Дэвид Эттенборо - Жизнь на Земле. Естественная история
Саговники с виду похожи на папоротники с длинными жесткими перистыми листьями. Некоторые особи образуют крошечные споры первобытного типа, которые могут разноситься ветром. На других споры гораздо крупнее. Они не слетают под дуновением ветра, а остаются прикрепленными к родительскому растению. Там из них развивается некий аналог таллома, особого рода коническое образование, внутри которого в конечном итоге образуются яйцеклетки. Мелкая летящая по ветру спора — иначе говоря, пыльца — попадает на содержащую яйцеклетки шишку и прорастает, но образуется не плоский таллом, в котором теперь нет нужды, а длинный трубчатый хоботок, тянущийся внутрь женской шишки. Процесс этот продолжается несколько месяцев, но в конце концов, когда формирование трубки завершается, из остатков пыльцевой споры образуется сперматозоид. Это — самый крупный сперматозоид во всем животном и растительном мире, он представляет собой опушенный ресничками шар, заметный даже невооруженным глазом. Шар медленно перемещается вниз по трубке; достигнув дна, попадает в каплю воды, выделенной окружающими тканями шишки, и влекомый движущимися ресничками начинает плавать в ней, медленно вращаясь и повторяя в миниатюре плавание мужской клетки своих предков-водорослей по водам первобытного океана. Только спустя несколько дней он сливается с яйцеклеткой, и так завершается весь длительный процесс оплодотворения.
Примерно в тот же период, что и саговники, возникла еще одна группа растений, использующих сходную стратегию размножения. Это — хвойные: сосны, лиственницы, кедры, ели и их сородичи. Их пыльцу тоже должен разносить ветер. Но в отличие от саговников у хвойных на одном растении образуются и пыльца, и яйценесущие шишки. Процесс оплодотворения у сосны занимает даже еще больше времени. На то, чтобы прорасти вглубь и достичь яйцеклетки, пыльцевому зерну требуется целый год, но, достигнув ее, оно соприкасается с ней концом хоботка, и мужская клетка, пройдя через хоботок, сразу соединяется с яйцом, а не плавает в капле воды. Таким образом, хвойные, наконец, избавились от необходимости в воде для размножения.
Обзавелись они и еще одним приспособлением: оплодотворенная яйцеклетка на целый год остается в шишке. В ней закладываются обильные запасы питательных веществ, а сверху образуется плотная водонепроницаемая оболочка. Потом уже, через два года после начала процесса оплодотворения, шишка в конце концов засыхает, деревенеет. Ее отделения раскрываются, и наружу выбрасываются оплодотворенные, снабженные всем необходимым яйца — семена, которые могут, если нужно, ждать хоть несколько лет, покуда в них не проникнет влага и не пробудит их к новой жизни.
Хвойные растения оказались отлично приспособленными к жизни и завоевали первостепенные позиции. Сейчас они составляют треть всех лесов, покрывающих нашу планету. К хвойным относится самый большой на свете живой организм — гигантская калифорнийская секвойя, достигающая 100-метровой высоты. Другое хвойное — гигантский секвойядендрон (мамонтово дерево), — произрастающее в засушливых горных районах на юго-западе США, имеет едва ли не самый продолжительный из всех индивидуальных организмов срок жизни. Возраст дерева легко определяется в тех случаях, когда оно растет в местности с отчетливо выраженной сменой времен года. Летом, когда много солнца и влаги, оно растет быстро и клетки древесины у него крупные, зернистые; зимой рост замедляется и древесина оказывается более плотной. Так в стволе образуются годичные кольца. При подсчете таких колец в стволе секвойядендрона обнаруживается, что отдельные экземпляры этих узловатых, корявых деревьев проросли из семени более пяти тысяч лет назад, когда в Двуречье только зарождалась письменность; они — живые свидетели развития цивилизации.
Хвойные защищают свой ствол от механических повреждений и от насекомых особым липким веществом — смолой. Поначалу, выделяясь из раны, смола бывает текучая, но ее жидкий компонент, скипидар, быстро испаряется, и остается клейкий комок, плотно запечатывающий повреждение. Одновременно он служит ловушкой для насекомых. Стоит какому-нибудь насекомому коснуться смолы, и оно бесповоротно прилипает, а затем и тонет в новых натеках. Комки смолы оказались превосходнейшим консервирующим средством. Они сохранились до наших дней в виде кусочков янтаря, и в их прозрачных золотистых глубинах, как в капле воды, видны тела древних насекомых. Осторожно делая в янтаре срез за срезом, можно наблюдать под микроскопом челюсти, чешуйки, волоски, словно насекомое только вчера застряло в смоле. Ученым удалось даже разглядеть на ногах у крупных насекомых микроскопических насекомых-паразитов.
Самые древние из найденных кусков янтаря образовались около 100 млн. лет назад. Хвойные растения и летающие насекомые появились задолго до этого, но кого только не сохранили для нас прозрачные капли янтаря! В них мы можем видеть представителей всех основных групп насекомых, которые известны нам сегодня. И каждая на свой характерный лад уже освоила величайшее достижение членистоногих — искусство полета.
Стрекозы машут обоими крыльями одновременно, но это связано с немалыми физиологическими трудностями. Обычно переднее и заднее крылышки у них не соприкасаются, однако при резких поворотах они испытывают дополнительную нагрузку, прогибаются и ударяют друг о друга, производя громкий треск, который мы слышим, сидя на берегу пруда и любуясь полетом стрекоз.
Более поздние группы насекомых убедились, если можно так выразиться, на опыте, что удобнее летать с одной парой машущих перепонок. У пчел и ос задние и передние крылышки сцеплены вместе и образуют, по сути, единую поверхность. Крылья бабочки находят одно на другое. У ночной бабочки бражника, одного из самых быстрых летунов среди насекомых, развивающего скорость до 50 км/ч, заднее крылышко значительно укорочено и присоединяется к длинному и узкому переднему с помощью крепких крючковатых щетинок. Жуки используют переднюю пару крыльев совсем в иных целях. Эти тяжелые броневики в армии насекомых много времени проводят на земле, прокладывая себе путь среди разного растительного сора, зарываясь в землю или вгрызаясь в древесину. При такой деятельности недолго и повредить нежные крылья. И жуки защищают их, обратив переднюю пару в жесткие, твердые щитки, плотно прикрывающие сверху брюшко, а крылья прячут под ними, сложив весьма хитроумным способом. В жилках крыльев у жуков образовались суставы. Когда надкрылья приподняты, суставы выпрямляются и крылья разворачиваются во всю длину и ширину. Когда жук грузно поднимается в воздух и летит, жесткие надкрылья у него обычно растопырены в стороны, что очень тормозит полет. Но вот жук-хрущак, например, нашел выход и из этого затруднения. У него в надкрыльях сбоку и у основания имеются как бы прорези, так что он может, развернув прозрачные крылья для полета, надкрылки уложить обратно на спину и летать в таком виде.
Но самые совершенные аэронавты — мухи. Они летают только на передних крыльях. Задние у них выродились в небольшие жужжальца по бокам. Такие образования есть у всех мух, но особенно заметны они у долгоножек, так называемых карамор. У них жужжальца расположены на концах длинных выростов и напоминают барабанные палочки. Когда карамора в полете, эти органы, присоединенные к груди таким же образом, что и крылышки, вибрируют с частотой более 100 взмахов в секунду. Они действуют отчасти как стабилизаторы, гироскопы, а отчасти, по-видимому, как органы чувств, сообщающие насекомому, какое положение занимает его тело в воздухе и в каком направлении движется. Информацию о скорости дают усики, которые вибрируют под действием рассекаемого воздуха.
Мухи могут бить крыльями с поразительной частотой порядка 1000 взмахов в секунду. Некоторые виды мух уже не пользуются для этой цели специальными мышцами, расположенными у основания крыла. У них вибрирует весь грудной сегмент, представляющий собой прочный упругий хитиновый цилиндр, который вспучивается и выпрямляется, как консервная жестянка. Сложное присоединение крыльев к груди заставляет крылья взмахивать с каждой контрактацией мышц.
Насекомые первыми завоевали воздух и в течение 100 млн. лет оставались его единоличными властителями. Но и их жизни грозили свои опасности. Извечные враги насекомых, паукообразные, крыльями обзавестись не сумели, однако своим традиционным жертвам спуску все равно не давали: они развешивали между ветвями поперек воздушных путей паутиновые ловушки и брали дань с насекомого царства.
Тем временем растения учились использовать летательные способности насекомых для собственной выгоды. Ветер как средство распространения их репродуктивных клеток был биологически довольно нерентабелен. Споры не требуют оплодотворения и прорастают, куда ни попадут, лишь бы почва была достаточно влажной и плодородной. Но даже при этом огромное большинство спор такого, например, растения, как папоротник, погибает, не найдя приемлемых условий для развития. А у разносимой ветром пыльцы шансов не погибнуть и того меньше, поскольку требования здесь гораздо более высокие. Пыльца может развиваться и принять участие в размножении растения, только если угодит на женскую шишку. Поэтому сосна, например, образует пыльцу в огромных количествах. Одна маленькая мужская шишечка производит несколько миллионов пыльцевых зерен, и если весной тронуть такую шишечку, пыльца вылетает из нее заметным золотым облаком. А целая сосновая роща выбрасывает в воздух столько пыльцы, что водоемы оказываются затянутыми желтой пленкой, — и все пропадает впустую.
