя по внешности flish, органами дыхания этого существа отчасти являются жабры. В какой-то мере это выгодно — воздух, носитель кислорода проходит через жабры непрерывным потоком, в то время, как в лёгких он меняет направление во время вдоха и выдоха. Но это несёт одну проблему: воздух — это не вода, при прохождении потока воздуха через жабры эпителий жаберных лепестков просто высохнет и перестанет участвовать в газообмене. Flish просто задохнётся в полёте. Конечно, не исключено, что flish имеет особый видоизменённый плавательный пузырь, чтобы дышать. Косвенно на это указывает такая особенность flish, как голос (по крайней мере, картины жизни этих существ сопровождаются хриплыми криками, похожими на голоса простуженных чаек). Ведь жабры не могут давать воздушную струю, используемую для издавания звуков. Однако активный образ жизни требует такого количества кислорода, которое не может дать «лёгкое» рыбы во-первых, из-за несовершенства самого органа дыхания, а во-вторых, из-за несовершенства механизма вдоха-выдоха. У нас, наземных четвероногих, дыхание осуществляется благодаря движениям грудной клетки. У рыб грудной клетки нет, есть лишь не соединённые друг с другом рёбра. Следовательно, «лёгкое» рыбы не справится с подачей нужного количества кислорода. Сохнущие жабры и слабое «лёгкое» — не лучшие помощники активного летающего существа…

Сами авторы поставили себя в крайне неловкое положение, весьма неосторожно раскрыв хитрости родословной flish: предком этого существа, согласно книге (в фильме о предках этого животного деликатно умолчали), оказывается… треска (точнее — «рыба семейства тресковых» (стр. 126)! И это полностью лишает летающее создание права на существование сразу по двум причинам: во-первых, треска — донная рыба. Усик на подбородке рыбы необходим для поиска добычи на илистом дне. Соответственно, специализация трески вероятнее всего может в будущем идти по пути более глубокого приспособления к донному образу жизни. Трудно представить себе, какие причины подвигнут треску к смене места обитания. Её плавники короткие, а тело очень вытянутое — это выдаёт в ней не очень хорошего пловца, которому трудно прожить в верхних слоях воды, постоянно и быстро двигаясь. Поэтому приспосабливаться к пелагическому образу жизни она, скорее всего, не станет. А второе возражение вытекает непосредственно из первого: у трески замкнутый плавательный пузырь, который не сообщается с кишечником! Поэтому он не может использоваться как лёгкое. А чего ещё можно ожидать от донного животного? Треске нет смысла использовать плавательный пузырь как орган воздушного дыхания: в море (точнее — в открытом океане) нет участков воды, бедных кислородом, а подниматься из глубин за глотком воздуха — это означает испытывать перепады давления воды и показывать себя многочисленным хищникам верхних слоёв воды. Поэтому сама предпосылка для развития воздушного дыхания у трески и любого из её родичей просто отсутствует. А если нет предпосылок, эволюция в таком направлении просто не пойдёт: она направляется внешними факторами, но проходит за счёт внутренних генетических резервов популяции. Вообще, отряд Трескообразные (Gadiformes) представлен значительным количеством глубоководных и придонных видов. Поэтому на роль предка летающей рыбины представители этого отряда совершенно «не тянут». И думаю, что любой поймёт и сделает выводы, если я скажу, что замкнутый плавательный пузырь у рыбы — это специализированное состояние, а открытый — примитивное.

И ещё одна проблема подстерегает flish: проблема размножения. Это существо — всё-таки рыба. И у него есть два основных способа размножения: отложить икру, либо родить живых молодых flish. Размножение с икрометанием проще: можно сразу получить большое количество потомков и не нужно никаких физиологических перестроек. Но это означает, что flish время от времени должна покидать воздух и нырять под воду. А если есть мальки flish (и если они были до того, ведь дожили же flish до 200 миллионов лет в будущем!) — значит, о наличии в море разных видов silver swimmer — рыбообразных потомков планктонных рачков — можно смело забыть. Ведь мальки flish — это всё-таки рыбы, и это означает, что рыбья экологическая ниша занята, и silver swimmer её занять не сможет. Но, поскольку в море всё же есть silver swimmer, следует признать, что молодь flish развивается не в море. Судя по всему, самка flish должна рождать некоторое количество достаточно развитой молоди. Рыбы могут рождать живых мальков, такое явление встречается как у акул, так и у костных рыб. Но у flish есть одна проблема: это существо летает, следовательно, flish не может родить много молоди сразу. Не исключено, что мальков будет всего два (по количеству яйцеводов) либо вообще один (если один яйцевод исчезнет, как исчез у птиц). Но малёк flish должен родиться достаточно развитым, чтобы сразу летать, либо flish должна заботиться о своём потомстве. Но у рыб, рождающих живых мальков (не будем забывать, что flish, хоть и летает, всё же остаётся рыбой), забота о потомстве сводится лишь к самому рождению живого малька. Далее он должен заботиться о себе сам. Кроме того, очень развитый малёк — лишняя тяжесть для беременной flish. С учётом несовершенства дыхательной системы и потерь энергии во время полёта можно сказать, что вынашивание и рождение крупного развитого живого малька — непосильная нагрузка на организм flish.

Вот такое это противоречивое и невозможное существо — flish!

Возвращение морского «Терминатора»

По законам жанра в каждом фильме должен быть герой, и должен быть злодей. В фильме «The future is wild» роль злодея сыграло существо sharkopath — стайная светящаяся акула. Но появление этого существа ставит больше вопросов, нежели даёт каких-то ответов. Я не отрицаю того, что акулы — это существа с большим «запасом прочности»: различные отряды этих хрящевых рыб сменяли друг друга, существуя в общей сложности с позднего силура до наших дней. Вообще, современные акулы — не столь уж «древние существа», какими их часто представляют, хотя их родословная несомненно древнее звериной или птичьей: почти все современные семейства акул появились на рубеже мела и кайнозоя, лишь рогатые акулы существуют с юрского периода (но ни одного силурийского, девонского или даже раннекайнозойского вида акул до наших дней не сохранилось — их исправно сменили более совершенные виды). Но вопрос, поставленный передо мной фильмом «Дикое будущее», гораздо существеннее: как они могли выжить вообще? Ни фильм, ни книга не дают адекватного ответа на этот вопрос.

Известно, что любой вид живых существ стремится максимально захватить все доступные для жизни области. Поскольку в верхних слоях воды рыб (согласно фильму и книге) заменили потомки ракообразных, silver swimmer, можно предположить, что рыб в морях не осталось вообще. Пройти развитие от личинки или мелкого планктонного рачка до вида silver swimmer — на это нужно время, гораздо больше времени, чем на превращение одного вида рыб в другой, занимающий новые места обитания. Поэтому, если хоть какой-то вид рыб выжил, не видать ракообразным рыбьих экологических ниш. Следовательно, если море будущего принадлежит ракообразным, рыбы вымерли полностью. Но если предположить, что акулы (тоже, кстати, рыбы) заняли какую-то экологическую нишу в море будущего, следует сделать вывод, что они заняли бы освободившиеся после вымирания костных рыб экологические ниши раньше, чем предки silver swimmer. Не стоит забывать, что у акул есть дети — маленькие акулы. И они занимают свою экологическую нишу, порой отличающуюся от ниши взрослой акулы. Такой случай уже имел место в прошлом, в мезозойскую эру: мелкие травоядные динозавры сравнительно редки, поскольку их экологическую нишу занимали детёныши и подростки крупных видов динозавров. Следовательно, молодняк акул занимает в море будущего то место, которое ранее занимали рыбы вроде ставриды (Trachurus) и скумбрии (Scomber). Разумеется, silver swimmer не сможет занять эту нишу при наличии таких конкурентов — у него не хватит времени на адаптацию. Мы получаем противоречие: акулы в море есть (есть и их небольшие дети), и в то же время в море есть разные виды silver swimmer, занявшие экологические ниши рыб — эти факты взаимно исключают друг друга.

Можно, конечно, «запереть» акул в глубоководные экосистемы и сказать, что там они могут выжить. Но так ли это? Нет! Во-первых, некоторые глубоководные акулы при отсутствии рыб в верхних слоях воды обязательно превратятся в более мелководных рыб, если это выгодно для выживания (хотя бы из-за обилия пищи и полного отсутствия конкурентов). А кто их удержит? Я бы не смог. А во-вторых, глубоководные экосистемы — это не столь уж благоприятное место для выживания: они ещё более зависимы от продуктивности верхних слоёв океана. Это не убежище, а скорее жизнь подачками, поскольку органику в глубинные слои воды приносят многочисленные погибшие организмы («дождь трупов»). Если в океане случится «планктонный Судный День» (как предположил профессор Stephen Palumbi), то «дождь трупов» будет вначале очень обильным, поскольку начнётся массовое вымирание большинства видов верхних слоёв океана. Но потом он прекратится практически полностью, ведь «наверху» никто не будет размножаться по причине своего полного вымирания. Поэтому массовое вымирание не замедлит сказаться на обитателях глубинных слоёв океана. А любая акула, крупный вид, стоящий на вершине пищевой пирамиды, вымрет с ещё большей вероятностью, нежели какой-нибудь рачок или червь. В настоящее время на дне океана вблизи подводных вулканов открыты особые экосистемы, не зависящие от солнечного света. Но они весьма локальны, разбросаны по дну океана на большие расстояния и их продуктивность не сможет обеспечит выживание популяции крупных хищников на протяжении сотни миллионов лет. Следовательно, акула sharkopath — столь же нереальное существо, как и летающий монстр flish.

Жизненный цикл шмележука — загадка пустыни

Своеобразен жук bumble beetle («шмележук») дикой пустыни будущего. Очень интересно показана в фильме его жизнь. Но один момент остался за кадром. Пусть он не очень эстетичен для простого обывателя и вызывает интерес у полиции нравов, но о нём стоит поговорить, поскольку он ставит вопрос о перспективах существования жука bumble beetle как вида. Это процесс спаривания. Хочется узнать: когда он происходит?

Напомню, что жизнь bumble beetle очень коротка. Согласно фильму, на поиски дохлого животного (реальность существования животного flish я обсуждал в прошлый раз) взрослому насекомому отводится ровно сутки. За это время в теле матери из нескольких яиц выводятся довольно крупные личинки. Но возникают два вопроса, на которые я не могу получить ответа исходя из своих знаний о насекомых.

1. Когда у жуков bumble beetle происходит оплодотворение?

2. Как яйца в теле самки успевают развиться всего за сутки в довольно крупных личинок?

Право же, меня не интересует, какую позу принимают жуки этого вида во время спаривания. Интерес представляет другое — когда происходит спаривание? Ведь жизнь взрослого жука длится всего сутки. Я не спорю с тем, что жизнь взрослого насекомого может длиться сутки — подёнки (Ephemeroptera) во взрослом состоянии живут около суток, а иногда и меньше. Но они вылетают одновременно густыми стаями и спариваются сразу же при первом полёте, а яйца откладывают прямо в воду, из которой только что вышли, не заботясь о питании будущих личинок. А жук bumble beetle за это же время должен сделать многое — он должен отыскать партнёра противоположного пола, спариться, из яиц должны вывестись крупные и очень развитые личинки, а кроме того животное должно найти свежую падаль, не захваченную конкурентами. Думаю, что это нереально сделать за такой короткий срок. Самое слабое место в этой цепочке жизненно важных дел — развитие личинок. Поскольку они очень крупные, а их органы дифференцированы (выходящие из тела матери личинки имеют развитые ноги, антенны, челюсти и голову), логично предположить, что на формирование такого сложно устроенного тела уйдёт много времени. и это время заведомо дольше суток, отведённых на жизнь взрослого жука.

А само спаривание жуков должно пройти обязательно, но поиск брачного партнёра может затянуться: популяция жуков рассеяна по пустыне вдоль горного хребта. Если даже на поиск партнёра уйдёт всего несколько часов, это время неизбежно будет «украдено» у будущих личинок, которые и так должны развиваться с космическими скоростями за короткое время жизни самки.

Конечно, можно предположить, что жуки развиваются путём партеногенеза и все особи — самки. Но тогда популяция жуков окажется не слишком жизнеспособной. При партеногенезе не возникает новых сочетаний генов, дочерние особи лишь старательно копируют материнский генотип. Любое изменение условий погубит такой вид.

Можно предположить, что личинки за время жизни в падали успевают созреть и спариться, а в жука превращаются уже оплодотворённые насекомые. Но, согласно фильму, в одну падаль откладывает личинок только один жук. Это означает, что все личинки из одного трупа — родные братья и сёстры. А инбридинг не намного лучше для популяции, чем партеногенез, ведь с каждым поколением будет возрастать гомозиготность особей и будет обедняться их генотип. Это столь же неблагоприятно для вида, как и «тиражирование» одинакового генотипа при партеногенезе.

Поэтому жизненный цикл жука bumble beetle, на мой взгляд человека без учёных степеней, относится к столь же нереальным вещам, как карликовые великаны или вампиры-вегетарианцы.

Но можно найти выход из такой ситуации. Достаточно предположить, что жуки живут долго, живородящи и собираются на тушах flish по несколько особей. Тогда каждая самка рождает на мёртвом животном одну развитую крупную личинку (больше не может развиться одновременно в её яичнике), кормится, спаривается с поджидающим её самцом (достаточно одного-двух самцов на группу) и вся стая вновь отправляется в полёт — искать новую сочную, ароматную, только что издохшую flish. Личинки, рождённые разными самками, будут заведомо генетически разнородными. Когда туша будет съедена, личинки одновременно окуклятся и превратятся во взрослых жуков bumble beetle. Они будут питаться на остатках трупов flish, не съеденных личинками (более полно используя ресурсы) и станут превращать эти остатки в тела новых личинок, созревающих в яичниках. Согласитесь, такая картина более реальна, к тому же она отвечает на многие вопросы. Но книга, прочитанная несколько позже просмотра фильма, несколько изменила ход моих мыслей и характер вопросов.

Гипотетический жизненный цикл жука, описанный в книге, отчасти снимает вопрос о моменте спаривания животных. Однако при этом ответственную задачу продолжения рода выполняет отнюдь не подвижное быстро летающее взрослое насекомое, способное найти самку за много километров (судя по описанию, его обоняние острее, чем у бабочки грушевой сатурнии, самцы которой находят самок на расстоянии до 11 км). Эта важнейшая обязанность возлагается на малоподвижную личинку, которая очень медленно передвигается. Неважно, какая будет судьба у личинки-самца после спаривания. Важно то, что способность к расселению у неё будет гораздо меньше. Вряд ли это существо сможет преодолеть даже сравнительно небольшое расстояние (несколько сотен метров) за одну-две ночи.

Думаю, что дохлые летающие рыбы на «кладбище» не будут лежать аккуратной кучкой, а скорее всего ветер раскидает тушки животных на довольно большое расстояние. Кроме того, живущие на берегах океана flish тоже «не дурнее паровоза» и прекрасно понимают своими рыбьими мозгами опасность шторма. Поэтому можно утверждать, что они скорее всего не будут строить из себя героев, бросаясь навстречу ветру, а спрячутся в скалах подобно «глупому пингвину» из знаменитой «Песни о Буревестнике». Это не так героически, зато весьма безопасно. И лишь единичные особи будут заброшены в пустыню (и главное — вообще долетят до неё и не шлёпнутся в горах вместе с дождём). Поэтому личинка-самец вынужден будет преодолевать сотни метров, если не километры (для взрослого жука — несколько десятков минут полёта), добираясь до ближайшей тушки, где кормится готовая к спариванию самка. Вряд ли он решится на это днём — иссушающий зной пустыни убьёт его. Поэтому день личинка проведёт, скорее всего, зарывшись в песок. Ночью он будет вылезать (на это уйдёт много времени) и продолжать путешествие, а утром вновь зарываться. На весь переход у него будет уходить несколько ночных часов. Такими темпами он доберётся до ближайшей тушки не скоро — за это время самки благополучно вырастут и окуклятся неоплодотворёнными. Короткие ноги личинки выдают плохого ходока. Следовательно, такой жизненный цикл также невозможен.

Выход из такой ситуации подсказывают современные насекомые отряда веерокрылов (Strepsiptera), родственного жукам. У некоторых видов этого отряда самки связаны с пищей и не могут её покинуть для спаривания — они паразитируют в организме других насекомых. Зато самцы умеют летать — они спариваются с самками, которые для этого лишь высовывают конец брюшка из тела насекомого-хозяина. Шмележук оказался в похожей ситуации — к моменту готовности к спариванию самка не может покинуть пищу (в данном случае — мертвечину), а самец делает это легко. Почему бы не предположить, что самец просто превратится во взрослое насекомое? Тогда он с лёгкостью облетит ближайшие тушки дохлых морских существ, спарится с сидящими в них самками-личинками и таким образом более эффективно выполнит свой долг перед природой.

Но приведённый в книге жизненный цикл шмележука ставит ещё одну проблему: как растёт численность этого вида? Если проследить жизненный цикл животного, видно следующее: один жук откладывает яйца на одну тушку мертвечины, из выводка выживает одна личинка-самка (съедая всех остальных и самца в придачу), превращающаяся опять-таки в одного жука. То есть, коэффициент размножения жуков равен единице: увеличения числа животных не происходит! И вместе с тем популяция должна как-то расти или хотя бы компенсировать потери животных-неудачников, которые не смогли продолжить жизненный цикл. Но, отталкиваясь от написанного в книге, могу смело утверждать, что этого не происходит. Стало быть, шмележук будущего с его прекрасными приспособлениями к жизни в пустыне — вымирающий вид.

Зелёный убийца из пустыни

К обитателям суровой и жестокой пустыни будущего относятся и странные хищные растения с листьями, похожими больше на смесь капкана и «волчьей ямы». Можно долго удивляться его хитроумным способам опыления и ловли добычи. Но и здесь мне не понравилась одна вещь, которая не имеет отношения к «высшим сферам» и тонкостям теории эволюции, но изучается в курсе биологии в школе.

В фильме показано, как жук bumble beetle (шмележук) привлекается растением для опыления с помощью цветка, имитирующего дохлое существо flish. Задача его истолковывается несомненно и однозначно, поскольку мы видим в фильме именно цветок с лепестками, похожими на тело и плавники крылатого монстра. Также мы видим, как жук улетает с растения, весь облепленный его семенами. И эта роль насекомых в жизни растения не подвергается никакому сомнению. Ведь в роли опылителей и переносчиков семян могут выступать самые неожиданные животные. Главное — умело «сыграть» на их насущных потребностях. Но полностью сокрушило здравый смысл то, что между двумя событиями — прилётом жука к растению (для опыления) и его отлётом (с семенами на брюшке) — прошло всего несколько минут. Долго держать жука растение не может — больше одного дня взрослый жук bumble beetle не живёт. Любая задержка его одним растением приведёт к тому, что жук просто не доживёт до посещения следующего растения. Неужели семена успели созреть столь быстро? Или они уже были готовы до цветения? Тогда весь смысл опыления (перенос половых клеток, повышение генетического разнообразия потомства) сведётся к нулю. Следовательно, сам собой напрашивается вывод, что опыление произошло и семена успели созреть за те минуты, пока жук лихорадочно искал выход из ловушки. Иного вывода я не могу сделать, исходя из увиденного в фильме.

Обычно же происходит так: растение зацветает — происходит опыление — цветок вянет — созревает плод — семена распространяются. Это скажет любой школьник. Но в фильме мы видим, что у растения цветок свежий и яркий, но одновременно в нём уже созрели семена. Это ли не парадокс?

В книге делается попытка ответить на этот вопрос. Но ответ настолько своеобразен, что опять-таки порождает новые вопросы. Имитацией тушки flish, согласно книге, оказывается не цветок, а присоцветный кроющий лист растения. Верю, у некоторых растений современности есть такой лист-ловушка. Таковы растения рода Cryptocoryne, известные любому мало-мальски искушённому любителю аквариума. Они задерживают мошек-опылителей, конечно, не до самого созревания семян, но ровно настолько, чтобы опылились женские цветки и потом созрели пыльники мужских цветков. После зацветания мужских цветков волоски, задерживающие мошек, вянут, и обсыпанные пыльцой насекомые улетают… на новый цветок. Нечто похожее мы видим у хищного растения пустыни «смертоносный бутылочник». Только насекомое переносит не пыльцу, а семена. Стоит, однако, подумать: а так ли будут развиваться отношения между цветком и насекомым?

В книге говорится, что хищное растение самоопыляется. И в то же время мы видим у него прекрасно имитирующий тушку flish лист. Самоопыление — не лучший способ размножения: при этом растение передаёт потомкам ограниченный набор генов. Это приводит к обеднению генотипа потомства и вырождению вида. У растений многих семейств есть механизмы, активно препятствующие самоопылению. Это разная длина пестика и тычинок, самонесовместимость пыльцы, сложной формы цветки, вначале пропускающие опылителя к рыльцу цветка и лишь потом обсыпающие животное пыльцой. Некоторые растения вообще двудомные, то есть мужские и женские цветки развиваются на разных растениях. Иными словами, самоопыление — не лучший выход. Если есть возможность избежать его, растения эту возможность используют. У «смертоносного бутылочника» такая возможность есть. Вспомните видоизменённый лист-имитацию. Такое приспособление не могло развиться в результате взаимодействия растения с факторами неживой природы. Причиной появления такого приспособления была тесная связь растения и насекомого, если угодно — коэволюция, межвидовой отбор. При этом один вид превращается (конечно, не сознательно, а порой и во вред себе) в фактор отбора для другого вида. В современной Африке растения рода Stapelia таким же образом «обманывают» мух. Насекомые копошатся в цветках, привлечённые их запахом и цветом, имитирующим падаль. Они откладывают яйца в цветы Stapelia, но их личинки погибают: они не едят растительные ткани. Зато мухи, посещая цветки, способствовали выработке растеним цвета и запаха цветков, имитирующего падаль. Отношения между «смертоносным бутылочником» и шмележуком тоже длились долго — об этом свидетельствует изощрённая тонкость приманки растения. Следовательно, отношения цветка и насекомого длились не один миллион лет. И тем более странно то, что «смертоносный бутылочник» в столь благоприятных условиях стал самоопыляющимся растением.

Лишайниковое дерево — развесистая клюква будущего

Стремление к оригинальности мышления в очередной раз сыграло плохую шутку с создателями фильма «The future is wild». В лесу далёкого будущего они поселили странные, лишённые листьев деревья-лишайники. Если оценить вероятность появления такой растительности даже в далёком будущем, то шансы этого окажутся нулевыми. Дело в том, что такие деревья в принципе смогли бы появиться на планете только в одном случае: когда исчезнут ВСЕ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ наземные растения. В противном случае конкурентоспособность лишайников по сравнению с обычными растениями будет чрезвычайно низкой. Новый вид же появляется в природе лишь тогда, когда есть незанятая экологическая ниша, либо когда вид, её занимающий, менее конкурентоспособен, чем вид-«претендент». Но могут ли лишайники быть конкурентоспособными? Известно, что даже травянистые растения в благоприятных условиях легко превращаются в деревья. Таковы, например, виды Senecio на Галапагосских островах, кактусы разных видов. Деревья есть во многих семействах двудольных растений и в некоторых семействах однодольных. Среди однодольных растений, чаще всего существующих в виде травы (таковы богатые видами семейства злаки Poaceae, осоковые Cyperaceae, орхидные Orchidaceae, лилейные Liliaceae, ароидные Araceae), деревья появляются не столь уж редко: они есть среди семейств Agavaceae (юкка, или «дерево Иисуса»), Pandanaceae (панданусы в тропиках — крупные деревья) и Arecaceae (все знают, что пальма — это дерево или кустарник, но не трава). А среди двудольных деревья есть даже среди семейств, более известных обывателям по их травянистым представителям: среди зонтичных Apiaceae, маковых Papaveraceae, паслёновых Solanaceae, сложноцветных Asteraceae, бобовых Fabaceae. Лишайники не имеют практически никаких шансов вырасти даже до размеров кустарника: у них нет ни проводящей системы, ни механических тканей, поэтому большими им вырасти сложнее, чем лягушке из басни надуться до размеров быка.

Поэтому, если вдруг появится в природе место, благоприятное для роста гипотетического «лишайникового дерева», то оно будет занято высшими растениями гораздо быстрее, чем лишайники образуют необходимые для жизни в виде дерева органы и ткани. Даже при вымирании цветковых растений папоротник быстрее дорастёт до размеров дерева, нежели лишайник — до размеров папоротника. Условия для конкуренции слишком неравные, и они явно не в пользу лишайников.

«Почти все цветковые растения вымерли, их сменили лишайники, которые стали способны вырасти вертикально вверх до размеров кустарников или невысоких деревьев» — это высказывание палеоботаника Брюса Тиффни весьма меня озадачило. «Похороны» цветковых растений, думаю, наступят не столь уж и скоро. Выше я уже сказал, что нужно сделать лишайникам, чтобы стать деревьями, и когда это случится. Считаю, что цветковые растения достаточно конкурентоспособны именно потому, что они развиваются гораздо быстрее прочих. У голосеменных растений медленно происходит оплодотворение. Мхи и папоротники в своём жизненном цикле на некоторых стадиях развития зависят от наличия капельно-жидкой воды. Это делает данные растения уязвимыми и ограничивает места их обитания. И в то же время цветковые растения обладают поразительной гибкостью. Некоторые из них успевают за считанные дни и недели пройти жизненный цикл от семени до плодоношения. Цветковые растения освоили практически все пригодные для растений места обитания: от гор до берегов ныне ледяной Антарктиды. Они есть и на солончаках, и в сухих пустынях, в пресных водах и даже в море, где вода, а не ветер переносит их пыльцу. Именно способность к адаптации и быстрый темп смены поколений и позволил цветковым растениям стать доминирующими во флоре Земли. А среди тех же хвойных, например, нет ни одного травянистого или водного растения. Древовидные папоротники не освоили умеренных широт Северного полушария с их холодными долгими зимами. А мхи не живут там, где кактус или саксаул процветает.

Массовое вымирание не происходит за один день, как какая-нибудь библейская катастрофа. Это процесс, последствия которого затягиваются на сотни и тысячи лет. За это время вымирают или сокращают область обитания и численность одни виды, зато бурно развиваются другие, приспособленные к экстремальным условиям. Представители любого вида не исчезают мгновенно за один день, просто численность вида медленно и неуклонно меняется. И у видов, поколения которых сменяются быстро, есть шанс приспособиться — носители мутаций, ставших благоприятными в изменившихся условиях, восстанавливают численность вида и захватывают освободившиеся места обитания. Поколения лишайников сменяются медленно и неспешно — их колонии могут существовать сотни и тысячи лет. Поэтому лишайники просто не успеют захватить освободившиеся экологические ниши, что является главным условием нового видообразования. Экологическая ниша лишайников — те места обитания, где никто, кроме них, жить не может. Это камни, гарь, скальные осыпи. Лишайник — это пионерная растительность, с трудом переносящая конкуренцию. Он отличается крайне медленным ростом, и в большинстве случаев, когда условия становятся приемлемыми (например, накапливаются частицы почвы), его быстро сменяют мхи и цветковые растения. И лишь там, где высшие и споровые растения по каким-то причинам жить не могут, лишайники существуют долгое время. Поэтому и в будущем лишайнику не дадут вырасти более удачливые «соседи».

Среди «соседей» лишайника есть не только растения, но и животные. И судьба их не менее парадоксальна и драматична.

Мегакальмар — хуже, чем кит на суше

Пожалуй, поспорить с летающей рыбой flish по своей странности и неестественности может только жуткий гигантский мегакальмар. Это многотонное чудовище капризом (иначе не скажешь) авторов покинуло воду и приспособилось к жизни на суше, превратившись в многотонного монстра без единой косточки в теле. Вот только будет ли жить это животное, или можно считать, что оно «родилось мёртвым»?

Известно, что если скелет и мускулатура животного недостаточно сильны, то его могут ожидать серьёзные проблемы. Так, из китообразных только мелкие дельфины могут сравнительно нормально переносить некоторое время пребывание на суше (их даже перевозят порой без воды). А более крупные животные, выброшенные на сушу, просто задыхаются, придавленные тяжестью собственного тела. Их мускулы относительно слабее мускулов мелких китообразных, поэтому крупный кит на суше не может справиться с собственным весом и умирает, задыхаясь, будучи не в силах сделать вдох. Мегакальмар — это тот же кит на суше, только в гораздо худшем положении. У кита есть хотя бы слабый и пропитанный жиром, но всё же скелет, а у чудовищного головоногого, сравнимого по весу с косаткой или китом-бутылконосом, нет никакой опоры для внутренних органов. Всё его тело буквально отдано на растерзание гравитации. Внутренние органы животного будут давить друг на друга, тогда как у позвоночных они прикрепляются к костям и их вес распределяется через скелет на землю, а не на органы, лежащие ниже.

В книге сделано одно допущение, которого нет в фильме: там сказано, что в ногах мегакальмара всё же есть хрящ. Я не спорю с тем, что у головоногих моллюсков может формироваться хрящевая ткань: у современных головоногих мозг защищает своеобразная хрящевая капсула. Однако у многотонного мегакальмара наличие хряща в ногах практически бесполезно: все знают, насколько хрупок хрящ, когда обгрызали косточку из супа. У головоногих моллюсков хрящ ещё более гибкий, чем у позвоночных: несмотря на хрящевый «череп», осьминог с лёгкостью протискивается в очень узкие щели рифа.

Конечно, есть в природе мелкие наземные животные совсем без костей и скелета. Это слизни и черви. Но они живут в маленьком мире, где распределение сил несколько иное. Если вы помните рассуждения про яйцо торатона, то поймёте, о чём идёт речь. При увеличении линейных размеров площадь тела и сечение мышц (а стало быть, и их сила) увеличиваются в квадрате, а вес тела — в кубе. Следовательно, относительная сила мышц великанов отстаёт от их роста, и становится гораздо меньше, чем у малышей. Поэтому мегакальмар во много раз слабее улитки, и его мускулы будут не в состоянии удержать его огромное тело. У мелких животных силы упругости мышц поддерживают форму тела. Их вполне хватает для удержания небольшой массы, но если животное увеличится в размерах, эти силы будут недостаточны для поддержания формы. Мускулы не могут измениться качественно настолько сильно, чтобы сделать мегакальмара реальностью — для этого нужно принципиально иное устройство тела. Среди современных животных суши бесскелетные формы мелки и малочисленны. Зато те, кто имеет скелеты — членистоногие и позвоночные — и стали хозяевами суши. В море же, где выталкивающая сила воды уравнивает преимущества скелетных и бесскелетных существ, мы видим гигантских медуз весом до 100 кг, 18-метровых (а по непроверенным данным, и более крупных) гигантских кальмаров, 30-метровых червей, 20-метровые колонии пиросом и оболочников, и множество других гигантов, которые на суше превратились бы в кисель.

Если касаться особенностей физиологии мегакальмара, то представляется практически невозможным кровоснабжение его мускулистых ног. Дело в том, что при опоре на ногу многотонного тела давление в ней должно сильно возрасти. При этом сокращение кольцевых мускулов скорее всего выжмет кровь обратно в туловище. Когда животное шагает, мускулы попеременно сокращаются и расслабляются, давление крови то возрастает, то падает. В какой-то мере это будет способствовать циркуляции крови в сосудах ног. Но если мегакальмар вздумает остановиться на достаточно долгое время, его ждёт кислородное голодание мышц ног. Трудно сказать, выдержат ли его нервы постоянные перепады давления окружающих тканей. Позвоночные животные с твёрдым скелетом и беспозвоночные с наружным панцирем-скелетом не испытывают таких трудностей, поскольку кости или панцирь принимают на себя значительную часть веса тела животного, снимая нагрузку с мягких тканей. Панцирь (экзоскелет) членистоногих лишён кровеносных сосудов и имеет неклеточное строение — это отвердевшие выделения покровов тела животного. Экзоскелет не имеет проблем с кровоснабжением по причине отсутствия необходимости в таковом. Кость позвоночных снабжается кровью через кровеносные сосуды, которые пронизывают её. Они защищены от перепадов давления в тканях твёрдой несжимаемой костью. У бесскелетного мегакальмара мышцы, составляющие ногу, должны активно кровоснабжаться (потребность в крови у мышцы больше, чем у кости), но в то же время скачки давления в них могут препятствовать кровотоку. Конечно, сердце животного может стать очень сильным, чтобы проталкивать кровь, преодолевая внутреннее давление в ноге. Но тогда у животного должна развиться система клапанов в сосудах, которые препятствуют повышению давления в органах и тканях тела. В противном случае животное может скончаться от инсульта и инфаркта.

Кроме того, жидкость не может дать телу животного достаточную опору в силу своих свойств: жидкости хорошо сохраняют объём, но не сохраняют форму. Из-за этого тело мегакальмара не может стать столь высоким, как представляют себе его создатели: при малейшем крене животного жидкости его тела просто «перетекут» вбок, и чудовище упадёт.

Если же мыслить более обобщённо, стоит сказать, что на протяжении геологической истории кальмаров шло приспособление этой группы животных к пелагической жизни (то есть, к обитанию в океане, в толще воды), сопровождавшееся редукцией скелета. Уже у современных кальмаров скелет представлен только прозрачной роговой пластинкой под названием «гладиус», расположенной в верхней части тела. Поэтому можно предположить, что спустя ещё несколько десятков миллионов лет кальмары вообще утратят скелет, что навсегда закроет им путь на сушу, по крайней мере как высоким и крупным животным. Любой краб или паук будет иметь колоссальное преимущество перед вялым и расплывчатым кальмаром, вздумавшим поселиться на суше, в скорости и подвижности. Пока на суше будут существовать организмы со скелетом — членистоногие и позвоночные — кальмарам вход на сушу закрыт. А на роль мелких существ их просто не «пропустят» черви и мелкие брюхоногие моллюски. Таким образом, экологические ниши суши будут закрыты для головоногих. А об особенностях их физиологии я уже говорил, обсуждая реальность болотного осьминога.

Кальмар-гиббон: косорукий акробат

Было бы весьма глупо полагать, что лес населяют только слоноподобные мегакальмары, работающие «по совместительству» и травоядными, и хищниками. Есть у них и соседи. Один из них — родственник мегакальмара, кальмар-гиббон (в фильме — «squibbon», в книге — «кальмоббон», я бы скорее предложил название «кальмартышка»). Его образ жизни также имеет свою «изюминку».

Странная черта лазающего кальмара-гиббона — его способ передвижения. В книге этого по понятным причинам нельзя заметить, но в соответствующей серии фильма можно насладиться замечательной ловкостью этого лесного головоногого, а заодно подумать над его особенным способом передвижения. Казалось бы, чего же тут странного? Животное перемещается по веткам, по очереди перехватывая их парами щупальцев, подобно акробату под куполом цирка. Перемещение кальмара-гиббона похоже на брахиацию («шагание на руках») обезьяны, повёрнутой набок: тело поворачивается вокруг горизонтальной, а не вертикальной оси. Удивляет здесь способ захвата веток этим невозможным животным: хватка идёт не сверху, а снизу (как при выполнении памятного по армии подъём-переворота). Но кальмар-гиббон не переворачивается, а скачет с одной ветви на другую. При этом центробежная сила, возникающая при раскачивании животного, будет «раскручивать» захват животного, делая его менее прочным. А это чревато случайным падением… Среди современных гиббонов, по данным исследования скелетов в музеях, до 1/3 животных получает при жизни переломы от падений с веток. Бескостному кальмару, конечно, перелом не грозит, а вот сильнейшие ушибы и разрывы не защищённых грудной клеткой внутренних органов и серьёзное сотрясение мозга, заключённого в лучшем случае в хрящевую капсулу — гарантированы. При «верхнем» захвате ветки усилие качающегося на ней животного, наоборот, будет плотнее прижимать его конечность к ветке и способствовать более прочному захвату. Чтобы это понять более популярно, советую просто покачаться на турнике, захватив его поочерёдно разными способами, и сравнить ощущения. Ясно, что показанный в фильме способ передвижения древесного головоногого несколько фантастичен, если, конечно, не принимать во внимание фантастичности самого происхождения этого животного.

Фауна новой Земли, или «О, дивный новый мир!»

Авторы проекта «Дикое будущее» населили Землю множеством поистине странных, а порою и совершенно нереальных существ. По их представлениям, фауна Земли будущего будет разительно отличаться от современной фауны.

Конечно, сходства между представителями фауны будущего и животными настоящего ждать не придётся, но разница между ними на уровне типов и, возможно, классов, будет, на мой взгляд, не очень велика. Мой аргумент для этого суждения — история прошлого Земли (та самая, на которую ссылаются профессора, доказывающие реальность удивительных героев фильма и книги). Промежуток времени между воображаемой фауной будущего и реальной фауной настоящего — 200 миллионов лет. Для истории Земли это равно промежутку времени между триасом и современностью.

Если проанализировать состав фауны и её изменения, то мы увидим, что на уровне типов доминирующие группы животных, стоящие на вершинах пищевых пирамид, не изменились. На суше это позвоночные и членистоногие, а в воде — головоногие моллюски и позвоночные: рыбы разных групп. И даже за более крупный промежуток времени они не сменились. Сменились лишь доминирующие классы:

Конечно, некоторые из групп живых организмов, доминировавших в прошлом, дожили до наших дней, а современные хозяева планеты появились в более ранние времена. Таблица лишь показывает, когда они заняли преобладающее положение в фауне.

Границы между геологическими периодами отмечены массовыми вымираниями — на Землю «удачно» падали астероиды и прочие внеземные «гости», а в меловой период к этому прибавилось и увеличение вулканической активности. Причём в таблицу не вошла встреча Земли с кометой, чьи осколки, упав на Землю, провели границу между триасовым и юрским периодами мезозоя. Таким образом, можно увидеть, что несмотря на эти катаклизмы, состав фауны на уровне крупных таксонов (типов и классов) остался практически неизменным. Мало того, некоторые представители доминировавших ранее групп животных дожили до наших дней, пережив эпохи массовых вымираний. И среди катастроф, потрясших Землю, позднемеловая, сопровождавшаяся вымиранием динозавров, была не самой страшной. Как полагают, в то время вымерло до 50–60 % видов, населявших Землю. Зато вымирание конца пермского периода, завершившее палеозой, унесло в небытие до 90 % видов! И тем не менее его пережили многие классы животных.

Но в проекте «Дикое будущее» выдвигается идея, что в далёком будущем (через 200 миллионов лет) состав наземной фауны сменится практически на 100 %. Причём на роль доминирующих в сухопутной фауне форм выдвигаются животные, которые не имеют в настоящее время (и, согласно правилу прогрессирующей специализации, вряд ли будут иметь в будущем) приспособления для освоения совершенно новой среды обитания (что уже идёт вразрез с принципом преадаптации). Это головоногие моллюски и лучепёрые рыбы. Наземных четвероногих позвоночных авторы «хоронят» во время массового вымирания 100 миллионов лет «тому вперёд». Но то, что четвероногие позвоночные пережили вымирание в пермский, триасовый и меловой периоды, говорит о том, что так просто они не сдадут своих позиций. Кроме того, сами авторы признают, что насекомые переживут массовое вымирание. А будут насекомые — не будет летающих рыб. Будут членистоногие на суше — кальмар не сможет выйти из моря.

Когда членистоногие вышли на сушу, они были вне конкуренции — на суше ещё не было животных. Когда кистепёрые рыбы в девоне покинули воду, они тоже были вне конкуренции — не было животных крупнее их (многоножки, конечно, были длиннее, но тоньше). У тех и у других было время приспособиться. Позже насекомые стали самыми многочисленными, а позвоночные — самыми крупными обитателями суши. И они заняли большинство мест обитания, оставив прочим группам животных жалкие крохи от былых возможностей. Обе группы животных легко приспосабливаются и достаточно гибки в эволюционном отношении. Поэтому они просто не дадут времени новым группам животных выйти из моря и приспособиться к жизни на суше, оставив их на уровне «любителей».

Поэтому я считаю, что радикальной смены состава фауны Земли (на уровне типов) точно не будет, хотя на уровне классов, а тем более — отрядов и семейств, как говорится, «возможны варианты».