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

Броня, превратившаяся в меч

В ходе эволюции кальмары избавились от ростра. Избавились от разделенного на камеры фрагмокона. И избавились от кальция. Внутреннюю раковину уменьшали, пока она не превратилась в тонкую стрелку, что позволило мантии развернуться в полную силу. И теперь благодаря ей перед глазами палеонтологов предстает ряд загадочных ископаемых существ, которые выглядят как полуосьминоги-полукальмары.

Итак, пришло время внимательно рассмотреть гладиус — стрелку, которую мы видели на рис. 1.2.

Я учила школьников препарировать кальмаров с тех пор, как сама окончила школу, и давно потеряла счет оттаявшим замороженным тушкам и разрезанным холодным мантиям[136]. Я вегетарианка и нежно отношусь к живым кальмарам, поэтому иногда сожалею о прошлом, но напоминаю себе, что иначе упаковки кальмаров из магазина рыболовных принадлежностей пошли бы в качестве наживки на ловлю палтуса, трески, окуня или даже акул. И кроме того, в этом есть некое волшебство — видеть, как озаряются лица детей, когда они смотрят сквозь линзу из глаза кальмара, или находят органы равновесия, статоцисты, возле его мозга, или… используют его стрелку для рисования.

Стрелка полностью погружена в плоть мантии, и, если ее извлечь, все остальное теряет форму. Так что сначала мы определяем все органы, потом я показываю, как вытянуть тонкий, прозрачный, твердый, но гибкий остаток раковины. А в качестве торжественного завершения процесса препарирования дети протыкают стрелкой чернильный мешок (который до этого момента мы берегли в целости и сохранности) и пишут свои имена. И у них получается!

Конечно, писать стрелкой не так хорошо, как пером. Да и достать стрелку кальмара несколько труднее, чем гусиное перо, поэтому, насколько я знаю, если кто и использовал стрелку для письма, то только ради забавы. Красивое научное название стрелки обусловлено ее сходством с мечом: слово «гладиус» происходит от того же корня, что слово «гладиатор». Несмотря на два разных названия, которые ничего общего не имеют с раковиной, стрелка формируется внутри органа, который называется раковинный мешок. Разобравшись, как это происходит, мы сможем увидеть, какие усилия потребовались эволюции, чтобы превратить тяжелую броню в скрытый от всех меч.

Рис. 5.5. История раковины, которую можно себе представить по образцам с моего стола. Слева: гладиус кальмара Гумбольдта. Справа, сверху вниз: ископаемый древний прямораковинный головоногий, ископаемый аммоноид, ископаемый белемнит, раковина современной спирулы, раковина современной каракатицы

Danna Staaf

Раковинный мешок есть у всех детенышей головоногих, даже осьминогов, — его можно сравнить со складками мантии, которую юные двустворчатые моллюски и улитки используют для построения раковин. И раковинный мешок, и складки мантии возникают из так называемой раковинной области. У улиток (или двустворчатых моллюсков) раковинная область — это врéменная вмятина в мантии, которая углубляется до расщелины. Сформировав расщелину, моллюск покрывает ее мембраной. Когда мембрана готова, расщелина под ней распрямляется обратно до плоского состояния, а мембрана становится раковиной. Слишком сложно? Да, пожалуй. Видимо, временная расщелина нужна для того, чтобы создать опору, пока новоиспеченная раковина еще хрупка, — но точно никто этого не знает.

У кальмаров тоже есть раковинная область, и специалисты, привыкшие разглядывать крошечные фрагменты тканей моллюсков, могут ее опознать. У кальмара эта область в действительности представляет собой маленькую зародышевую шапочку, из-за которой зародыши кальмара похожи на зародыши наутилуса, при этом и те и другие похожи на моноплакофор, древних моллюсков с плоскими раковинами. Но вместо того чтобы строить из раковинного поля раковину напрямую, методом образования расщелин, кальмар строит гребешок ткани вокруг него, постепенно покрывая целиком. Получившееся закрытое пространство — раковинный мешок, а внутри этого мешка начинает формироваться стрелка. Так что, несмотря на сходство с детенышем наутилуса или моноплакофоры, современный колеоид в своем развитии вообще не проходит внешнюю фазу: его раковина с самого начала строится внутри[137].

Стрелка меньше и проще внешней раковины, но у нее тоже есть определенная структура. Основной стержень называется рахис — так же, как осевой стержень птичьего пера (это ни о чем не говорит, но само по себе забавное совпадение, объединяющее динозавров и головоногих). У некоторых видов кальмаров рахис стрелки расширяется в крылья с каждой стороны, а кончик рахиса разрастается в плотный конус. У некоторых кальмаров стрелка утолщается еще больше, напоминая ростр белемнита. При этом неважно, насколько толстым и прочным станет кончик стрелки кальмара, главное — он никогда не кальцинируется. В этом смысле его нельзя назвать истинной раковиной.

Мы узнали об этом, просто глядя на стрелки, но это подтверждается и изучением клеток, из которых стрелки состоят. В этих клетках нет необходимых для кальцификации механизмов. Утрата этой способности в ходе эволюции проложила путь к развитию совершенно нового вида головоногих.

Аммоноиды-оксиконы могли проворно передвигаться в воде. Белемниты могли достигать значительных скоростей. Но некальцинированная, полужесткая и полугибкая стрелка позволила современным колеоидам изгибать свои тела, чтобы спасаться от хищников, и стремительно удирать, резко выбрасывая реактивную струю. Дирк Фукс и его коллега Ясухиро Иба назвали стрелку «одним из ключевых новшеств, благодаря которым стало возможно самое мощное реактивное движение среди головоногих»[138].

Это новшество могло возникнуть благодаря чистой случайности. Стрелка — это всего лишь декальцинированная раковина. Вероятно, потребовалась всего лишь одна-единственная мутация в генах, регулирующих процесс кальцификации. А поскольку окаменелые стрелки встречаются довольно часто, можно предположить, что эта случайность могла произойти не единожды.

Современные стрелки мы ассоциируем с современными кальмарами, отсюда возникает тенденция связывать с кальмарами также и окаменелые стрелки. Описано головокружительное разнообразие древних ископаемых колеоидов со стрелками (или в некоторых случаях одних только стрелок), они получили названия, связанные с кальмарами{15} (ищите корень «тевт»): плезиотевтиды, тевдопсиды, трахитевтиды. Но дальнейшие исследования показали, что почти все они ближе к осьминогам[139].

Рис. 5.6. Leptoteuthis gigas — один из древних загадочных колеоидов с гладиусом; по всей видимости, близкий родственник осьминогов, хотя внешне похож на кальмара

Diego Sala

Как можно видеть на рис. 5.6, некоторые из колеоидов со стрелками сохранились в виде окаменелостей достаточно хорошо, чтобы мы могли сосчитать их руки — у всех по восемь. У некоторых даже видны присоски на руках, а для современных колеоидов форма присосок — это четкий диагностический признак: у осьминогов все присоски сидячие, на широком основании, а у кальмаров имеются присоски на ножках, подобные маленьким грибам. Какие присоски были обнаружены у ископаемых колеоидов со стрелками? Все без исключения сидячие.

И наконец, сами стрелки тоже о многом говорят. У гладиуса есть определенная структура. Рахисы, крылья и конусы всех ископаемых стрелок гораздо ближе к стрелкам осьминогов, чем к стрелкам кальмаров.

Вы можете возразить: «Но у осьминогов нет стрелок». Что ж, мой проницательный читатель, вы правы. Однако стрелки были у их предков, и структуру стрелки осьминога до сих пор можно увидеть у одного из ныне живущих видов: это адский кальмар-вампир, которого следовало бы назвать осьминогом-вампиром.