Ричард Форти - Трилобиты: Свидетели эволюции

• Название: Трилобиты: Свидетели эволюции
• Автор: Ричард Форти
• Жанр: Биология
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-91671-274-2

Перед нами первая популярная книга на русском языке о трилобитах. Миллионы лет назад эти необычайные животные самых немыслимых форм и размеров, хищные и смирные, крошки и гиганты, царили в океанах и на суше… а потом исчезли. О загадках их ушедшей жизни интеллигентно и остроумно рассказывает Ричард Форти, большой знаток трилобитов, влюбленный в них с самого детства. Читатель не только получит основательные сведения о трилобитах и их современниках. Он почувствует поступь эволюции, которая произвела на свет этих существ, позволила им сначала триумфально шествовать по океанам и эпохам, а потом—таинственно исчезнуть. Вы узнаете, как с помощью трилобитов подвинуть Африку и как считать время по трилобитовому циферблату. Не менее увлекательно и драматично Форти показывает судьбы ученых и причудливый мир науки с его головоломками и озарениями.

---

И вот 1 марта 1876 г., через месяц с небольшим после смерти Лары, Уолкотт делает в дневнике такую запись: «Разрезал несколько С. ps. довольно удачно. Думаю, смогу определить их внутреннюю структуру». Эта запись ни больше ни меньше как прямое свидетельство того, что в С. ps., возможно, сохранились конечности. Сокращением Уолкотт обозначил Ceraurus pleurexanthemus (понятно, зачем ему понадобилось сокращение!) — трилобита с шипастым хвостом и бугристой глабелью, одного из самых интересных ископаемых, которых можно найти в трентонских породах. К тому моменту он был уже известен более 40 лет, его описал в 1832 г. в монографии «Трилобиты Северной Америки» (Trilobites of North America)[12] Джейкоб Грин.

Ничто не предвещало, что конечности трилобитов будут воссозданы именно благодаря этому виду. Но вот Уолкотт начал отбирать и шлифовать образцы из так называемого «слоя Ceraurus» — это слой толщиной в несколько сантиметров, в котором во множестве встречаются трилобиты данного вида. И их там очень много — такой необычный слой. Сверху и снизу видны прекрасные, целиком сохранившиеся, но пустые панцири — украшение шкафа любого коллекционера, но информации предлагающие не больше, чем тысячи других образцов. Такое впечатление, что животных будто заперло в ловушке внезапным ливнем осадка, возможно, результатом урагана — трагедия местного масштаба для когорты трилобитов, но для исследователя, появившегося через 440 млн. лет, бесценное благодеяние. В середине слоя находились животные, заживо погребенные под слоем осадка; некоторые умерли, пытаясь выбраться на поверхность из своих илистых могил. Представьте себе мирное морское дно, трилобиты в изобилии ползают туда-сюда; и вдруг вода темнеет от ила; ил удушливым одеялом накрывает все живое, и кто-то так и не выбирается на поверхность. Бедняги даже не успевают полностью свернуться, хотя многие уже начали сгибаться, но задохнулись, так и не закончив процесс. Так что идея найти свернутую «временную капсулу» оказалась в конце концов отчасти правильной. Конечности животных, оказавшихся в середине слоя, не разложились сразу же, как это случилось с конечностями тех, кто находился близко к поверхности. Вместо этого их заполнила насыщенная минералами вода. То, что было мышцами, заместилось белым кальцитом. Как при создании мумий, чьим изготовлением в совершенстве овладели жрецы фараонов, божественный ихор[13] наполнил ножки. Раствор минерализовался, и когда окружающие ткани были съедены без остатка, на память о них остался минеральный слепок. Уолкотт догадался, что белые пятнышки на фоне серого известняка на отшлифованном срезе как раз и есть кальцитовые матрицы загадочных ножек. Через несколько дней он повторил наблюдения, исследуя другой вид. «Обнаружил, что у Calymene senaria такой же тип придатков, как и у С р. Описал Ср. после ужина», — лаконично пишет он в дневнике 10 марта 1876 г. Наверное, он практически любое открытие описывал бы именно в такой сухой манере: «В полдень с.д. нашел Святой Грааль; завтра ожидается Эскалибур». С того дня история трилобитов круто изменилась.

А теперь вообразите, что Уолкотту предстояло сделать. Требовалось сначала расшлифовать — вручную — целую серию срезов. Потом нужно было выяснить, сколько ножек у трилобитов, определить, ветвились они или были простыми суставчатыми конечностями. Известняк, прямо скажем, не самый мягкий материал (постучите по ближайшему викторианскому камину и убедитесь сами), и Уолкотт пользовался проволокой и специальным кругом для разрезания и шлифования срезов — процесс кропотливый. И, что самое трудное, чтобы получить трехмерную картину, следовало соотнести рисунки срезов друг с другом — задача непростая даже для современного компьютера. Можно представить, как Уолкотт, желая приглушить печаль, засиживается допоздна в лаборатории и как любопытство и амбиции приходят на смену горьким мыслям. Так или иначе, он сумел кратко написать о своем открытии: статья было опубликована еще до конца года. Она носила тяжеловесное название: «Предварительное сообщение об обнаружении следов плавательных и жаберных конечностей трилобитов» (Preliminary notice of the discovery of the remains of the natatory and branchial appendages of trilobites). Статья с подобным названием вряд ли шла нарасхват, хотя название и соответствовало сути открытия. В любом случае, Уолкотт продолжал исследования новых шлифов, приготовленных в течение последующих 18 месяцев, и переработал первоначальную реконструкцию. Но уже и в первой версии обозначились некоторые любопытные детали. Уолкотт отметил один важный факт, не опровергнутый и по сей день. На каждом сегменте имелась пара конечностей, и, насколько он мог судить, они были более или менее одинаковыми по всей длине животного. Они свисали под брюшком, в котором размещались внутренности. Вся внутренняя масса располагалась в основном под осевой, средней частью трилобита. Таким образом, ножки со всеми своими придатками функционировали под телом животного, защищенные сверху и прикрытые с боков покатыми плевральными частями. Ближе к середине располагались членистые ножки, типичные для всех членистоногих — от жуков до тарантулов, скорпионов или многоножек. Так, одним росчерком пера решилось биологическое родство трилобитов. Мы говорим о тех частях конечностей, которые Уолкотт назвал «плавательными ножками» — он, очевидно, склонялся приписать им именно такую функцию. Кроме них, на первоначальной реконструкции ножек Уолкотт изобразил еще другие придатки, один из которых отходил от внутренней членистой ножки. Третий, внешний придаток ответвлялся от общего основания всех трех. Он был тонким и имел необычный штопорообразный облик. Такими представлялись дыхательные придатки — жабры, с помощью которых кислород извлекался из воды: в этом трилобиты подобны всем другим членистоногим. Так или иначе, вся структура выглядела вполне правдоподобно.

Первая, наскоро выполненная попытка Чарльза Дулитла Уолкотта изобразить конечности трилобита Ceraurus, в ее основе — серия последовательных пришлифовок образцов. Ниже — современная реконструкция ветвистой конечности Triarthnis (по Н. B.Whittington, J. Almond)

При реконструкции конечностей Уолкотт обращался к аналогиям с ныне живущими ракообразными. Это подтверждают его дневниковые записи: «Чем больше я изучаю и сравниваю с современными ракообразными, тем яснее я вижу сходство в деталях строения» (12 июля 1877 г.). Хотя ученые убедительно претендуют на независимые наблюдения, даже самые честные неизбежно окажутся в плену предубеждений и предвзятых мнений — для них уже как бы существуют правдоподобные сценарии, созданные из их интеллектуального багажа и опыта. Уолкотт опирался на гипотезу о том, что трилобиты есть родственники ракообразных, — идею, витающую в воздухе. Вспомните описание у Гарди: «Один из примитивных ракообразных под названием трилобит», — а опубликовано это было в 1873 г. Одно и то же предположение породило и рабочую версию[14] Уолкотта, и фантазии Гарди, хотя и по разные стороны Атлантики. Кто знает, не листали ли два таких разных мыслителя одну и ту же книгу?

Конечности трилобита окончательно перебрались в трехмерный мир благодаря еще одной находке в штате Нью-Йорк. Образцы происходили из пород, совершенно не похожих на известняки, которые изучал Уолкотт. Это были темные сланцы, черные, как шляпа строгого джентльмена. Сланцы откалывались молотком и расслаивались на тонкие пластины. Это сланцы Ютика, которые обнажаются в карьере недалеко от города Рима (этот район штата Нью-Йорк был и остается классической для геологии областью). В некоторых слоях сланцев Ютика во множестве находили трилобитов Triarthrus — животных примерно сантиметровой длины. Трилобитоносная плита выглядела так, будто на нее заползла уйма больших мокриц и там умерла. Разглядывая одну такую плиту, студент-дипломник У. Д. Мэтью заметил нечто выступающее со стороны цефалона трилобита. Это напоминало две немного изогнутые золотые нити. Под лупой у нитей проявились сегменты и сужение к концу. Это были антенны! Уолкотт не увидел их на своих срезах. Антенны являются защитным авангардом на теле членистоногого: это одновременно и нос, и пальцы; они обследуют окружающую среду с поразительной чувствительностью. Детское название «щупики» — от слова «щупать» — до обидного далеко от их действительной эффективности. У трилобитов, как выясняется, есть глаза, чтобы видеть, и антенны для обоняния и осязания; и вот наш трилобит перестает казаться таким уж «примитивным».

Профессор Бичер из Колумбийского университета сразу понял важность находки. Место, откуда появились чудесные трилобиты, получило название Бичеровский трилобитовый слой, и уже к концу 1893 г. он опубликовал известие об этой находке. Затем он отыскал и остальные конечности на брюшной стороне Triarthrus, но не в виде неясных пришлифовок, а целые конечности, как на выставке, обведенные золотым контуром. Как раз золотая пленка и привлекла поначалу внимание к антеннам; она заместила их тонкую внешнюю кутикулу: на самом деле, это было не настоящее золото, а «золото дураков» — пирит. Что за чудо сохранности — как если бы небывало сноровистая рука напылила блестящий консервант на самые эфемерные анатомические части до самых мельчайших шипиков. Некоторые экземпляры оказались перевернутыми на спинку, будто прикрепленные булавкой в ожидании исследователя-биолога. Эти экземпляры, наконец, помогли разобраться с неясными вопросами анатомии трилобитов: здесь заканчивается путь, который начался с «плоской рыбы» Эдварда Ллуйда. Стало видно, что тонкие ножки, состоящие из большого числа члеников, находились под другим придатком конечности. Эти две части — ножка и ее придаток — не разделялись совершенно, а соединялись, что в целом соответствовало схеме Уолкота, только проще устроено. Внешний (верхний) придаток прикреплялся к членистой ножке у основания или близко к нему (поэтому такая конечность описывалась как двуветвистая, т.е. с двумя ветвями) и представлял собой тонкую, похожую на перышко щеточку из нитей или лепестков. К каждому сегменту по всей длине животного прикреплялась пара одинаковых ветвистых конечностей. Таким образом, снизу трилобит представлял собой серию повторяющихся модулей с конечностями более или менее одинакового строения, по паре на сегмент; в общей сложности в туловищном отделе их было десяток или около того.