Источник: журнал «Smithsonian» №10/1974, стр. 84-91

Экзотический бестиарий
для самоотверженных
космических путешественников

Эти внеземные существа, созданные для выставки
«Жизнь во Вселенной» в Смитсоновском институте,
могут выглядеть странными, но в то же время они логичны

Отвечать за эволюцию на девяти планетах – это задача, от которой не смог бы отказаться ни один уважающий себя биолог. Поэтому, когда Национальному музею авиации и космонавтики Смитсоновского института понадобился человек для разработки форм жизни для выставки «Выбери планету» в недавно открывшемся зале «Жизнь во Вселенной», я ухватилась за этот шанс.
Конструирование внеземных животных – это такая игра, играть в которую может каждый, однако в ней есть кое-какие логические правила – те, что применимы на Земле, теоретически применимы и вне её. Самое основное правило заключается в том, что жизнь эволюционирует в ответ на природные условия окружающей среды. Одной из основных особенностей нашей природной среды является то, о чём мы редко задумываемся, – гравитация. Но какого рода животных вы обнаружили бы на планете, где гравитация втрое сильнее, чем на Земле? Или всего лишь две трети от земной? Что, если бы планета в целом была жарче? Или холоднее? Влажнее или суше? Составляя комбинации из этих переменных, мы получаем в итоге девять воображаемых планет, и для каждой из них я спроектировала трёх животных – наземное, водное и воздушное. Ниже показаны некоторые из моих кандидатов в межзвёздный зоопарк.
Пара двуногих антилоп (вверху, справа*) родом с планеты с низкой гравитацией и умеренным климатом. Масса каждой из них равна массе осла на Земле (около 600 фунтов), но на своей родной планете она весит всего лишь 400 фунтов. В крупной грудной клетке находятся большое сердце и объёмистые лёгкие для извлечения кислорода из относительно разреженной атмосферы их планеты.

На планете с более низкой силой тяжести, чем на Земле, двуногость была бы более обычным явлением среди крупных животных. Две конечности, пригодные в качестве опоры, несли бы меньшую нагрузку, поэтому им бы не требовалось обладать таким совершенным строением или такой силой. В отличие от кенгуру, единственного (помимо человека) крупного двуногого млекопитающего на Земле, эти зелёные антилопы передвигаются шагом, а не прыжками. На это указывают их короткие хвосты: крупным прыгунам всегда нужен длинный хвост, работающий как противовес, но шагающие формы могут функционировать как с таким приспособлением, так и без него.

Зелёные антилопы – это животные, ведущие общественный образ жизни, и они не пользуются рогами для защиты от хищников: их единственный действенный способ защиты – это бегство. Самцы используют короткие крючковатые рога в сражениях за самок. Такие драки бывают жестокими, но лишь немногие особи получают травмы из-за неэффективного расположения крючков на рогах.

Гексалопа (внизу, слева) – шестиногое травоядное животное, эволюционировавшее на планете с очень сухим климатом и гравитацией, сходной с земной. Поскольку на планете очень мало воды, рыбоподобные предшественники наземных животных ползали по дну мелководных, часто сезонных морей и озёр, а не плавали в открытом океане, как первые рыбы Земли. На Земле у ранних морских организмов было несколько пар плавников, но они утратили их, когда превратились в настоящих пловцов: свободно плавающему торпедообразному объекту необходимы и достаточны два набора плавательных плоскостей. Поэтому, когда некоторые земные рыбы начали выходить из моря на сушу, четыре плавника превратились в четыре ноги. В противоположность им, в мире гексалопы прямыми предками наземных форм были первичные донные рыбокрабы, а их наземные потомки сохранили многочисленные пары конечностей.
Обладание шестью ногами даёт свои преимущества. Например, шестиногая локомоция обеспечивает животному опору на три точки даже при быстрых аллюрах. (У четвероногих животных устойчивая опора на три конечности есть во время шага, но не во время движения более быстрым аллюром.) Животное с развитой центральной нервной системой не столкнулось бы с какими-то проблемами координации своих шести ног, как можно было бы подумать. В конце концов, земные насекомые с тремя парами ног вряд ли отличаются хорошими умственными способностями, но в большинстве своём прекрасно ходят.
Гексалопа – общественное животное. Любая схватка, которая происходит между представителями вида, в высшей степени ритуализована. Это необходимо, поскольку длинные, многократно раздвоенные, направленные назад рога смертельно опасны. Высокоразвитые социальные животные редко убивают друг друга в драке: основная задача, для которой применяются рога животных – это самозащита от хищников, поэтому у гексалоп ими вооружены как самцы, так и самки.
Полосатость на голове и хвосте – это своего рода расчленяющая окраска, которая обманывает ищущего добычу хищника, не давая понять, в каком направлении убежит гексалопа, если на неё напасть. Тёмные железистые участки на ногах являются источниками запахов, которые важны для общения внутри стада.
Если свыкнуться с мыслью о том, что у существа, похожего на антилопу, может быть лишь две ноги, но может быть и шесть, в этих первых двух животных не будет ничего удивительного. Можно подумать, что внеземные животные должны быть диковинными – но стоит только человеку понять условия в их мире и то, как они, скорее всего, повлияют на эволюцию, фактически, уже ничто не будет казаться диковинным – и ничто также не будет казаться обычным, если только вы не относитесь к тому типу людей, которые, никогда раньше не слыхав о жирафе, могли бы объективно рассматривать его как какое-то обычное и предсказуемое существо.

Предположим, у вас есть планета, на которой повсеместно царят низкая температура и сильная гравитация – втрое больше, чем на Земле. На этой планете круглый год продолжается вечный ледниковый период, и, возможно, летом на суше вблизи экватора оттаивает немного воды. Разница в силе тяжести практически не повлияла бы на скелетную и двигательную системы любой из морских форм жизни, поскольку плотность животного была бы примерно такой же, как у воды, в которой оно обитает.
Длиннорукая рыба-лента (внизу, слева) – рыба-фильтратор с такой планеты. Её большие жабры используются главным образом для отцеживания из воды мелкого планктона. Респираторный газообмен (или дыхание) происходит через кожу и плавники животного. Её рот окружен рядом щупалец, обладающих химической и тактильной чувствительностью – они используются для обнаружения кормовых организмов, а её руки-балансиры также чувствительны к прикосновениям таких мелких животных. Если рыба-лента проплывает мимо облака добычи, длинные балансиры могут задеть существ на краю скопления, и тогда рыба разворачивается и подплывает к своей добыче с разинутым ртом.
Шесть глаз рыбы-ленты рудиментарны и ощущают главным образом изменения темноты и света. Тень, упавшая на глаза рыбы, заставляет её нырять на относительно безопасное дно.
Брандашмыг (внизу, в центре), источником вдохновения для которого послужил научно-фантастический роман Ларри Нивена «Мир птаввов», способен удовлетворить чью угодно жажду чего-то совершенно экзотичного. По массе он эквивалентен земному животному массой 10 000 фунтов вроде крупного слона, но на своей планете с умеренным климатом и сильной гравитацией брандашмыг весит 30 000 фунтов. Чтобы поддерживать свой вес, это животное многоногое, но из-за своего большого веса оно довольно медлительно. Это травоядное животное с рационом «салатного» типа: оно поедает любое растение, попадающееся на пути во время его величественных странствий, а не ищет какие-то строго определённые вкусные или особенно питательные разновидности.
Его большая пасть снабжена цепкими лепестковидными губами и расположена в передней части тела. Жевательный аппарат состоит из ряда вертикальных пластин, покрытых зубами. Большой вырост спереди представляет собой сенсорный стебелёк и несёт на себе органы зрения и обоняния, а также служит основным центром интеграции сенсорных стимулов. То, что мы назвали бы слухом, обеспечивается целым рядом чувствительных к давлению рецепторов, расположенных по всей длине тела животного, подобно системе, известной у земных рыб и саламандр. На этой планете с высокой гравитацией такая система слуха работает у наземных животных благодаря тому, что более плотная атмосфера планеты сравнима по плотности с водой. В качестве слуховой системы ряды рецепторов брандашмыга хорошо подходят для определения направления, откуда исходят звуки, но они не так полезны, как ухо, для обнаружения изменений в тембре звуковых волн.
Брандашмыг дышит при помощи трахейной дыхательной системы, открывающейся многочисленными отверстиями. У его более мелких предков этой системы хватало для снабжения кислородом всех тканей организма, но у более крупного животного эту систему дополняют лёгочные мешки на концах трахей, а также замкнутая система кровообращения. Как у земных двоякодышащих рыб, процессы поглощения кислорода и выделения газообразных продуктов жизнедеятельности (углекислого газа) разделены. У двоякодышащих рыб кислород всасывается через лёгкие, а углекислый газ выводится через жабры. У брандашмыга поглощение газов происходит путем диффузии в трахеях: азот и углекислый газ выводятся через кожу с небольшой потерей воды. Высокая влажность планеты также уменьшает проблему обезвоживания. На каждом из пяти сегментов тела есть отдельный сегмент трахей, и выдохи происходят с такими промежутками времени, что в результате работы всей этой системы создаётся впечатление, будто животное непрерывно делает глубокий вдох. Оно медленно движется по ландшафту с характерным пыхтящим звуком.
И если брандашмыг безмятежно бродит по просторам суши на своей планете, то моря населяет крупная ныряющая рептилия под названием плезиорнис (внизу справа). Её предками были короткохвостые четвероногие наземные животные, но, как бывало и на Земле, они вернулись в изобильные морские местообитания, привлечённые огромным количеством доступной добычи.

Длиннорукая рыба-лента фильтрует планктон в холодных морях при помощи жабр. Похожие на руки выросты чувствительны к прикосновениям её добычи.	Брандашмыг – неприхотливое травоядное животное. Он видит и чувствует запахи при помощи стебелька; его рот находится в передней части тела.	Соседом брандашмыга в мире с высокой гравитацией является огромная ныряющая рептилия плезиорнис, которая гребёт задними лапами.

На Земле многие из известных морских рептилий произошли от наземных предков с длинными хвостами, поэтому многие морские рептилии плавают при помощи хвоста – это крокодилы, ихтиозавры и морские змеи. Существуют ещё два пути приспособления к плаванию, которыми может пойти возвращающееся в море наземное позвоночное, обладавшее в исходном состоянии четырьмя конечностями. Гребля передними конечностями наблюдается у тюленей, пингвинов и морских черепах, а греблю задними лапами мы видим у морских львов и многих ныряющих птиц.* Стиль передвижения плезиорниса неизвестен среди земных рептилий, – он гребёт задними лапами.

Различия в силе тяжести и температуре напрямую влияют на количество растворённого в воде кислорода, а высокое атмосферное давление на планете плезиорниса и брандашмыга даёт крупной ныряющей рептилии неоспоримое преимущество перед земным ныряющим существом того же размера. В каждом вдохе будет содержаться в десять раз больше кислорода, чем на Земле, поэтому животное сможет оставаться под водой гораздо дольше без каких-либо сложных дыхательных приспособлений. И естественно, что благодаря выталкивающему эффекту воды на планете с высокой гравитацией для ныряния требуется проделать не больше работы, чем на Земле; большей затраты энергии не потребуется.
Люди эволюционировали как наземные животные, но человеческие дети и некоторые взрослые постоянно мечтают о том, чтобы уметь летать. И хотя некоторые люди эволюционировали в инженеров и изобретателей, которые позволили нам воспринимать определённый способ полёта как нечто само собой разумеющееся, способность расправлять конечности и самостоятельно подниматься в воздух по-прежнему ускользает от человеческого понимания. Если полёт в атмосфере Земли по своему желанию остаётся непостижимой и чудесной мечтой (возможно, это исчерпывающее объяснение существования орнитологов-любителей и коллекционеров бабочек), то как бы это выглядело – полетать на другой планете? Какого рода существа смогли бы реализовать эту возможность?

На своей планете с низкой гравитацией красный скок-летун весит восемь фунтов. У него получается взлететь при помощи сильных задних ног и его перелёты короткие, как у кузнечика.	Яркий узор на крыльях ящерицы-бабочки размахом в два фута привлекает самок и предупреждает хищников о том, что она ядовита. Она умеет хорошо скакать в условиях низкой гравитации.	Гигантский фильтрующий нетопырь весит 150 фунтов и скользит над растительностью, отсеивая насекомых из воздуха. Ему позволяет летать плотная атмосфера мира с высокой гравитацией.

Летающие животные вроде трёх изображённых выше были для меня самым большим испытанием. Честно говоря, начиная проект, я мало что знала о полётах, и, хотя в настоящее время я знаю больше, я по-прежнему знаю не так много, как мне бы хотелось.
Одна вещь, которую я узнала, заключается в том, что устройство летающих животных должно быть весьма совершенным, иначе они не летают: чтобы куда-то долететь, требуется в десять раз больше энергии, чем для того, чтобы дойти туда пешком (если только маршрут прогулки не связан с изменением высоты). Кроме того, для медленного или быстрого полёта требуется больше энергии, чем для полёта с некоторой промежуточной крейсерской скоростью. Фактором, устанавливающим верхний предел размеров для земных летунов, является не прочность материалов, из которых можно создать крылья, а способность их мышц генерировать достаточное усилие для отрыва от земли. Альбатрос может создавать достаточное усилие в мышцах крыльев для взлёта навстречу ветру, если скорость ветра у земли составляет 20 миль в час, но взлететь в неподвижном воздухе он не может. Минимальная скорость, с которой может лететь животное или самолёт, называется скоростью сваливания.
Для планет с высокой гравитацией я предполагаю атмосферное давление в десять раз выше земного на уровне моря, хотя сила тяжести на них всего лишь втрое больше земной. Это предположение не лишено оснований. Количество атмосферы на планете – это характеристика, относительно независимая от массы её каменистого ядра. Если не сделать этого допущения, то возможные летающие животные также будут мелкими и неинтересными. Очень плотная атмосфера в сочетании с несколько увеличенной силой тяжести улучшает подъёмную силу любого конкретного типа крыла. Это означает, что, несмотря на свой больший вес, на планетах с высокой гравитацией могли бы летать относительно крупные животные. По сути, более плотная атмосфера снижает скорость сваливания животных. Большая сила ветра на планете с высокой гравитацией также облегчает полёт крупным животным.
Гигантский фильтрующий нетопырь (напротив, справа) занимает необычную экологическую нишу. Он обитает на тропической планете с высокой гравитацией и питается путём фильтрации воздуха. Большой овальный рот снабжён целым рядом щелей и перьеобразными фильтрами в углах. Когда «нетопырь» проносится и планирует над густой тропической растительностью, непрерывный поток воздуха вместе с насекомыми попадает к нему в рот и выходит сквозь фильтры. Насекомые против своей воли остаются в фильтрах, откуда их периодически извлекает язык нетопыря. У животного плохо развиты глаза, но хорошо развита эхолокационная система. На больших буграх поверх мускулатуры крыльев также расположены рецепторы эхолокационного сигнала. В плотной туманной атмосфере его родного мира эхолокация полезнее, чем зрение. Плотная атмосфера не только ухудшает и искажает прохождение света, но и увеличивает скорость звука благодаря повышенному давлению. В своем родном мире фильтрующий нетопырь обладает размахом крыльев 50 футов и весом 150 фунтов.
Красный скок-летун (вверху, слева) – летающее животное из мира с низкой гравитацией и сухим климатом, похожим на пустынный. Разреженный воздух его маленького мира создаёт две основные проблемы адаптации. Во-первых, летающее животное, не защищённое тенью, высыхает легче, чем животное, прячущееся в подлеске. Во-вторых, в разреженном воздухе нужна как более значительная площадь крыльев, так и относительно высокая скорость сваливания. Разреженность воздуха компенсируется меньшей силой тяжести лишь частично. Скок-летун набирает начальную скорость отрыва с помощью сильных задних ног, и, как у кузнечика с Земли, его полёты не очень продолжительны. Перепонки крыльев обильно пронизаны кровеносными сосудами и работают как излучающая поверхность для тепла тела, выделяемого во время полёта. Чешуйчатая кожа рептилии идеально приспособлена для защиты от обезвоживания.
Животное является активным хищником; на своей родной планете оно весит около восьми фунтов.
Ящерица-бабочка (вверху, в центре) – летающая рептилия длиной 11 дюймов с планеты с умеренным климатом и низкой гравитацией. Размах её крыльев – два фута, и она питается насекомыми и мелкими позвоночными, которых выслеживает и ловит не только на земле, но и в воздухе. В период размножения яркие крылья служат опознавательным сигналом, а также предупреждают хищников о том, что животное ядовито. Похожие яркие предупреждающие цвета можно увидеть у неприятных на вкус или ядовитых земных животных. Крылья поддерживаются хрящевым скелетом из сильно изменённых кожных чешуек. Вся летательная мускулатура расположена на плечах и рёбрах. В отличие от крыльев бабочек, крылья ящерицы состоят из живой ткани. Они активно снабжаются кровью и в случае разрыва способны восстанавливаться. Низкая гравитация планеты в сочетании с хорошо развитыми ногами позволяет животному быть относительно хорошим прыгуном.
Гигантский фильтрующий нетопырь, красный скок-летун и ящерица-бабочка едва ли исчерпывают возможности адаптации к полёту на планетах с низкой и высокой гравитацией. Задумайтесь на минутку о большом красном мешке на горле самца птицы фрегата, который он может надувать по своему желанию в период размножения. Он никак не связан со способностью птицы к полёту, но однозначно похож на воздушный шар. Вспомнив о воздушных шарах, подумайте о других летательных аппаратах легче воздуха, таких как дирижабли. Смогла бы эволюция создать такой механизм полёта естественным путём? Почему бы и нет?*

Я разработала зверя-дирижабля (см. следующую страницу) – травоядное животное с планеты с холодными зимами и высокой гравитацией, из того же мира, что и рыба-лента. Зверь-дирижабль весит 200 фунтов и летает всего два раза в год, во время миграций с летних пастбищ одного полушария на летние пастбища другого. За несколько недель до миграции животное начинает наполнять свой воздушный мешок водородом, образующимся в качестве побочного продукта обмена веществ при расщеплении сахара.

Травоядный зверь-дирижабль надувает себя водородом и дуновение сильных ветров несёт его во время опасных миграций на планете с высокой гравитацией.

Успех его воздушных путешествий в значительной степени обусловлен мощными ветрами его планеты с высокой гравитацией, но во время своей миграции летучие звери подвергаются множеству опасностей: в мирах с высокой гравитацией обычны грозы с молниями, и они рискуют воспламенить водород, как произошло с «Гинденбургом»; воздушные хищники пытаются разорвать газовый мешок, чтобы спустить свою добычу с небес на землю (если можно так выразиться); и вдобавок ветер может сбить их с курса. Из-за таких опасностей, а также из-за своих относительно слабых крыльев и небольших запасов питания многие так и не добираются до летних кормовых территорий. Однако большие запасы пищи, доступные им как мигрирующим травоядным, дают им огромный репродуктивный потенциал, и вид выживает, несмотря на чудовищную смертность среди отдельных его представителей.
Наконец, кальмакула или акула-кальмар (на соседней странице) – хищный морской организм из мира с умеренным климатом и низкой гравитацией, который также населяет ящерица-бабочка. Это настоящая водная форма, а не потомок наземных животных, вернувшихся в море. Большие жабры являются адаптацией к низкому содержанию кислорода в водах, где она обитает. Дело не только в том, что разреженная атмосфера её планеты снижает количество кислорода, которое будет содержаться в воде, но и в том, что тёплые воды содержат относительно меньше кислорода, чем холодные.
Кальмакула использует двойной режим передвижения: обращённые вперёд жаберные щели также являются заборными отверстиями для реактивной двигательной установки, используемой для чрезвычайно быстрого передвижения. Вода под давлением прокачивается спереди назад через жабры, после чего выбрасывается через выходное отверстие (на рисунке скрыто хвостовым плавником). Небольшое количество воды под высоким давлением отводится для поддержания жёсткости щупалец во время выброса струи. При помощи этого гидравлического скелета щупальца могут приобрести достаточную жёсткость, чтобы сформировать компактный обтекаемый конус. Плавая медленно или пользуясь щупальцами, животное движется за счёт взмахов хвоста. В океанах умеренного пояса, где обитает кальмакула, существуют хищники многих трофических уровней и складывается сложная пищевая сеть. Кальмакула – охотник на крупную рыбу, а не фильтратор.
Итак, вот несколько животных для межзвёздного зоопарка. Хотя они почти наверняка не существуют ни в одном из уголков Вселенной, они могли бы существовать – при определённых обстоятельствах. В любом случае, мне они очень нравятся, потому что они мои. На выставке представлено ещё 17 экспонатов, среди которых жабоголов, птицеподобное летающее насекомое; «личинка Ктулху» – живущее на дне, большей частью неподвижное позвоночное, главной особенностью которого является то, что оно отвратительно; 90-футовый гермафродитный базилоцетус, который одиноко живёт в холодных морях; столь же одинокий многоногоносец – огромное, бронированное, многоногое травоядное, питающееся пустынными растениями на планете с высокой гравитацией; ночная совиная кошка, примечательная своим пушистым мехом; похожее на кентавра существо, одно из немногих разумных животных на выставке, которое эволюционировало, как и гексалопа, от многоногих морских предков; и двухголовый, трёхногий кукловод, чья задняя лапа представляет собой мощное оружие, хотя и немного затрудняет передвижение.
Разумеется, существует гораздо большее количество переменных, которые можно было бы использовать, и вследствие этого гораздо больше типов планет и, соответственно, животных. Но пока мы не доберёмся до других планет, порассуждать о том, какие формы жизни мы могли бы там обнаружить – это развлечение. В эту игру может играть каждый, и это не просто безобидное развлечение. Вполне возможно, подобные рассуждения помогут нам лучше понять, как окружающая среда Земли сформировала облик тех существ, которые на ней обитают, в том числе наш собственный.

* Качество иллюстраций соответствует имеющемуся источнику. В оригинале они должны быть цветными. - прим. перев.

Перевод: Павел Волков, 2024 г.