Очерки о филогении и охране животного мира

КАК ВОЗНИКЛИ МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ

Земная жизнь в безбрежном лоне вод

Среди пещер жемчужных океана

Возникла, получила свой исход,

Росла и стала развиваться рано:

Сперва в мельчайших формах все росло,

Невидимых и в толстое стекло…

. . .

Но поколенья множились, цвели,

Усилились и члены обрели:

Восстал растений мир и средь обилья

Разнообразной жизни в ход пошли

Животных ноги, плавники и крылья…

…от первых тех начал происходя

Возникли все они без исключений

От тех зачатков форм и ощущений,

Эмбриональных точек бытия! Эразм Дарвин[17]

Одноклеточные (жгутиковые, амебы, инфузории и др.) живут и в наши дни во всех водоемах. Большей частью они совсем не видны простым глазом. Лишь некоторые из них заметны в воде в виде светлых подвижных точек. Кроме многих свойств — движения, питания, раздражимости, роста, они обладают и способностью размножаться. Известны два способа размножения — половой и бесполый.

При половом способе два одноклеточных организма чаще всего сливаются в одну общую клетку (зиготу), образуя новый организм, который вскоре в свою очередь разделяется на два или множество других самостоятельных организмов.

При бесполом размножении одноклеточный организм, например тот же жгутиконосец эвглена, делится на две части без участия второго себе подобного «партнера». Такое размножение повторяется много раз подряд. Жгутиконосцев становится так много, что вода в пруду, в луже «зацветает», становится мутно-зеленоватой от их массы. При половом же размножении, повторяем, две клетки, то есть два жгутиконосца, сливаются навсегда, протоплазма с протоплазмой, ядро с ядром в одну общую клетку, которая лишь позже делится.

Присмотримся к жизни и размножению некоторых из них. Среди одноклеточных жгутиковых есть виды, у которых деление организма на две клетки как бы замедляется. Только что разделившись, они должны бы разойтись в разные стороны и жить до следующего деления самостоятельно. Но у данных видов (из семейства вольвоксовых) этого не происходит. Клетки не расходятся и успевают разделиться еще раз, а то и два, три раза, прежде чем разойтись. Таким образом, можно увидеть 4, а то и 8, 16 клеток, не расходящихся и плавающих комочком вместе (см. рис. 4). Такая совместная жизнь называется колониальной, а сама группа одноклеточных — колонией. Таким образом, кроме одиночных одноклеточных (их большинство) существуют простые временные колонии из 4–8 и более сложные 16–32 клеток, которые, не расходясь, подолгу живут вместе. Все клетки в таких колониях одинаковы.

Рис. 4. Одноклеточный жгутиконосец эвглена и колониальные вольвоксовые

1 — обладающий как зеленым хлорофиллом (хл), так и ртом (р);

2 — колониальный жгутиконосец (простая колония);

3 — колониальный жгутиконосец вольвокс, состоящий из 3600 отдельных особей клеток, м — мужские, ж — женские половые клетки. (Ориг.).

Но существуют и другие формы, состоящие из 3600 клеток. Одна из таких колоний называется Вольвокс (рис. 4). Это сообщество клеток, будучи размером почти с маковое зерно или булавочную головку, видно без микроскопа. Интересно, что в такой колонии не все клетки равноценны и одинаковы. Большинство из них потеряло способность размножаться половым путем. Они двигают колонию, загребая воду нитевидными жгутиками (ресничками), питают друг друга, но размножаться могут только делением. Эти клетки лежат на поверхности колонии.

Другие клетки, способные размножаться половым путем, располагаются в глубине шарика, получая питательные вещества от оставшихся на поверхности. Таких оказывается 20–30 из трех с половиной тысяч. Но лежащие в глубине особи оказываются не все одинаковыми. Отдельные из группы еще делятся (см. рис. 4, м), становясь очень мелкими, сохраняя жгутики и способность к движению. Другие растут, укрупняются, теряют жгутики-реснички, становясь неподвижными (см. рис. 4, ж). При половом размножении сливаются попарно только одна большая неподвижная клетка (женская) с одной мелкой подвижной (мужской). Таким образом, в этих сложных колониях существуют, по крайней мере, три вида клеток (поверхностные, женские, мужские) и ясно, что они друг без друга жить не могут.

Считают что и на заре зарождения и развития жизни возникали подобные колонии. В них клетки еще больше разделялись по выполняемым функциям, как говорят, специализировались. В колонии такой могли, например, обособиться, мужские и женские клетки, то есть несущие функции размножения, затем чувствующие, двигательные, питающие и другие. Жить самостоятельно отдельно от других ни одна клетка перечисленных специальностей уже не могла. С этого времени колония приобрела новое качество. Она превратилась в многоклеточный организм. И дело не только в том, что клеток стало больше. Главное в том, что отдельные из них, потеряв самостоятельность, приобрели возможность жить, дополняя друг друга, только сообща (рис. 5).

Рис. 5. Возникновение и развитие многоклеточных и первых червей (снизу вверх) 15 (по А. Иванову и Ю. Мамкаеву, 1974).

1 — колониальные жгутиковые; 2 — первичное многоклеточное; 2а — губки; 3 — древние предки кишечнополостных, к которым идет путь 3а; 4 — переход к ползанию по дну; 5 — древние ресничные черви. Рот (Р) сместился с заднего конца к середине тела; 6 — схема современного ресничного червя в продольном разрезе; 7 — то же, сверху. Мо — головной мозг; Р — рот; К — кишечник; Г — глаза; Нс — нервные стволы. Сеточкой показана паренхима (мезодерма, заполняющая все пространства между органами). М — мезодерма подкожных мышц. Видны и «столбы» спинно-брюшных мышц. Пунктирная линия — продольная ось симметрии.

Таким образом, наблюдая и исследуя строение и жизнь современных сложных колоний, мы можем судить о том, как возникали многоклеточные организмы. Их предками были тоже колонии одноклеточных, не сохранившиеся до наших дней — не вольвокс, живущий поныне, но подобные ему, еще более сложные колонии. Так колония стала единым, многоклеточным организмом, а группы его клеток разных специализаций стали тканями такого организма.

Какие же многоклеточные животные возникали из различных колоний вначале? Чтобы ответить на этот вопрос следует обратиться к организмам, стоящим на нижних ступенях жизни.