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

Незримая эволюция

Кайнозойская эра оставила палеонтологам множество окаменелостей каракатиц и спирулид. Даже нескольких осьминогов. Но ни единой окаменелости кальмаров. Нашлась разве что горстка статолитов — камешков из внутреннего уха, при помощи которых кальмары удерживают равновесие в воде. Где-то попался клюв, где-то крюк. «Но никаких остатков раковин, никаких мягких тканей, — говорит Дирк Фукс, специалист по колеоидам. — По сравнению с каракатицами и спирулидами — практически ничего»[190].

Тем не менее мы можем с уверенностью утверждать, что в кайнозойскую эру кальмары существовали. В таком случае где же их окаменелые остатки? Всегда есть вероятность, что нам просто до сих пор не везло на окаменелости кальмаров. Может быть, они где-то дожидаются своего часа, чтобы быть обнаруженными? Однако совсем недавно в результате анализа химического состава горных пород и экспериментов по разложению органических тел на этот вопрос был получен гораздо более убедительный с точки зрения науки ответ. Как оказалось, в теле кальмаров образуется аммиак, а он мешает формированию окаменелостей.

Джейкоб Винтер отзывался об экспериментах по разложению как об «одном из самых мерзких дел, каким мне приходилось заниматься»[191]. Название звучит вполне невинно, но в реальности эти эксперименты представляют собой тщательное наблюдение за процессом, происходящим с мертвым телом, и документирование всех его этапов. Винтер впервые взялся за них, когда готовил диссертацию и работал с ископаемыми чернилами (именно эта работа привела к открытию меланина в перьях динозавров). Его заинтересовала необыкновенная сохранность окаменелых чернильных мешков, и он надеялся, что с помощью экспериментов по разложению он сможет разобраться в том, каким образом обеспечивается такая сохранность. «У меня ничего не вышло, — говорит он. — В том числе потому, что, когда тело кальмара разлагалось, чернила просто растекались во все стороны».

Винтера поразил тот факт, что отвратительное разложение кальмаров явно вступало в противоречие с великолепной сохранностью огромного числа ископаемых осьминогов. Важнейшими компонентами прекрасно сохранившихся окаменелостей осьминогов являются фосфаты — химические соединения, которые встречаются в морской воде и в живых тканях как составляющие ДНК и молекул — переносчиков энергии. В подходящих условиях мягкие ткани мертвого животного могут быстро замещаться минералами — фосфатами кальция. Благодаря фосфатизации иногда сохраняются мельчайшие структуры вплоть до отдельных клеток. Вероятно, существовала какая-то причина, по которой ткани осьминогов могли фосфатизироваться, а кальмаров — нет.

Из результатов исследований своего научного руководителя Винтер знал, что фосфатизация происходит в кислой среде, как в теле, так и вокруг него. В конце концов ему удалось найти студента Томаса Клементса, готового взяться за измерение pH у разлагающихся головоногих[192]. Как и ожидалось, уровень pH мертвого осьминога быстро снизился до значений, попадающих в окно фосфатизации (чем меньше число pH, тем выше кислотность). Но pH мертвого кальмара все время оставался слишком высоким для фосфатизации, «пока он весь не превратился в мерзкую кашицу».

Виновником высокого pH, по всей видимости, является хлорид аммония, который поддерживает плавучесть у большинства современных кальмаров[193].

Как вы, наверное, помните, поваренная соль — это хлорид натрия, а раз океан — это основной источник поваренной соли, то можно сделать вывод, что основная часть солей в океане — это хлорид натрия. Но соли могут иметь и другой химический состав, и хлорид аммония — одна из их числа. Аммиак чуть легче натрия, поэтому раствор хлорида аммония не такой плотный, как морская вода, другими словами, в морской воде он будет подниматься вверх. Разница совсем невелика, поэтому для создания значительной плавучести требуются огромные объемы хлорида аммония, и у некоторых кальмаров (их так и называют аммиачными) более половины всей массы тела приходится на раствор хлорида аммония.

Позволю себе еще немного утомить вас некоторыми химическими фактами: аммиак в водном растворе образует щелочь — основание, противоположность кислоты. Антикислота, можно сказать. Известно, что для фосфатизации требуется кислая среда. Аммиачные кальмары по своей природе щелочны. Поэтому у фосфата кальция нет никаких шансов заместить их мягкие ткани, и они превращаются в неспособную к фоссилизации слизь[194].

Вероятно, кальмары утратили фрагмокон, плавучую часть раковины, из-за эволюционного давления со стороны использующих эхолокацию китов. Или потому, что без фрагмокона им удавалось быстрее плавать и конкурировать с рыбами. Или же это произошло по чистой случайности. Что бы ни было причиной, нужда в плавучести не отпала, так что в отсутствие газа, наполнявшего раковину, развился альтернативный механизм ее поддержания — с участием хлорида аммония.

Побочным эффектом, который никак не повлиял на жизнь кальмаров, но немало расстраивает современных палеонтологов, оказалось то, что кальмары перестали сохраняться в виде окаменелостей. По словам Винтера, «они эволюционно выписались из ископаемой летописи»[195].