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

Чит-код аммоноидов

Одна из самых красивых и впечатляющих особенностей ископаемых аммоноидов — линии швов в месте соединения септ и наружной стенки раковины. Чем более извилисты линии, тем больше складок в септах. Существует множество научных гипотез, объясняющих предназначение столь сложной конструкции. Самая распространенная гипотеза указывает на связь сложности швов с прочностью раковины, позволяющей ей противостоять давлению морской воды.

Любая емкость с газом, погруженная в воду, может смяться под огромным давлением воды. Людям не приходится об этом беспокоиться: мы по большей части состоим из воды, а вода в основном не поддается сжатию. Воздух у нас присутствует лишь в нескольких местах; наши мягкие легкие могут безболезненно сжиматься, а давление в более твердых синусовых пазухах можно отрегулировать, добавив воздуха из легких. Вы чувствуете, как это происходит, когда ныряете на дно бассейна: в ушах в этот момент слышится легкий щелчок (если этого не происходит, можно выдохнуть, зажав нос).

Раковины так не щелкают, потому что у головоногих нет другой емкости с газом для обмена. Что же тогда делать аммоноидам и наутилоидам? Один из вариантов заключается в том, чтобы оставаться на небольшой глубине, ближе к поверхности, где давление минимально. Можно также укрепить раковину, чтобы она могла выдерживать давление; по такому принципу, например, мы строим подводные лодки. Люди делают это при помощи инженерии, головоногие — в результате эволюции.

Более толстая, относительно объема, стенка раковины может выдержать большее давление. Это проще всего осуществить с маленькой раковиной небольшого объема: некоторые раковинные головоногие (как современные, так и древние), возможно, остановились на скромных размерах, чтобы приспособиться к жизни на больших глубинах. Чтобы строить более крупные камеры, нужно больше времени. Это правдоподобно объясняет, почему современным наутилусам требуется много лет, чтобы достичь даже небольших размеров.

Рис. 3.1. Трехмерные изображения поверхностей раковин двух видов современных наутилусов (слева) и двух видов древних аммоноидов (справа) демонстрируют разницу в сложности их камер. Одна камера каждого вида изображена рядом с раковиной, чтобы дать более полное представление о форме септ

Robert Lemanis, Dieter Korn, Stefan Zachow, Erik Rybacki, and René Hoffman, «The Evolution and Development of Cephalopod Chambers and Their Shape», 2016

А вот аммоноиды, похоже, нашли хитрый способ для того, чтобы быстро вырастить прочные раковины. Вместо утолщения стенок раковины они усложняли форму перегородок между камерами. Швы наутилоидов образуют простые линии, у аммоноидов же они извилисты и свернуты в узоры фрактальной сложности. Некоторые ученые считают, что изощренно устроенные перегородки распределяют давление воды, не оставляя слабых мест, в которых раковина может проломиться[82].

Замысловатая форма и сочетание этих линий отнюдь не случайны. Благодаря своему постоянству они служат палеонтологам основным инструментом для описания и определения видов аммоноидов. У каждого конкретного животного каждая из десятков септ, разделяющих камеры, формируется одинаково — как стаканы, вкладывающиеся друг в друга. Это характерно не только для отдельного животного, но и для вида в целом. Каждый вид имеет свой собственный отличительный узор, а между разными видами существуют четкие взаимосвязи. У большинства первых аммоноидов линии швов довольно просты, и сложность увеличивается по мере эволюционного развития этих существ.

Вероятно, не случайно древние аммоноиды с простейшими швами были одновременно и самыми крошечными. Более сложные швы, очевидно, позволяли выживать аммоноидам с более тонкой раковиной, а значит, они могли быстрее расти и становиться крупнее без увеличения продолжительности жизни.

Другая возможная выгода от сложных швов состояла в спасении от хищников. Швы могли выдерживать не только давление воды, но и укусы чьих-то челюстей: такую раковину было труднее расколоть. Даже если она проламывалась в одном месте, изгибы перегородок не давали трещине распространиться. Акула, которой не удалось прокусить такую крепкую броню, могла разочароваться и уплыть за едой попроще, а аммоноид, возможно, даже мог починить раковину быстрее, чем его родственники-наутилоиды. Многие окаменелости свидетельствуют о том, что древние головоногие выживали и восстанавливались после нападений. Любая дыра, проделанная в самом фрагмоконе, была смертельной, поскольку сифункул, единственная мягкая ткань внутри фрагмокона, не может выделять вещество для строительства раковины. Но если была повреждена жилая камера, то с помощью мантии животное тут же ловко принималось ее заделывать.

Появление швов аммоноидов можно довольно убедительно объяснить укреплением раковины и ускорением роста, но вероятно, что ни то ни другое не было исходной причиной. Некоторые ученые считают, что первые сложные швы возникли для усовершенствования газообмена.

Современным наутилусам требуется много времени, чтобы изменить соотношение жидкости и газа в камерах раковины: они либо выкачивают воду сифункулом, либо позволяют ей просочиться обратно. Они могут проделывать это в процессе роста, когда формируются новые камеры, и таким образом приспосабливаться к изменению плавучести, если часть раковины отломана. Но для передвижения этим приемом не пользуются: чтобы плыть вверх или вниз, наутилус просто располагает свой сифон под нужным углом и пускает струю воды.

Складчатые септы могли позволить аммоноидам менять соотношение жидкости и газа, а следовательно, и плавучесть, быстрее, чем это делают современные наутилусы. В этом случае они, возможно, даже могли двигаться как воздушные шары: шар поднимается или опускается не на реактивной тяге, а оттого, что пилот меняет его плавучесть, прибавляя или уменьшая температуру воздуха.

Если предположить, что сложные швы возникли именно для этого, то более поздние аммоноиды вполне могли взять их на вооружение еще и для укрепления раковины. Такие изменения в практическом использовании уже имеющегося признака организма встречаются довольно часто. Например, перья, когда они впервые появились у динозавров, использовались, скорее всего, для теплоизоляции. Эволюции пришлось довольно долго возиться, чтобы появились аэродинамические свойства, — и даже современные птицы, которым перья нужны для полета, заодно используют пух для сохранения тепла. Подобным образом изначальное увеличение сложности швов у аммоноидов могло дать преимущества для движения, а со временем аммоноиды с более сложными швами стали извлекать выгоду из повышенной устойчивости раковин к давлению и нападению хищников.

Надеюсь, вы не будете возражать, если я позволю себе немного антропоморфизма. Мне нравится представлять, что эволюция воспринимала аммоноидов так же, как моя дочь — пластилин. То есть как источник безграничных возможностей и головокружительного творческого вдохновения.

А потом, несмотря на сложные швы, плодовитость и туго закрученные раковины, аммоноиды практически исчезли из океанов.