Осьминоги, каракатицы, адские вампиры. 500 миллионов лет истории головоногих моллюсков

Самый медленный взрыв в мире

Современный мир полон червей. Название «червь» слишком расплывчато, чтобы иметь какой-нибудь ясный смысл: оно относится к множеству самых разных животных. Есть кольчатые черви — группа, в которую входят и простой дождевой червь, и красавец трубчатый многощетинковый морской червь. Есть агрессивные плотоядные ленточные черви, есть круглые черви, которые обычно присасываются к растениям (однако и паразиты анкилостомы и дирофилярии тоже относятся к круглым червям), и даже веретеницы, ящерицы без ног, по-английски их называют slow worms (медленные черви).

А еще есть морские черви-пенисы. Да, так они и называются, биологам такое сходит с рук благодаря премудростям их классического образования. Научное название этой группы — приапулиды; Приап был греческим богом плодородия, на фресках и в виде статуй его часто изображали с фаллосом размером с ногу. Трудно отрицать внешнее сходство пухлого червячка, имеющего передний округлый хоботный отдел, с этим органом. Но дело тут не только во фривольных ассоциациях: и червь, и фаллос имеют в основе своего строения одну и ту же анатомическую структуру — гидростатический скелет.

Удивительный бескостный скелет поддерживает и передает мышечную силу при помощи одной только жидкости. Собственно говоря, это был вообще первый в мире скелет. Современные приапулиды пользуются своими гидростатическими скелетами, чтобы рыть норки определенной формы. Палеонтологи обнаружили отверстия похожей формы в геологических породах возрастом 542 млн лет. Как и царапины, оставленные кимбереллой, которые позволяют связать ее с современными моллюсками, эти древние норки определенно были вырыты если не самими приапулидами, то кем-то очень на них похожим.

Самого копателя норок так и не нашли: возможно, он был слишком мягким, чтобы сохраниться в виде окаменелости. Норки получили свое собственное научное название, Treptichnus pedum, и были удостоены чести ознаменовать начало кембрийского периода — первого периода палеозойской эры, с которой, в свою очередь, начинается фанерозой, — так что Treptichnus отмечает начало всех трех геологических эпох. Кому-то может показаться странным такой ажиотаж вокруг всего лишь «следов жизнедеятельности ископаемого организма»: это ведь даже не само животное. Но Treptichnus — первое ископаемое существо, которое совершенно точно двигалось в глубь грунта, создавая своим телом трехмерное пространство. Это намного более сложное поведение, чем все, что мы видели в эдиакарском периоде, и оно требует более сложно организованного тела — тела «современного» животного.

Не только приапулиды, но и многие другие формы животных, известные нам сегодня, впервые обнаружены сохранившимися в слое, относящемся к времени знаменитого (по крайней мере, среди любителей окаменелостей) кембрийского взрыва[37]. Этот внезапный расцвет жизни, вероятно, был связан с изменениями физических условий на Земле. Различные свидетельства указывают на то, что эволюция животных изначально могла сдерживаться низкими уровнями кислорода. В эдиакарском периоде уровень кислорода начал расти, и, когда он достиг критических значений в кембрии, животные наконец получили возможность увеличить свои размеры и разнообразие.

Подобно рукам на литографии М. Эшера, рисующим друг друга, основным двигателем эволюционного разнообразия могло быть само разнообразие. Как только появлялись новые животные, они менялись, приспосабливались к окружающей среде и взаимодействовали друг с другом, создавая все новые ниши, к которым могли, в свою очередь, приспосабливаться очередные новые формы жизни[38].

Все это происходило на дне моря. Суша еще долго оставалась пустой: никаких деревьев, никаких динозавров, даже никаких насекомых — лишь отдельные пятна водорослей и микроорганизмов. Даже толща океана была в основном пуста: жизнь в воде состояла из опять-таки водорослей, нескольких медуз и горстки плавающих червячков. Но там, где вода встречалась с землей, на дне моря, — там принимались за работу животные-инженеры. Все началось с губок, которые стали фильтровать микрочастицы пищи из воды и отправлять их в грунт, обогащая его. Другие животные принялись заселять свежеудобренное пространство. Благодаря гидростатическим скелетам они могли зарываться вглубь. По их норкам пища и вода проникали еще глубже в землю, что позволило образовываться новым видам микроорганизмов, которые стали пищей для новых видов животных. А поскольку животные неустанно искали все новые и новые источники пищи, неизбежно наступил момент, когда они начали нападать друг на друга.

Хищничество — одно из фундаментальных биологических взаимоотношений, которое мы видим в природе, — от паука, поймавшего мушку, до льва, охотящегося на антилопу. И все же нет почти никаких свидетельств хищнического поведения среди тех древних простых и очень странных эдиакарских животных. Американский палеонтолог Марк Макменамин из колледжа Маунт-Холиок назвал это мирное сосуществование «Эдиакарским садом», проводя аналогию с мирным Эдемским садом[39].

Впервые хищническое поведение появилось среди представителей последних эдиакарских животных[40]. Состоящие из вложенных друг в друга конусов окаменелые трубочки под названием Cloudina (появившиеся незадолго до кембрийского периода) иногда находят продырявленными[41]. Жертв определить проще, чем хищников, но самые вероятные подозреваемые тут щетинкочелюстные, или морские стре́лки. Эти микроскопические, но свирепые хищники и в наши дни наводят ужас на мелких морских обитателей. Вполне возможно, что морские стрелки и им подобные способствовали увеличению многообразия в раннем кембрии — животные пускались на все возможные хитрости, чтобы не быть съеденными.

Раковины, характерный признак моллюсков, вероятно, появились в качестве брони. Первые кембрийские ископаемые после Treptichnus назывались мелкоракушечной фауной, среди них — протоулитки, первые улитки и их родственники. Как и все остальные моллюски, возникшие позже, они строили свои раковины из карбоната кальция. Кальций — излюбленный материал всех живых существ, который они используют для укрепления внешних и внутренних скелетов: в костях он содержится в виде фосфата кальция. Кальцификация набрала обороты у множества кембрийских групп животных, в том числе среди древних родственников морских звезд и кораллов, а также моллюсков. Самым правдоподобным объяснением является необходимость защиты.

Менее очевидная, но отнюдь не менее эффективная тактика взаимодействия с хищниками — вырасти покрупнее: если ты достаточно большой, маленькие страшные черви тебя не съедят. Еще один вариант для тех, кто не может похвастаться ни броней, ни размером, — просто переехать: если вы не способны защитить себя в одном месте, приходится заселять и осваивать другое.

К сожалению для добычи, но к счастью для разнообразия жизни на Земле (и для ученых, которые его изучают), хищники тоже умеют приспосабливаться. И крупные хищники не заставили себя ждать: особенно выделялась «странная креветка» — аномалокарис. Это существо с метко подобранным названием и правда было очень странным, и не только по меркам креветок, но и по меркам всех существ, живущих в те времена. В мире мелких животных, которые ползали, зарывались в грунт и лежали на дне (ну, или, может быть, пассивно висели в воде), аномалокарис отличался тем, что достигал метровой длины и активно плавал.

Большой и голодный аномалокарис наверняка подстегнул появление всевозможных защитных приспособлений у его жертв. Раковины моллюсков укрепились. Их тела стали крупнее. А некоторые из них — это были первые головоногие — спасались от тирании обитающего на дне аномалокариса, поднявшись в толщу воды.