Джон Лонг - Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности

Моя презентация в 1983 году легла в основу статьи о моих исследованиях. По головным пластинам я заключил, что эти рыбы представляют собой новый род, и, как было упомянуто ранее, назвал род Austrophyllolepis, что означает Южные Филлолеписы.

Хотя большая часть описания новых ископаемых была работой рутинной, меня беспокоил один маленький аспект: странные кости в области грудных плавников, подобных которым я никогда ранее не видел ни у какой ископаемой плакодермы. Плавник состоял из плоской широкой пластины с длинной трубчатой костью, направленной от передней к задней точке тела рыбы. Я определил эту кость как «метаптеригиум», и она одно время считалась обычным компонентом структуры плакодермы – ничего необычного. Меня не покидало предчувствие, что поскольку только некоторые экземпляры плакодерм имели эту кость, значит, она есть признак сексуального диморфизма, наряду с длинными простертыми анальными плавниками – эквивалентом класперов у рыб-самцов. Не обладая достаточными данными для статистического подтверждения, я оставил окончание статьи логически открытым, подтвердив догадку относительно своего подозрения: такие структуры могут быть использованы для репродукции, но я до той поры не имею достаточного подтверждения догадки.

Спустя 25 лет в поиске самого старого позвоночного мы решили осмотреть анальные плавники всех хорошо сохранившихся известных плакодерм. Кейт и Зерина должны были вновь изучить образцы Гоугоу из Лондонского музея естественной истории и из Западно-Австралийского музея. Я должен был вновь осмотреть свои образцы, используемые для моей диссертации, сделать новые латексные отпечатки и попытаться отыскать детали, которые я мог пропустить в ранних своих работах.

Возвращение к исследованиям моей молодости были волнующим. Во-первых, пища для размышлений появлялась при воспоминаниях о каждом образце, особенно о самых необычных из них, и прежде всего о тех, которые вызвали трудности в интерпретации и препарировании. Однако эти образцы породили яркие воспоминания о старых друзьях, о семье и рождении моего первенца, которое пришлось на самый трудный период изучения ископаемых останков. Повторное изучение этих же образцов в 2008 году означало, что их истинная природа окончательно открыта, и не благодаря таинственным интуитивным процессам, но только благодаря новым возможностям науки и открытиям относительно развития анатомии у примитивных рыб. Странная трубчатая кость, которая выступала из головы рыбы, которую я назвал метаптеригиум, теперь несла более близкое подобие аналогичной удлиненной кости, названной «базиптеригиум»: она имеется в грудном поясе всех акул, скатов и цельноголовых.

Базиптеригиум – это наш ключ к пониманию происхождения спаривания позвоночных. Сравнивая удлиненный базиптеригиум южных филлолепид с тем, которым обладают современные акулы, скаты и цельноголовые, а также многие группы примитивных костных рыб, мы видим очевидное сходство, которому ранее не придавали значения: считалось, что только акулы, скаты и цельноголовые, которые спаривались путем копуляции, обладают длинной костью-базиптеригиумом в составе плавника. Это – весомое доказательство, наряду с недавно обнаруженными в Музее естественной истории эмбрионами, родом с Гоугоу, ведь эти плакодермы должны были спариваться способом копуляции, как и птиктодонтиды.

Более того, поскольку филлолепиды находятся у основания эволюционного древа таксона Артродиры, весьма правдоподобно, что все они спаривались путем копуляции.

Еще один особенный факт удалось обнаружить путем повторного изучения костей филлолепид: хорошо развитый, удлиненный базиптеригиум не сужался к концу, как обычно наблюдается; он резко обрывался в виде острого фасетного сочленения. Очевидно, это не было окончанием плавника – здесь присоединялось что-то еще. Нам представилось, что именно к этому месту должен прилегать класпер.

Реставрация Incisoscutum, небольшой рыбки-плакодермы из Гоугоу – хорошо видны класперы у самца (автор рисунка Джон Лонг)

К концу 2008 года нам так и не удалось найти мужских класперов ни в одном экземпляре артродир из Гоугоу; однако посчастливилось обнаружить исключительные образцы, показывающие базиптеригиум, выступающий из грудного плавника. В самом деле, почти у каждого известного артродира из Гоугоу с сохранившимся грудным плавником всегда имелось фасетное сочленение для большого базиптеригиума, направленного назад. Действительный базиптеригиум мы обнаруживали у всех образцов Incisoscutum, той самой рыбки, в теле которой мы обнаружили эмбрион.

Образцы Гоугоу показали базиптеригиум в 3D-формате. Окончание кости не суживалось к точке, как у наших филлолепид, и имело фасетное сочленение для еще одного элемента грудного плавника. Таким образом, изучая акул и скатов, у которых базиптеригиум поддерживает множество хрящевых соединений, а у самцов также имеется класпер – и более короткий хрящевой элемент у самок, мы пришли к заключению, что все аналогично устроено и у плакодерм. Теперь у нас имелась причина написать статью о том, что артродиры обладали интимным сексуальным поведением и копулятивным размножением и по крайней мере некоторым из них было присуще живорождение.

К концу того года мы с Кейт и Зериной подали статью в большой журнал Nature с анонсом, что первый известный эмбрион рыб-артродир обнаружен и что имеется доказанное сходство этих рыб с современными, которые размножаются, используя класперы. Мы предположили, что копуляция гораздо более распространена в древнем мире рыб, чем полагали ранее. К январю 2009 года мы вновь опубликовали статью, на этот раз с большим предисловием профессора Пера Альберга из Уппсальского университета – он написал о значении наших открытий, что вызвало большой научный отклик и подарило научную известность нашей команде.

Однако к тому времени мы так и не нашли мужского представителя артродир с класпером; а это уводило нас в сторону. Мы все еще не видели того, что буквально было у нас под носом.

Глава 6. Нашелся и отец

Почти весь 1920 год был проведен в изучении электрической стимуляции пятнистого ската…

Я пока не сталкивался с копуляцией скатов, но надежный источник говорит, что у самых крупных видов самец вводит при копуляции только один класпер.

Иногда, чтобы сделать неожиданное открытие, ученым, погруженным в исследование, достаточно время от времени бросать взгляд на прошлое выдающихся людей, проведших жизнь в изучении темных пятен науки. Таким вот образом, изучая внутреннюю анатомию генитальных органов самцов акул и скатов, чтобы понять, на что обратить внимание в поисках исчезнувшего из поля зрения класпера артродир, я проштудировал кипы научных статей, которые помогли мне понять потаенные сферы анатомии рыб. В Журнале по морфологии я наткнулся на опубликованные в 1920–1926 годах статьи прекрасного ученого Уильяма Гарольда Ли-Шарпа. Наиболее замечательны в этих статьях блестящие иллюстрации ученого – анатомические разрезы в сочетании с результатами его же экспериментов, подробно показывающие класперы хрящевых рыб (акул и скатов). Эти рисунки выполнены ученым, который был специалистом даже не по рыбам и вовсе не по позвоночным, а по крошечной группе редких паразитических существ копеподов – дальних родственников крабов и лобстеров. Ли-Шарп был заворожен тем, как паразиты проникают в тела акул, да так и остался исследователем акул и скатов, позднее – их генитальной анатомии. Он стал первым зоологом, который определил, что акулы используют морскую воду для прокачки через сифонную железу (его эксперименты воссоздавали прокачку воды через класперы мертвого ската). Именно таким образом, через воду, паразиты проникали в интимные зоны тела рыб. Его исследование привело к открытию, что Куперова железа у человека (производящая компонент семени) исполняет ту же функцию и развита таким же образом, как и класперы у акул. У акул этот секрет – жидкость желез, богатая протеинами, которая немедленно коагулируют при соприкосновении с морской водой, однако углубление вдоль класпера формирует трубку, по которой сперма беспрепятственно поступает из класпера прямо к самке. Этот же секрет помогает увлажнять класпер и облегчает сперме возможность проходить через класпер. Таким образом, как обнаружил Ли-Шарп, система работает подобно мужской генитальной системе у человека. Автор оставил нам в наследство 71 научную статью по класперам, копеподам, а также практический значимый вклад в учебник по зоологии, который впервые был выпущен британским писателем и зоологом Х. Уэллсом. Вне научной сферы Ли-Шарп был одаренным композитором, создавшим и опубликовавшим 10 оригинальных пьес для фортепьяно. Он умер в совершенной нищете в 1950 году.