Тем, кто не любит лягушек

Глава I. ПЕРВЫЕ ШАГИ

Ветер неутомим. Гонит впереди себя сухой снег то в одну сторону, то в другую, и получаются у него узкие, вытянутые в длину гребни. Куда ни глянь — не за что зацепиться взглядом: сплошная белая пустыня, испещренная такими же белыми гребнями, а основанием этой пустыне служит не земля, а лед. Срослись два купола-великана и образовали гигантский ледяной щит. Толщина у него такая, что не видно даже горных вершин. Но с некоторыми лед справиться не смог: возвышаются по его краям острые пики.
Ледяной щит, который прикрыл тысячи километров суши, кажется совершенно неподвижным. А на самом деле лед сначала еле-еле, а потом быстрее продвигается все дальше от центра щита. Дойдя до долины, похожей на огромное корыто, ледник ползет по ней, добирается до океана и соскальзывает в него. Рождается айсберг. А в это время в соседнем фьорде идет единоборство между жемчужно-голубой и розовой льдинами: одна напирает на другую, пытаясь столкнуть в воду. Слышен грохот и скрежет.
В белой пустыне стужа царствует и зимой и летом. В начале октября температура падает за отметку пятьдесят градусов, позже она достигает семидесяти, в июле и то бывают двадцативосьмиградусные морозы. Воздух, холодный и тяжелый, спускается по щиту вниз. Скопившись в какой-нибудь котловине, переливается он через край задерживавшего его гребня и устремляется к берегу со скоростью триста километров в час.
Почти без передышки дует ветер в глубоких и длинных фьордах. Днем — с моря на сушу, ночью — из
фьорда в море. Лишь в местах, защищенных от ветра, температура летом поднимается до двадцати градусов.
Природа вроде бы сделала все, чтобы люди не жили на этом куске суши. Тем не менее еще пять тысяч лет назад они здесь жили. Это были эскимосы. Они умели делать наконечники и резцы из кремня и серого сланца, охотились на тюленей и овцебыков. Однако когда Эрик Торвальдссен, известный больше как Эрик Рыжий, приплыл в 982 году на этот остров, он был безлюден.
Эрика Рыжего привело на остров не любопытство. Замешанный в нескольких убийствах, он лишился права жить в Норвегии и поселился в Исландии. Но и тут Эрик — человек с тяжелым характером, вспыльчивый — не остепенился. Он убил во время драки своего соседа и двух его сыновей. Надо было бежать из Исландии. А куда? Эрик слышал, что к западу от Исландии есть какая-то земля. И он отправился в путь. Фортуна улыбнулась ему, он благополучно пересек Атлантический океан, добрался до желанной суши.
Эрик Рыжий досконально изучил юг острова и, прожив в одиночестве три года, вернулся в Исландию. Вернулся и рассказал о Гренландии, о Зеленой земле — так он назвал остров. Но почему почти сплошь покрытый льдом остров стал вдруг Зеленой землей? Скорее всего, Эрик выдал желаемое за действительное. Кто захочет ехать в полярную пустыню? А именно в этом и был заинтересован Эрик.
В 986 году от берегов Исландии отошли ладьи, двадцать пять судов. Семьсот человек решили обосноваться на Зеленом острове и везли с собой скот, запасы зерна. До острова добрались лишь четырнадцать судов.
Норманны основали два главных поселения: вблизи нынешнего Какортока и у Готхоба — самой маленькой столицы самого большого острова мира. Скандинавская колония просуществовала несколько веков. Но когда в 1474 году у берегов Гренландии бросили якоря корабли датской эскадры, моряков встретили одни эскимосы.
Руины церквей и монастырей, выстроенных норманнами, высились еще в начале девятнадцатого века. Альфред Вегенер, двадцатипятилетний немец, не увидел их. Он приехал в Гренландию в 1906 году, да и датская экспедиция, в которую он был приглашен в качестве метеоролога, проводила исследования в противоположной части острова.
Гренландия покорила Вегенера. Но, вернувшись из экспедиции, молодой ученый по-прежнему был всецело сосредоточен на проблемах метеорологии. Однако внезапно в его работу вторглись самые кардинальные проблемы геологии.
В один из дней, разглядывая карту мира, Вегенер был поражен удивительным сходством очертаний окраин Африки и Южной Америки — материков, разделенных Атлантическим океаном. И в голову ему пришла мысль: континенты передвигаются. Но разве такое может быть? Это невероятно. А осенью 1911 года Вегенер случайно узнает, что у палеонтологов есть основания думать: между Бразилией и Африкой существовала сухопутная связь. Вегенер начинает просматривать геологическую и палеонтологическую литературу и сразу же находит столь важные подтверждения собственной мысли, что окончательно убеждается в правильности своих предположений.
Но работу приходится отложить: мечта Вегенера осуществилась. Он снова может поехать в Гренландию. Вместе с полярным исследователем И. Кохом Вегенер поднимается на ледяной щит и зимует там, а летом пересекает его в самом широком месте острова. Больше тысячи километров было пройдено на лыжах за два с лишним месяца. День за днем с того момента, как Вегенер и Кох прибыли на остров, они вели метеорологические, гляциологические и геодезические наблюдения.
Свою концепцию Вегенер излагает лишь в 1915 году. Выходит книга «Происхождение материков и океанов». Книга эта сделала для развития науки о Земле ничуть не меньше, чем сочинение Коперника «Об обращениях небесных сфер» для астрономии. В шестнадцатом веке Николай Коперник развеял миф о неподвижности Земли как небесного тела, Альфред Вегенер в двадцатом веке доказал, что земная твердь не стоит на месте, материки все время перемещаются. Их движение началось миллионы лет назад и не прекращается. В последнем издании своей книги Вегенер приводит результаты наблюдений, сделанных во время работы второй экспедиции в Гренландии. Они показывали, что остров передвигается.
Однако Гренландия не переставала манить Вегенера. И 1 апреля 1930 года он, руководитель германской
экспедиции, отплывает из Копенгагена. На острове должны были работать три станции, программу предстояло выполнить обширную, а сам Вегенер хотел еще определить точные долготы некоторых точек острова, которые бы послужили доказательством раздвижения материков в Северной Атлантике. Но в апреле 1931 года стало ясно, что руководитель экспедиции, возвращаясь в ноябре со станции, основанной в центре ледникового щита, погиб.
И в том же 1931 году другая экспедиция, датско-шведская, работавшая в Восточной Гренландии, нашла в толщах древнего красноцветного песчаника остатки диковинных животных — ихтиостег, родственниц лягушек, жаб, тритонов.
Эта находка не была первой. В 1726 году швейцарский естествоиспытатель Андриас Шойхцер обнаружил остатки существа с большой головой, позвоночником и конечностями, похожими на руки. Вдобавок существо это по длине было как человек очень маленького роста, и Шойхцер решил, что перед ним скелет человека, погибшего во время потопа. Рассмотрев все анатомические особенности найденного человека, Шойхцер закончил сугубо научное описание лирическим двустишием:

Существо, которому Шойхцер дал название «хомо дилюви тэстис» («человек — свидетель потопа»), считалось человеком до 1825 года. Лишь Жорж Кювье, знаменитый французский палеонтолог и систематик, раскрыл всем глаза. «Свидетель потопа» оказался гигантской саламандрой. Однако саламандра Шойхцера здравствовала двадцать пять миллионов лет назад, а ихтиостеги — примерно триста шестьдесят миллионов лет назад. Значит, и Гренландия была когда-то Зеленой землей, находилась же она совсем не там, где сейчас, да и островом она вовсе не была,— в этом Альфред Вегенер не сомневался.
Гипотеза дрейфа континентов прожила трудную жизнь. Врагов у нее было достаточно, есть они у нее и сейчас. Но Альфред Вегенер был великим провидцем. В мышлении геологов, геофизиков, географов произошел переворот. Космическое землевидение и глубоководное бурение позволили охватить Землю единым взглядом, забраться под дно океана. За прошедшие пятнадцать — двадцать лет получены новые факты, все они свидетельствуют: на поверхности нашей планеты перемещаются плиты литосферы — хрупкой (конечно, по геологическим понятиям) оболочки Земли. Материки дрейфуют не сами по себе, а вместе со всей литосферной плитой. Рядом с материком может быть часть океана, есть плиты, полностью состоящие из океанической литосферы.
Вращаются плиты, меняется облик планеты. За последний миллион лет Гренландия ушла от Европы на двадцать километров, Африка и Антарктида отодвинулись друг от друга на шестнадцать километров, а Австралия удалилась к северу от Антарктиды на семьдесят — семьдесят пять километров. Но что такое шестнадцать или даже семьдесят пять километров? Попробуй угляди их. Тогда прибавим к этому миллиону лет еще триста восемьдесят миллионов. Вернемся в средний девон: один из периодов в истории Земли.
В то далекое время Южный полюс находился в Аргентине, а в Южном полушарии раскинулся огромный континент Гондвана. Давным-давно Южная Америка, Африка, Аравия, Индостан, Австралия и Антарктида объединились, образовалась одна плита. Северная Америка с примыкающей к ней вплотную Гренландией упорно стремилась к Восточной Европе. Теперь они столкнулись. Возник Еврамериканский материк. Он был расположен вдоль экватора, но северная часть его заходила в Северное полушарие. Ближе всего к Северному полюсу пододвинулся Сибирский материк, ниже и справа от него обосновался Китай, а между ними — Казахстан. Еврамерика и остальные континенты были отделены друг от друга океаническими бассейнами.
Там, где древние моря шелестели своими волнами триста восемьдесят один миллион лет назад, мы сейчас ходим, а тогда в них плавали рыбы рипидистии. О рипидистиях мало кто слышал, а вот их родичи — целаканты — стали знамениты. Их считали вымершими семьдесят пять миллионов лет назад. Но 22 декабря 1938 года в музее города Ист-Лондона, расположенного в Южно-Африканской Республике, на берегу Индийского океана, раздался звонок. Звонили из рыбопромысловой компании «Ирвин и Джонсон», чтобы сообщить, что траулер привез для мисс М. Куртенэ-Латимер рыбу. В этом звонке не было ничего необычного. Мисс Латимер, хранительница музея, собирала экспонаты, рассказывающие о жизни окружающей местности, а капитаны рыбопромысловой компании ей помогали.
Мисс Латимер взяла такси и поехала на пристань. На палубе лежала груда акул, самых обыкновенных. И вдруг под ними хранительница музея увидела большую синюю рыбу с мощной чешуей и необычными плавниками. Рыбу вытащили. Рассматривая ее, мисс Латимер спросила старика тралмейстера, видел ли он когда-нибудь такую рыбу, и услышала отрицательный ответ.
Забрав необычную рыбу, мисс Латимер зарисовала ее, как могла, измерила и на следующее утро, вложив в конверт рисунок, отправила письмо профессору Дж. Б. Л. Смиту, знатоку африканских рыб.
Стояла жара. Хранить полутораметровую рыбу было негде. И когда профессор приехал в Ист-Лондон, рыбу уже выпотрошили. Но едва он посмотрел на нее, сразу понял: перед ним был целакант. Смит назвал рыбу «латимерия», в честь мисс Латимер. Открытие это стало сенсацией века.
Четырнадцать лет чудо-рыба была единственным экземпляром в мире. Поиски ее соплеменников ни к чему не приводили. И лишь в 1952 году попалась на крючок вторая латимерия, но попалась она у Анжуана, одного из Коморских островов, между Танзанией и Мадагаскаром. Как раз там водятся эти рыбы, а первый пойманный целакант случайно забрел к берегам Южной Африки.
Коморцы не ловят целакантов специально. Мясо их оставляет желать лучшего. Но если уж попадется целакант, чешуей его дорожат: шершавая, она великолепно зачищает велосипедные камеры перед заклейкой, прекрасно заменяет наждак.
Чешуя у латимерии действительно удивительная. Крупная, с множеством бугорков, с космином — особым костным веществом, она надежно защищает тело рыбы.
Однако еще более удивительны у латимерии плавники, которые прикрепляются к мясистым лопастям, покрытым обыкновенной чешуей. Внутри плавников есть кости. И эти кости все вместе поразительно напоминают скелет лапы с пятью пальцами, скелет лапы животных, живущих на земле.
Сейчас о латимериях знают больше, чем о некоторых вполне обычных рыбах. Современные целаканты во много раз крупнее тех, что плавали вместе с рипидистиями. Есть у них и другие отличия. Однако и у латимерии, и у их предков, и у рипидистий чешуя и плавники устроены сходно, а череп их состоит из двух отделов, которые соединяет хорда.
В геологической летописи нет ни слова о каких-нибудь необыкновенных превращениях целакантов. Как были они рыбами, так и остались ими. Зато в той же самой летописи немало страниц отведено жизни рипидистий, метаморфозам, происходившим с ними. А итог их: на Земле появились первые четвероногие со спинным хребтом.
Все когда-либо жившие рипидистии были хищниками. Стоит заглянуть в их рот — любые сомнения исчезнут. Зубы не очень крупные, зубы, достигающие внушительных размеров и имеющие специальное предназначение — хватать добычу, выдают рипидистий с головой. Но хищник хищнику рознь.
Турзиусы, обитавшие в среднедевонских водоемах, заполненных солоноватой водой, предпочитали, как и некоторые акулы да и как морские рипидистий, заполучать добычу свою — других рыб — преследуя ее. Надо отдать должное: турзиусы плавали очень быстро. Эти стройные мелкие рыбы (максимальная длина — тридцать сантиметров) были похожи на торпеду, а значит, преодолевали они сопротивление воды наилучшим образом. Развить большую скорость помогало им вот еще что. Чешуи у турзиусов лежали плотно, они окольцовывали туловище вертикальными рядами и делали его жестким. Первый спинной плавник располагался не слишком далеко от головы, второй был сдвинут к сильному хвосту. А закругленные, с короткими лопастями грудные плавники служили турзиусам стабилизаторами.
Однако в то время, как хорошие пловцы продолжали совершенствоваться в своем искусстве, появились рипидистий, которых не привлекали открытые водные пространства.
История рода гироптихиус словно на ладони. Семь видов рипидистий из этого рода плавали в водоемах Гренландии, Канады и Европы. Более древние представители жили вместе с турзиусами. Но вот гироптихиусы решили обосноваться у дна. Пришлось менять им и способ охоты: едва добыча приближалась на нужное расстояние, они нападали на нее из засады. При подобном способе охоты быстроходность ни к чему, зато надо уметь хорошо маневрировать, надо уметь выгибать тело. И гироптихиусы потеряли сходство с турзиусами. Туловище их вытянулось. Первый спинной плавник уменьшился, пододвинулся ко второму, и оба они переместились ближе к хвосту. Точно такие приспособления имеют современные тихоходные акулы.
Однако гироптихиусам не сиделось на месте. Появилась возможность — и переселились они в лагуны и дельты. И вот на территории теперешней Эстонии стали плавать рипидистий гироптихиус эльгэ: рыб так назвали в честь палеонтолога Эльги Курик, нашедшей их остатки. Обосновавшись в дельтах и лагунах, эстонские гироптихиусы держались, как и их предки, у дна, но на мелководье. И это не могло не отразиться на их внешности. Глаза у них были по-прежнему маленькими, однако помещались они на голове сверху. Сами рыбы основательно подросли, они могли достигать в длину метра. Еще больше изменилась их голова. У древних гироптихиусов она была узкая, у гироптихиус эльгэ — широкая и довольно плоская. Эти рыбы уже похожи на древнейших амфибий.
Гироптихиусы были необыкновенными рыбами: столь разительные перемены произошли за считанные миллионы лет.
Однако на мелководье в лагунах и дельтах жили и охотились не только гироптихиусы, там плавали и их близкие родственники. А совсем не на мелководье, но тоже у дна сидели в засаде более далекие родственники.
Подстерегать добычу, как известно, надо уметь. И главное — нельзя допустить, чтобы она заранее узнала о готовящемся нападении. Отсюда первое правило: охотник должен быть предельно незаметным. Но разве можно не выдать себя, если нужно дышать? Открывает, закрывает рипидистия рот, колеблется вода. Рыбы, проплывающие даже вдалеке, легко улавливают эти колебания, настораживаются и спешат подальше от опасного места. Голодным никому не хочется быть, пришлось рипидистиям учиться поджидать добычу, затаив дыхание. Они преуспели в этом. Они стали лишь чуть приоткрывать рот, и в него медленно поступала вода. Всего одна мышца — подчерепная — сокращалась ритмично, массивная упругая хорда, которая соединяла блоки черепа, сжималась, расширялась, перемещала блоки. И боковые стенки рта то раздвигались, то сдвигались. Рыба потихоньку дышала.
Рипидистий не остановились на этом достижении. Как принято у рыб, на голове у них располагались ноздри. В одни вода входила, в другие — выходила. Чем ближе от края рта были ноздри, тем лучше чуяли рипидистии, дыша потаенно: вода быстрее проходила через орган, улавливающий запахи. Но еще большую скорость могла развить она, если бы удалось переместить две ноздри из четырех внутрь рта. Так и произошло. Возникли хоаны — внутренние ноздри, появился настоящий нос. Вода шла теперь через хоаны, и рот совсем не надо было приоткрывать. Рыбам, на которых охотились рипидистии, узнать, что их поджидает враг, стало труднее. А сами рипидистии быстрее обнаруживали добычу по запаху.
У рипидистии было столько общего с древними и даже с современными амфибиями, что академик Иван Иванович Шмальгаузен признал: «Грани между ними, казалось бы, совершенно стираются. Это тем более поразительно, что они обитали в разных средах».
Рипидистии приспосабливались к своей среде обитания, они вовсе не собирались выходить на сушу и не готовились к этому событию. Но так получилось, что закономерно или случайно все жизненно важные органы и системы рыбы оказались пригодными для работы на суше. Свой нос рипидистии использовали только в воде, но им можно было дышать и на суше. Нос для рипидистии значил много, и устроен он был гораздо сложнее, чем у других рыб.
Почти у всех современных амфибий есть так называемый якобсонов орган — самостоятельный отдел, часть обонятельного мешка. Рипидистиям этот орган помогал лучше улавливать запахи. Якобсонов орган или его рудименты найдены и у рептилий, и у птиц, и у млекопитающих. Выходит, это очень важный орган, который мог исчезнуть за ненадобностью позже. Зачем же он был нужен древним амфибиям — предкам рептилий, птиц, млекопитающих?
Сухая слизистая носа не воспринимает запахи. Но у вышедших на сушу животных была именно такая слизистая: железы, которые увлажняют ее, еще не появились. Вот тут и пригодился первым четвероногим добавочный мешок, который отходил от дна носа и располагался под ним. Когда почти весь нос был заполнен воздухом и фактически бездействовал, якобсонов орган, в котором задерживалась и сохранялась вода, работал в полную силу.
Трудно в это поверить, но у рипидистии было нечто, из чего мог развиться настоящий язык, а еще у далеких их предков были и легкие. В воде, богатой кислородом, легкие не очень нужны. Другое дело — мелководье. Здесь и заполучить глоток воздуха проще. Ведь до поверхности воды добраться можно быстро, а это чрезвычайно важно: меньше времени приходилось демонстрировать себя и врагам, и потенциальной добыче. Существовала еще одна причина, заставившая рипидистии использовать свои легкие максимально.
Задолго до того, как появились турзиусы, гироптихиусы и их соплеменники и современники, произошло знаменательное событие: Земля перестала быть безжизненной пустыней.
И сейчас, едва отхлынет морская волна, остаются на отмели водоросли. Лежат они, а настанет час прилива — набираются сил. Совсем немного отделяет поселенцев литоральной полосы от суши, куда не доходит вода, но долетают брызги волн прибоя. Зеленые водоросли, выбравшись сюда первыми, решили продвигаться дальше, но прежде вступили они в союз с грибами. Корней у древнейших растений не было, поэтому обосновались грибы в тканях их подземных органов. Возможность высохнуть уменьшилась, а приток минеральных веществ, особенно фосфатов, из бедной питательными соками почвы увеличился.
Четыреста пятнадцать миллионов лет назад на Земле уже росли куксонии. Они напоминали кустики с совершенно голыми стеблями, которые, когда раздваивались, походили на крошечные вилы. Болотистые места, где влаги предостаточно, заняли родственники куксонии — райнии и хорнеофиты. Самые высокорослые — райнии большие — поднимались вверх на полметра. А потом разрослись псилофиты. Райнии большие по сравнению с ними были маленькими. Стебли псилофитов, покрытые многочисленными шипами, стояли прямо. От стеблей отходили боковые ветви. Рядом с райниями и хорнеофитами появились астероксилоны, как и современные плауны, с чешуей из мелких листьев. Наконец, взметнулись в небо древнейшие деревья: анефровиты германские, достигавшие в высоту пятнадцати метров, и знаменитые сорокаметровые археоптерисы. Возникли первобытные леса.
В среднем девоне на материках почти везде царствовал тропический климат. На Аляске, на севере Канады и Гренландии было не только жарко, но и влажно. А на остальной части Северной Америки и Гренландии, в Испании, в Англии и в других теперешних западноевропейских странах, расположенных прямо напротив нее, и государствах, примыкающих к Балтийскому морю, — сухо. Однако на побережьях климат был морской, очень влажный, с довольно ровными температурами. И заросли, напоминающие мангры, — совсем не были редкостью.
Растения, оккупировавшие берега водоемов, время от времени погибали. Попав в воду, они начинали разлагаться. Высокая температура ускоряла разложение, и кислорода в воде становилось очень мало. Особенно тяжело было жить в мелких водоемах. И рипидистиям, плававшим в них, волей-неволей приходилось совершенствовать свои легкие, дышать воздухом.
Любые рыбы прекрасно приспособлены к жизни в тех водоемах, в которых они обитают. Однако наступил момент, и рипидистии гироптихиус эльгэ, которые умели передвигаться по дну водоемов, опираясь на плавники, начали выползать на берег. Но что заставляло рыб это делать? Ответы разные. Иван Иванович Шмальгаузен считал, что у рыб не было иного выхода. Они должны были выбрать: или задохнуться в воде, почти лишенной кислорода, или высовывать наружу хоть часть тела, а потом и совсем вылезать на берег. Точка зрения американского ученого Р. Ингера, поддержанная академиком Леонидом Петровичем Татариновым, такова: всему виной перенаселенность, именно она привела к конкуренции из-за пищи и вынудила предков амфибий искать себе другое пристанище.
Потребовалось немало времени, но ползанье по суше дало результат: плавники превратились в лапы. Тело поднялось над землей, и, медленно ступая, первые четвероногие пошли по суше. Как выглядели они, не известно. Геологическая летопись об этом умалчивает. Единственные по сей день найденные древнейшие четвероногие с настоящим рыбьим хвостом — ихтиостеги. Они появились на Земле позже и внешне напоминали крокодилов. У ихтиостег была продолговатая голова, огромная пасть, мощные зубы, кожа, покрытая мелкой костной чешуей, а под кожей — массивные ребра.
Дышала ихтиостега еще ртом. Задние лапы у нее были слабые, а передние — мощные, но, когда шла она, работали только суставы плеча и запястья, локти не сгибались и не разгибались. Не имея даже жалкого подобия шеи, ихтиостега нацеливалась на добычу по-рыбьи: всей передней частью туловища, а не головой, как это делают действительно живущие на суше.
Чем питалась она? Единого мнения по этому поводу нет. Одни считают, что ихтиостеге больше всего нравилась рыба, по мнению других, она ловила собратьев, более мелких и более неуклюжих, чем она сама.
Ихтиостега лишь попыталась обосноваться на суше. Потомков, лишенных недостатков, присущих ей, она не оставила. Это тупиковая ветвь рипидистии.
Но кончился девон, наступил карбон. Он стал отсчитывать свое время триста пятьдесят миллионов лет назад. На Земле по-прежнему было неспокойно. Сближались и сближались материки, и вот Гондвана столкнулась с Еврамерикой, вдоль экватора протянулись на семь тысяч километров Аппалачи. Сибирский континент соединился с Казахстанским, Еврамериканский — с Сибирским. Поднялись Уральские горы. А в конце концов образовался единый огромный материк — Пангея, Вся земля, впервые реконструированная Альфредом Вегенером.
После похолодания, наступившего триста сорок пять миллионов лет назад, ледники во многих районах Южного полушария стали больше.
Из Африки, точнее из Намибии, лед стекал к западу и проник в Уругвай и в Бразилию. Началось оледенение в Индии, в горах острова Тасмания и в Юго-Восточной Австралии.
Однако для древних амфибий карбон — рай. В местах, где они жили, господствовал влажный теплый и притом ровный климат. А пейзаж! Густые заросли растений, полным-полно болот, непросыхающих постоянных водоемов. И амфибии продолжали осваиваться на суше, расселялись по Земле. Конкурентов у них не было. Но пока они еще тесно связаны с водой, с реками, озерами, болотами, хотя одни ловят рыбу, а другие — червей, ракообразных, личинок насекомых.
Амфибии тех времен выглядели по-разному: были и крупные, похожие на крокодилов с такой же вытянутой вперед мордой, были и мелкие, с более короткой головой, были и совсем крошечные. У малыша эугириноса, полностью покрытого чешуей, голова вырастала максимум до двух сантиметров. Охотился он уже на насекомых. Еще меньше был амфибамус. Он, как и эугиринос, напоминал саламандру с большой головой. У амфибамуса чешуя прикрывала только живот. Это крошечное существо чувствовало себя на суше уверенней, чем эугиринос. Достаточно легкая голова, огромные глаза, длинные лапки, довольно короткое тело и в довершение всего очень короткий хвост. Амфибамус и хорошо видел, и хорошо слышал.
Древние амфибии сумели по-настоящему приспособиться к жизни на суше лишь в середине карбона, триста пятнадцать миллионов лет назад, а к концу эпохи их расплодилось множество: прыгали, ползали, ходили представители двадцати семейств. Однако середина карбона — это и дата рождения рептилий. Амфибии дали им жизнь на свою погибель. Рептилии и обитали там же, и ели то же, что и амфибии.
Конкуренция с рептилиями, которые охотились на насекомых, привела к тому, что амфибии вынуждены были подкармливаться в воде. Но появились хищные рептилии. В их «меню» входили и собратья, что поменьше, и амфибии. Поймать их, нерасторопных, не составляло труда. Уберечь себя могли лишь мелкие амфибии, которые вели скрытный образ жизни: прятались под камнями, зарывались в лесную подстилку или в рыхлую почву. А на берегу удавалось спастись тем, которых не подводили уши и глаза. Обнаружив хищника, они заблаговременно соскакивали в воду и исчезали в водорослях или закапывались в ил. Более крупным и тяжеловесным везло не всегда. Помытарившись на суше, они нашли выход: вернулись в воду, начали, как и их предки, рипидистии, подстерегать добычу. Но добычей им служили не рыбы, а свои собственные соплеменники. Преследуемые рептилиями, они прыгали в воду и попадали в живые капканы, в пасти этих хищников.
Амфибий, живущих на берегу, вытесняли отовсюду, их истребляли и в воде, и на суше. Положение стало критическим. И повторилось то же, что произошло четыреста с лишним миллионов лет назад. Тогда в аналогичную ситуацию попали рыбы. Им не было житья от огромных двухметровых ракоскорпионов, вооруженных мощными клешнями. Ища спасения от них, рыбы начали подниматься по рекам вверх по течению: путь туда ракоскорпионам был заказан. Теперь отправились странствовать амфибии. Как и у рыб, у них был один-единственный путь для отступления: реки. Амфибии продвигались по берегам рек выше и выше и обосновывались в верховьях этих рек, в горных местностях. Хищные грузные амфибии вслед за ними идти не могли. А от хищных рептилий можно было спрятаться и в воде, и на суше: под камнями или во мху.
Миллионы лет прожили здесь амфибии. Наконец век рептилий закатился. Амфибии вернулись на равнины.
Сейчас на Земле живут представители трех отрядов амфибий: безногие, бесхвостые и хвостатые. Родословная их темна и запутанна. Кто от каких рипидистии и от каких древних амфибий произошел — не известно. Еще недавно от одних рипидистии выстраивали ряд, ведущий к безногим и хвостатым, а от других — к бесхвостым амфибиям. Однако уникальные находки рипидистии на территории нашей страны заставили пересмотреть прежние взгляды. Ихтиостеге, которая красовалась в научных книгах и учебниках и так долго стояла у основания родословного древа амфибий, пришлось отойти в сторону.

Глава II. МАСТЕР НА ВСЕ РУКИ

В сказках невозможного нет: любые желания исполняются, тем более если это желания царских дочерей.
В финской сказке одна царевна сказала: «Чтобы такое вышло из меня, к чему прислушиваются все люди». А вторая захотела: «Чтобы такое вышло из меня за чем гоняются все люди». Когда подошла очередь третьей, она промолвила: «Что бы такое вышло из меня, на что дивились бы все люди». И стала старшая дочь кукушкой, средняя – белкой, а младшая превратилась в лягушку.
Хоть царская дочь вовсе не прародительница лягушек, выглядят они действительно необычно. А разгадка этой необычности, которая с незапамятных времен привлекала к ним внимание людей, проста. Греческое слово «амфибиос» означает: ведущий двойной образ жизни. Лягушки, жабы и прочее — настоящие вечные странники. Миллионы лет из года в год меняют они место своего жительства: то приходят в воду, то уходят на сушу. И это сделало их необычными не только внешне.
Если бы лягушка простудилась и заболела, и ее, как принято у людей, заставили пойти в рентгеновский кабинет, можно было бы потом долго рассматривать снимок, однако даже намека на грудную клетку найти бы не удалось. Да и откуда ей взяться, если у лягушек нет ребер? А коли нет ребер — значит, не существует и диафрагмы, и мышц, которые оттягивают ребра вверх и вперед, помогая сделать вдох.
В 1667 году англичанин Роберт Гук поставил эксперимент. Гук рассек ребра и диафрагму собаки. Грудная клетка ее перестала двигаться, воздух уже не поступал в легкие. Собака должна была погибнуть, но ей стали вдувать в легкие воздух с помощью кузнечных мехов.
Собаки, как и большинство живущих на суше, получают кислород одним способом. Расширяют мышцы грудную полость, давление в ней падает — воздух устремляется в легкие: снаружи давление больше. Сократится грудная полость, давление в ней станет выше атмосферного, воздух выходит из легких. Увеличивается, уменьшается ритмично грудная полость, словно подключен к ней механический всасывающий насос. Однако у лягушек нет грудной клетки, воспользоваться таким насосом они не могут. Как же они дышат?
Вот сидит травяная лягушка. Целый час следи за ней — она не стронется с места. А от ощущения, что лягушка секунду назад закончила кросс на дальнюю дистанцию, отделаться не удается. Так быстро колеблется у нее горло. До ста сорока раз в минуту.
Сидит, не двигаясь, лягушка, гортань у нее закрыта, ноздри открыты. Воздух входит в рот, выходит. Лягушка гоняет его вперед-назад, и содержащийся в нем кислород поступает в кровь во рту, в слизистой которого много капилляров: мелких сосудов с тонкими стенками.
Но пора подать воздух и в легкие. Лягушка приводит в действие свой собственный насос: нагнетательный. Насосом ей служит полость рта.
Итак вдох. Действие первое. Ноздри открыты. Дно рта опускается вниз. Воздух проникает внутрь. Чем объемистей полость рта, тем больше воздуха может вместиться в нее. Вот почему приплюснутая голова у лягушки такая широкая.
Действие второе. Дно рта продолжает опускаться. Открывается щель в гортани. Давит тело, сокращаются мышцы груди, и воздух из легких выходит в рот.
Действие третье. Дно рта начинает подниматься. Часть воздуха выталкивается наружу. Ноздри закрываются.
Действие четвертое. Последнее. Дно рта ближе и ближе к нёбу. Воздух в легких!
Имея нагнетательный насос, лягушка может обеспечить себя кислородом и иначе. Она набирает воздух ртом и ноздрями, закрывает и то и другое. Дно рта поднимается вверх, воздух оказывается в легких, а гортань сразу закрывается. И опять то же самое. Лягушка отправляет в легкие все новые и новые порции воздуха, не позволяя ему выходить, и поправляется прямо на глазах. Пройдет немного времени, нырнет она в воду, а при ней — резервуар с кислородом. Сидит лягушка на дне и перекачивает воздух из легких в рот, изо рта в легкие, пока не останется в нем ни капли кислорода.
До последнего времени все были убеждены, что нагнетательный насос в почете только у амфибий. И вдруг сообщение: таким же насосом пользуются игуаны. Эти ящерицы пустынь юго-запада Северной Америки прячутся в трещинах скал. Индейцы, для которых игуаны — одно из обычных блюд, достать их оттуда живыми не могут. Раздув легкие, ящерица закрепляется в трещине очень прочно. Остается лишь проколоть ее заостренной палочкой.
Но недавно выяснилось и другое: некоторые амфибии, в свою очередь, используют не нагнетательный насос, а всасывающий.
Однако как бы ни поступал воздух в легкие, орган этот у амфибий далек от совершенства. У лягушек и их бесхвостых сестер он представляет собой два мешка, внутри которых — камеры, отделенные друг от друга перегородками. Ячеек немного. Поэтому, хотя они и увеличивают поверхность, пригодную для газообмена, увеличение невелико. У кубического сантиметра ткани легких человека общая поверхность для обмена газами в пятнадцать раз больше, чем у лягушки.
От такого сравнения кто угодно пришел бы в отчаяние. А амфибии? При их двойном образе жизни первоклассные легкие совсем ни к чему. Смерть же от недостатка кислорода или избытка углекислоты им не грозит.
В 1785 году итальянец Ладзаро Спалланцани, прославивший свое имя многими открытиями в биологии удалил у лягушки легкие. К удивлению Спалланцани лягушка, оправившись после операции, вела себя так, словно абсолютно все ее органы были на месте. Спалланцани подверг испытанию еще нескольких лягушек. Но и они не задыхались. И Спалланцани сделал сенсационный вывод: «У лягушек поглощение кислорода происходит через кожу!»
Спустя десять лет эксперимент Спалланцани был повторен. Лягушку без легких посадили в ящик. Жаловаться на плохие условия ей не приходилось. Воздух в ящике был влажный, температура не поднималась выше двенадцати градусов. И день за днем лягушка жила. День за днем она поглощала кислород и удаляла углекислый газ через свою кожу.
В наше время амфибии не попадают на операционный стол, их просто заставляют сидеть под водой, не высовывая оттуда головы. И вот какой образуется ряд. Обыкновенная квакша, вынужденная не пользоваться легкими, живет несколько часов, серая жаба — восемь дней, прудовая лягушка — три недели, травяная — месяц. Видимо, это для нее не предел, опыт был прерван: она могла умереть от истощения. И все же рекорд поставили не травяные лягушки, а обыкновенные тритоны. Они просидели в воде семь месяцев. Жили бы там тритоны и дольше, если бы не подвела техника. Они погибли из-за неисправности системы подачи кислорода.
Эти эксперименты подтверждают вполне закономерное предположение: чем больше времени проводит амфибия на суше, тем важнее для нее легкие. Однако так бывает не всегда.
Гладкой шпорцевой лягушке из Южной Африки отказать в своеобразии нельзя. У нее маленькие передние лапы с тонкими, никак между собой не связанными пальцами, а на массивных задних лапах пальцы соединяет широкая перепонка, и на каждой лапе на трех пальцах по черному когтю. Эти лягушки живут в теплых стоячих водоемах. В них мало кислорода, и приходится им дышать в основном легкими.
В болотах или в канавах на рисовых плантациях юго-восточных районов США можно встретить удивительное существо. Длинное-предлинное туловище с хвостом занимает целый метр, внизу — крошечные лапки, совершенно не пригодные для ходьбы, вверху — глаза, которые просвечивают через кожу. Это амфиума. По той же причине, что и шпорцевая лягушка, она полагается на свои легкие.
Наша чесночница — полная противоположность и амфиуме, и шпорцевой лягушке, всего-навсего несколько дней в году проводит эта бесхвостая амфибия в воде. Но и на поверхности земли ее редко увидишь. А если произойдет такое, чесночнице, прекрасному землекопу, хватит трех минут, чтобы уйти от опасности. Пока не стемнеет, прячется чесночница в своем убежище. Сидеть в земле и вентилировать легкие — задача не из простых. Поэтому дышит чесночница больше кожей.
Амфибии — не единственные на Земле, кто дышит кожей. Из уст в уста передается история об итальянских детях. Эти дети должны были участвовать в религиозной процессии, и их покрасили золотой краской. Конец был трагический: дети умерли от удушья. Легенда есть легенда Люди действительно дышат кожей, однако количество кислорода, которое поглощает она, ничтожно. С углекислым газом дело обстоит несколько иначе, но и тут цифра мизерная: один процент от того, что выводят легкие.
Летучие мыши в более выигрышном положении. Перепонки крыльев некоторых из них широкие, тонкие, лишены волос, пронизаны сосудами. И когда жарко, через кожу крыльев летучей мыши уходит почти двенадцать процентов углекислого газа, но кислорода все равно поглощается мало.
Ни летучие мыши, ни какие-либо другие животные Земли не могут соперничать с амфибиями. Их кожа пропускает через себя газы просто великолепно. У травяных лягушек через кожу поступает больше половины кислорода, а углекислоты выводит она свыше семидесяти процентов.
Когтистый тритон, тритон с когтями на всех четырех лапках, вообще обходится без легких. В горных ручьях
— прозрачных, холодных и быстротекущих — кислорода много, и кожа тритона поглощает его.
Олимпийская амбистома похожа на ящерицу, но одежда у нее, как у лягушки, а живет она в таких же ручьях, что и тритон. И амбистоме не нужны легкие.
Лишено столь, казалось бы, важного органа целое семейство саламандр, самое представительное семейство хвостатых амфибий: почти сто восемьдесят видов. С весьма несовершенным с нашей точки зрения дыхательным аппаратом живут они и на суше, и в воде, Правда, у них, как и у других хвостатых амфибий, обмен газами производит не одна кожа. Безлегочные саламандры занимают первое место среди абсолютно всех своих самых разных соплеменников: четверть необходимого им кислорода поступает в кровь в полости рта.
Хвостатые амфибии — существа на редкость изобретательные. Любой их орган, который соприкасается с внешней средой, извлекает из нее кислород и отдает ей углекислый газ. У безлегочных и настоящих саламандр свою лепту в общее дело вносит даже пищевод.
В подземельях Югославии, куда никогда не проникает свет, в ручьях и озерах пещер живет протей. Зоологи называют его обыкновенным, но в фантазии людской он стал драконом ольмом, чудовищем, которое выползает из недр земли и приносит несчастья. Эта безобидная тридцатисантиметровая амфибия действительно могла дать повод для выдумки. Протей весь розовый, лапы у него маленькие и слабые, глаз на голове не видно, зато по бокам ее — ярко-красные перистые жабры. Ими протей дышит.
Дышит жабрами и второе «привидение»: полупрозрачная слепая саламандра, жительница глубоких пещер Техаса. Но если у протея есть легкие, слепая саламандра не имеет и их.
Жабрами дышат головастики, а оказывают поддержку жабрам кожа и легкие. Как раз на них и падает основная нагрузка. Взрослые лягушки, жабы и другие бесхвостые амфибии пользуются тоже тремя аппаратами для дыхания. У большинства они разумно распределяют обязанности: не дублируют работу друг друга. Специализация кожи — углекислый газ. Почти весь она его удаляет. Специализация легких — кислород. Заберется лягушка на зимовку в воду — за двоих работает кожа. А летом чем выше ползет столбик ртути термометра, тем сильнее нагрузка на легкие. Пусть немного, но легким и коже помогает слизистая оболочка рта.
Ничем не прикрытая, всегда влажная кожа лягушек — извечный повод для неприязни к ним. Но в свое время лягушки не позаботились о том, какое впечатление будут производить. И разделись до неприличия. На то, правда, у них были причины. Кожа с чешуей — никудышный аппарат для дыхания. Вдобавок дышать кожей можно, лишь когда она влажная. И обзавелись амфибии железами, которые вырабатывают слизь. А в результате стали они теми, кто нарушил закон: у живущих на суше кожа должна быть сухой.
Непочтение к законам, как известно, чревато последствиями. Ждала кара и амфибий. Они попали в заколдованный круг. Их влажная кожа словно открытая водная поверхность. За час с квадратного сантиметра тела лягушки испаряется триста микрограммов воды, саламандра теряет шестьсот микрограммов. По сравнению с ползущей садовой улиткой вроде не очень много. С каждого квадратного сантиметра у нее улетучивается восемьсот семьдесят микрограммов воды. Но если затаится улитка в своем домике, потери сократятся до тридцати девяти микрограммов. Неплохой результат. У человека с той же площади, что и у остальных, испаряется сорок восемь микрограммов воды.
Уходит в никуда вода да к тому же уносит с собой тепло. Всегда мокрые амфибии теряют тепла в сотни раз больше, чем вырабатывают его. И как ни стараются они удержать в своем бедном теле его крохи, им ничего не удается сделать. Они холоднее воздуха. Уменьшится относительная влажность воздуха со ста процентов до семи, температура тела у черепахи и у крокодила аллигатора снизится на один градус, а у лягушки и саламандры — на целых восемь. Вот и еще повод считать амфибий неприятными существами.
По мнению физиологов, самое большое преимущество жизни на суше — доступность кислорода, а самая большая угроза для живущих на суше — опасность высохнуть. Амфибии, теряющие драгоценную влагу через кожу и в то же время вынужденные сохранять эту кожу во влажном состоянии, живут в пограничной зоне: на грани двух сред, воды и суши. Они держатся у водоемов, в сырых местах — там испарение невелико.
Однако вода уходит из тела амфибий не только через кожу. Ее парами насыщен и воздух, который покидает легкие. Поверхность кожи амфибий лишь на треть превышает легочную. Прыгает лягушка по земле, работают оба дыхательных аппарата, она час за часом становится легче. А если отключить легкие, потери веса от испарения сократятся сразу на две пятых.
Как ни странно, легкие помогают лягушкам в постоянной борьбе за сохранение водного равновесия. У лягушки, которая не по своей воле долго сидит в глубокой луже, испарение с поверхности легких сильно увеличивается. Легкие стараются вывести лишнюю воду. А на суше чем больше высыхает лягушка, тем медленнее исчезает вода с выдыхаемым воздухом.
Кожа, так осложняющая жизнь амфибий, имеет и огромное достоинство: пополняет запасы воды она мастерски. Амфибиям нет нужды пить воду ртом. Те, что живут в ручьях, болотах, озерах, впитывают влагу всей кожей. А у сухопутных доставкой воды занимаются определенные участки кожи. У многих бесхвостых амфибий на конце брюшка кожа тонкая, сосудов же в ней больше, чем в остальных местах. В дополнение к этому у некоторых вырастают особые плоские бородавки. Жабы обходятся без бородавок, но по их животам разбросаны специальные железы. Ни жабам, ни другим бесхвостым искать пруд не надо. Припадут они брюшком к влажной земле или прогуляются по траве, мокрой от росы,— и наберут воды.
В тканях любого живого существа воды строго определенное количество: не слишком много и не слишком мало. Сильное обезвоживание приводит к катастрофе, однако и при неограниченном доступе к воде можно умереть. Лягушки, помещенные в дистиллированную воду, рано или поздно погибают. В дистиллированной воде нет того, что в крайне малых количествах есть в пресной: минеральных солей. А кожа амфибий, взявшая на себя и эту работу, извлекает из воды соли, без которых жить невозможно, соли, которые входят в состав многих тканей.
Пропускает кожа через себя ионы натрия, калия, кальция, хлора, а изнутри выходят наружу ионы тех же солей.
И заодно кожа помогает почкам — выводит из организма ненужные вещества.
При всем том кожа выполняет свое главное предназначение: быть одеждой, прикрывать тело, защищать его от грубого внешнего мира.
Кожа — единственная одежда амфибий. В ней они зарываются в землю, залезают в дупла, под камни. И как ни берегут амфибии свои платья, они становятся старыми, снашиваются. Русская сказка «Царевна-лягушка», в которой лягушка сбрасывает кожух,— не вымысел, а если и вымысел, то очень правдивый. Не сказочные, обычные лягушки меняют одежду не меньше четырех раз в году.
Меняет одежду и краснобрюхая жерлянка. Она переодевается в воде. Все происходит очень быстро. Мне просто повезло. Окажись я возле жерлянки чуть позже, не увидела бы я, как снимает она свое старое платье.
О том, что последует дальше, в первый момент догадаться невозможно. Полное впечатление: в глаза жерлянке попали соринки. Она словно протирает передними лапками глаза: левый, потом правый. И вдруг оставляет это занятие, начинает извиваться, а задними лапками чешет бока. Мгновение — и все становится ясно. Вокруг жерлянки появляется облачко. Платье плавает в воде. Жерлянка сдергивает передними лапками тоненькое платьице, которое еще прикреплено к задним лапкам, и все оно моментально исчезает во рту.
Жерлянки, жабы, лягушки не поступают, как царевна-лягушка, беспечно оставлявшая свой кожух: они съедают собственный старый наряд.
И вот сидит лягушка в новом блестящем платье. Оно по-прежнему, хоть и облегает тело, прикрепляется плотно лишь кое-где на голове и спине, а в остальных местах его можно легко приподнять.
На этом чудеса не кончаются. Глядя на лягушку, вряд ли кто может предположить, что в ее субтильном теле бьется целых пять сердец. А они бьются. Четыре перегоняют лимфу, одно, как и у всех, — кровь. По величине это сердце немного уступает сердцам млекопитающих: чуть меньше полпроцента от веса тела. Но кому сколько надо кислорода, определяется не величиной сердца, а частотой его сокращений. У порхающей над цветами птички-бабочки колибри сердце стучит тысячу двести раз в минуту. У самого крошечного зверька — трехграммовой землеройки — больше шестисот раз. У лошади сердце делает сорок ударов в минуту, у слона — двадцать пять, а у человека шестьдесят восемь — семьдесят два удара в минуту. Частота пульса лягушки сорок — пятьдесят ударов. Кровь обегает ее тело за семь — одиннадцать секунд.
Сердце лягушки и похоже, и не похоже на наше. В нем два предсердия, а желудочек один. Он не разделен перегородкой, но два потока крови почти не смешиваются. И богатая кислородом кровь направляется в большой круг кровообращения, а кровь, бедная кислородом, течет в легочный круг.
Разделить два потока крови с энергетической точки зрения выгодно. Но амфибии не сделали этого, они остановились на полдороге. У безлегочных саламандр все органы получают совершенно одинаковую смешанную кровь. Тем не менее саламандры от этого не страдают. Даже лягушки с аномалиями в сердце, у которых два потока крови соединяются, чувствуют себя нормально. Но если бы эти потоки полностью разделились — началось бы невообразимое. Когда у тритона и других хвостатых работали бы легкие, в кожу поступала бы кровь, насыщенная не углекислым газом, а кислородом. А при неработающих легких кожа и все тело снабжались бы одинаковой кровью, но путь ее увеличился бы на длину легочного круга. У лягушек с жабами и у их соплеменников без хвостов легкие окисляли бы кровь, уже частично обогащенную кислородом в коже. В воде же, где на легкие рассчитывать не приходится, кровь, поступившая в правый желудочек, вместо того чтобы перейти в левый, должна была бы обежать легочный круг.
С перегородкой в желудочке жить на грани двух сред и извлекать выгоду из двух аппаратов для дыхания: из легких и кожи — нельзя. Отказавшись от нее, амфибии выиграли. При неработающих легких путь крови сокращается, и ее можно беспрепятственно перераспределять между кругами кровообращения, используя предсердия как резервуары.

Глава I. ПЕРВЫЕ ШАГИ

Глава II. МАСТЕР НА ВСЕ РУКИ

ОГЛАВЛЕНИЕ