Алексей Целлариус - Нескучная биология
Возможность передвигаться по своему желанию – штука замечательная, никто не спорит. От опасности можно укрыться или убежать, можно поискать чего вкусненького, не дожидаясь, пока еду принесет вам ветром или течением. Но чтобы все это проделывать, вам нужно как-то ориентироваться в окружающем мире. И практически одновременно с органами движения у животных появляются органы чувств. Однако уметь получать сигналы из внешнего мира – этого для процветания еще недостаточно. Ваши глаза и уши мигом обнаружат выскочившую из-за угла злую собаку. Только что в этом толку, ведь нужно еще как-то сообщить об этом открытии ногам, и побыстрее. И у животных появляются особые клетки, передающие информацию от органов чувств органам движения. Возникает нервная система.
Нервная система, даже очень простая, умеет не только передавать информацию, но и хранить ее. Это значит, что у животного появляется память и оно способно учиться. Постепенно нервная система становится сложней, она уже не только передает и хранит информацию, но обрабатывает ее и сопоставляет. Животное начинает «размышлять». Для чего все это нужно? Только для одно-го – чтобы движения животного, его поведение, достигали цели чаще, лучше и быстрее. Так что и игра в подкидного дурака, и теория относительности, и изобретение каменного топора, и появление компьютеров, все это результат того, что нашим далеким предкам не сиделось на месте и они решали свои проблемы путем движения.
На полпути
Есть группа многоклеточных созданий, стоящих на полпути от царства протист к царству животных. Это губки. Самые простые губки напоминают по форме бокал или мешок с двойной стенкой. Внутренняя поверхность «бокала» выстлана слоем клеток, несущих жгутики, которые находятся в непрестанном движении, а наружная образована плотным слоем плоских клеток без жгутиков. В толще тела у губки, между наружной и внутренними стенками находятся «скелетные» и амебовидные клетки. На какие-либо внешние воздействия губки никак не реагируют. Вы можете тыкать губку иглой, бить ее электрическом током, посыпать солью или травить кислотой – никакого ответа вы не дождетесь, губка останется безучастна, как растение.
Строение губки: 1 – слой жгутиковых клеток; 2 – устье; 3 – направление тока воды
Возникнув чуть ли не миллиард лет назад, губки так губками и остались. Но губки – не единственная попытка древних многоклеточных найти свое место в жизни. Некоторые многоклеточные начали развивать способность к сокращению тела. Быть может, наползая на колонию протист, они сворачивались клубком, охватывая колонию своей брюшной стороной, и переваривали ее в образовавшемся мешке. Сокращение тела обеспечивали особые клетки – мышечные. Появление мышечных клеток позволило отрастить щупальца и использовать их для захвата крупной добычи. И с этого плацдарма, создав и освоив новые механизмы движения, животные пустились на завоевание мира.
Как точно все происходило – неизвестно. И, быть может, мы никогда этого не узнаем. Но результат нам известен. На свет появились кишечнополостные, они же книдарии – первые существа, обладающие главными признаками животных. Книдарии устроены значительно сложнее губок. У них уже имеется простая, но вполне настоящая нервная система, мышечные ткани и органы чувств. Они захватывают пищу подвижными щупальцами, реагируют на прикосновения, на свет, на вкус и запах добычи.
Сцифоидная медуза
Пресноводная гидра, актиния, медуза и коралловый полип – все это кишечнополостные. Посмотрите, скажем, на медузу. По краю зонтика расположены скопления нервных клеток – ганглии, соединенные в нервное кольцо. Здесь же, по краю зонтика расположены орган чувств – довольно сложно устроенные глазки и органы равновесия. Эти органы, статоцисты, не только помогают медузе отличать верх и низ, но и, вероятно, воспринимают колебания воды. Так что медуза и «видит», и «слышит». По краю же зонтика расположено мышечное кольцо. Сокращая и расправляя зонтик медуза плывет. Но по плану строения книдарии остаются простым двойным мешком. Отверстие этого мешка служит ртом, куда отправляется при помощи щупалец добыча, убитая стрекательными капсулами. Добыча эта может быть довольно велика – некоторые крупные медузы и актинии способны ловить даже мелких рыбок.
Носители прогресса
Всякое животное на самой первой стадии своего развития мало отличается от одноклеточной протисты. Это единственная клетка, зигота, которая получается в результате слияния двух половых клеток – гамет. Зигота начинает делиться и в результате получается комок клеток, называ-емый биологами бластулой. Следующий шаг – превращение бластулы в гаструлу. Гаструла – двухслойный мешок. Развитие губок и книдарий останавливается, по сути, на стадии гаструлы – двойного мешка. Все их ткани образуются из двух слоев зародышевых клеток, наружного и внутреннего. Но у всех других животных формирование тканей и органов потребовало образования у зародыша третьего слоя. И если основа конструкции кишечнополостных – двойной мешок, то все продвинутые животные – мешок тройной.
Самые примитивные из трехслойных животных относятся к типу плоских червей. Плоские черви не пользуются симпатией подавляющего большинства человечества. Их упоминание вызывает в воображении прежде всего таких, мягко говоря, малоприятных паразитов, как свиной солитер, эхинококк или широкий лентец. Действительно, ныне паразиты составляют большинство плоских червей. Но есть среди них обширный класс существ, стойко сохраняющих приверженность свободному образу жизни. Имя этих существ – турбеллярии. Это самая древняя и самая примитивная группа из всех «трехслойных» живот-ных.
Если смотреть поверхностным взглядом, то турбеллярии от книдарий недалеко ушли. Перед нами, строго говоря, все тот же «мешок». Кишечная полость у турбеллярий заканчивается тупиком, заднепроходного отверстия у них еще нет. Хотя тело большинства турбеллярий покрыто ресничками, как у инфузорий, и с помощью этих ресничек они зачастую и передвигаются, но все они имеют и прекрасно развитые мышечные волокна, прямо под кожей покрывающие тело в три плотных слоя. Изгибая широкое плоское тело, или только его края, турбеллярии активно ползают по дну и плавают, а некоторые и ползают по суше.
В составе нервной системы у них уже есть крупное скопление нервных клеток – головной ганглий, своего рода мозг.
У турбеллярий есть глаза, правда, простенькие. Вкус, запах и прикосновения они воспринимают уже не всей поверхностью тела, как книдарии, а специальными органами.
Устройство и расположение этих органов таково, что турбеллярия способна довольно точно определять силу и источник «приятных» или «неприятных» сигналов, а «мозг» способен обрабатывать достаточно сложную информацию. Разнообразие двигательных реакций и их целесо-образность у турбеллярий намного выше, чем у анемона или медузы.
Хорошего должно быть много
Большинству из нас хорошо знаком единственный представитель племени кольчатых червей – дождевой червяк из группы малощетинковых кольчецов или олигохет. Однако, олигохеты, равно как и некоторые другие классы аннелид, вроде пиявок, ведут весьма специфический образ жизни и многое утеряли. Всеми же достоинствами своего типа обладает центральная группа аннелид – черви многощетинковые или полихеты. Это обитатели морей, среди которых множество активных хищников. Органы чувств у аннелид развиты прекрасно, не чета глухим и полуслепым родственникам, плоским и круглым червям. У многих морских полихет есть пара крупных глаз, причем эти глаза способны фокусироваться на предметах и различать мелкие детали. Помимо «главных» глаз у многих имеются простенькие, как у медуз или турбеллярий, глазки в самых неожиданных местах, например, на хвостовой лопасти. У аннелид, кстати и у дождевых червей тоже, есть специальные органы слуха, они способны не только слышать всяческие стуки и шорохи, но и определять направление, в котором находится источник звука. Вкус и обоняние у них тоже достаточно остры, и осязание у них весьма тонкое. Понятно, что для переработки всей поступающей инфор-мации необходим сложный аналитический центр. И у аннелид появляется парное скопление нервных клеток, которое уже язык не поворачивается называть скоплением или ганглием. И зоологи называют его, как он того и заслуживает, головным мозгом.
Именно головным. У кольчецов впервые в истории появляется четкое расчленение тела на голову и туловище. Есть у них и третий отдел – хвостовая лопасть. В голове помещается мозг, на ней расположены глаза (два или четыре), голова несет особые выросты – щупики, усики и антенны, – которыми червяк обследует все, что попадается на пути. Это и органы осязания и органы обоняния одновременно. А вот рот расположен не на голове, а с брюшной стороны первого туловищного сегмента.
