Брайан Свитек - Кости: скрытая жизнь. Все о строительном материале нашего скелета, который расскажет, кто мы и как живем

• Название: Кости: скрытая жизнь. Все о строительном материале нашего скелета, который расскажет, кто мы и как живем
• Автор: Брайан Свитек
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-04-102897-8

Кость – это чудо. Это крепкий и способный к адаптации строительный материал, существующий более 500 миллионов лет эволюции. Возможно, ни одна другая составляющая человеческого тела не имеет такого научного и культурного значения. Кость наполнена жизнью, и одновременно она является общеизвестным символом смерти. Брайан Свитек рассказывает о костях с особым шармом и энтузиазмом. В этой книге он объясняет, как появился наш скелет, какие функции он выполняет и что наши потомки смогут узнать о нас, когда эти удивительные скопления минералов и белка будут единственным, что мы после себя оставим.

---

Выставленные в Смитсоновском музее модели Уолкотта представляют собой галерею тел неземных форм, веретенообразных ножек и выпяченных глаз. В кембрийский период животные были все еще в новинку, и прошли десятки миллионов лет, прежде чем в земном океане появился кто-либо достойный звания гиганта. На современных изображениях животные из сланцев Бёрджес выглядят непропорционально большими, потому что их не с чем было сравнить, и слишком внеземными, чтобы понять, как все эти пульсирующие, трепыхающиеся и извивающиеся части соотносились друг с другом. Они похожи на доисторические аналоги меняющего свою форму монстра из фильма «Нечто» Джона Карпентера, хотя и в куда меньшем масштабе. Большинство из них поместились бы у вас на ладони или даже на кончике пальца. Одним из самых маленьких их представителей и является пикайя, составляющая в длину каких-то четыре сантиметра. Из всех существ, найденных в сланцах Бёрджес, именно с этой крохотной зверушкой мы и состоим в родстве.

На первый взгляд пикайя может показаться самым непримечательным ископаемым созданием. Окаменелость больше похожа на какие-то бессмысленные каракули, нацарапанные на сером камне, короче, чем последнее слово в этом предложении. И тут требуется сделать замечание. Пикайя, жившая 530 миллионов лет назад, слишком древняя, чтобы связать этого предка всех позвоночных с нами непрерывной генеалогической линией. К подобным оговоркам палеонтологи относятся крайне категорично. Мы можем быть уверены, что вся жизнь на планете связана единым генеалогическим древом, восходящим своими корнями к общему предку, который мог быть или не быть первой формой жизни на Земле, однако, если воспользоваться примененной Чарлзом Лайелем и Чарлзом Дарвином аналогией, нам недостает огромного количества букв, слов, предложений и абзацев из великой книги истории жизни. За менее чем две сотни лет существования палеонтологии как науки мы лишь начали смахивать пыль со всех затаившихся в земле геологических фрагментов, не говоря уже о том, чтобы выстроить их в правильном порядке. Общие черты понятны, однако подробные родственные связи между родительскими и дочерними видами практически постоянно оспариваются, и требуется все больше усилий, чтобы выяснить, кто есть кто среди обнаруженных окаменелостей. Вот почему палеонтологи зачастую говорят о переходных видах – то есть о видах, которые помогают связать между собой, казалось бы, разные генеалогические линии, подобно тому, как покрытый перьями археоптерикс связал нелетающих динозавров с птицами или как пакицеты помогли продемонстрировать изменения, произошедшие с китами, когда из сухопутных животных они превратились во владык морей (6). Такие создания представляют собой вехи эволюции и заслуживают нашего особого внимания, так как зачастую демонстрируют кардинальные перемены в анатомии и естественной истории. Таким образом, на каменных плитах истории нашей планеты некоторые рассказы уже удалось разобрать, и определенные прототипы – если не предки – уже появились в качестве героев этой истории. Пикайя является одним из них.

Название «пикайя» новому открытому виду дал Уолкотт и познакомил мир с этой расплющенной окаменелостью в своей статье 1911 года под скромным заголовком «Аннелиды среднего кембрия» (7). Описание вида заняло у него пять небольших абзацев – в общей сложности меньше страницы. Уолкотт разглядел в пикайе кольчатого червя, мало отличающегося от дождевых червей, выползающих на поверхность лужайки, когда проделанные ими в земле ходы заливает дождь. «Это был один из активных, свободно плавающих кольчатых червей, что указывает на принадлежность к семейству Nephthydidae класса Polychaeta (многощетинковые черви)», – писал он, что по-простому означает: песчаный червь.

Когда же палеонтолог Саймон Конвей Моррис позже изучал целую горсть найденных окаменелостей пикайи, он не увидел в ней червя (8). Крошечные, едва заметные сегменты, составлявшие пятисантиметровое тело, были не кольцами червя, а примитивными миомерами – скоплениями волокон V-образной формы, от которых произошли наши с вами скелетные мышцы. У миниатюрной пикайи был отчетливо различимый головной конец с парой странных щупалец, однако самой поразительной находкой оказалась тонкая полоска палеозойского блеска вдоль ее спины. У пикайи был прототип позвоночника, которому по прошествии еще пятисот миллионов лет всевозможных мутаций предстояло стать стержнем, поддерживающим прямой нашу спину. При этом до появления костной ткани оставалось еще более ста миллионов лет. Тем не менее, как в 1979 году сообщил Саймон Моррис, у пикайи была хорда – простейшая структура, ставшая впоследствии основой для спинного хребта.

Мне пришлось прижаться носом к стеклу, чтобы своими близорукими глазами увидеть все эти детали, когда я в последний раз навещал своего старого приятеля. Они были, как всегда, на месте. Можете себе представить, насколько это удивительно? До наших времен дошли единицы динозавров, ископаемых млекопитающих и других созданий, которые могли бы похвастаться схожей сохранностью. В процессе окаменения сохраняются только самые крепкие. Пикайя была лишь жалким живым сгустком в кембрийском море, однако окружавшие ее условия оказались на редкость удачными, чтобы упаковать ее в осадочную породу с настолько мелкими частицами, что мы теперь знаем не только форму тела этих животных при жизни, но и замысловатое внутреннее строение, сквозь глубину веков связывающее их с нами. Если забыть, что это просто какой-то крохотный прутик, и попытаться найти пикайе место в глобальной картине эволюции, то получается, что она была одним из самых первых представителей типа хордовых, к которому принадлежим и мы с вами.

Не то чтобы пикайя была единственным древним хордовым животным на свете. В Китае обнаружен аналог сланцев Бёрджес, известный как Маотяньшаньские сланцы. Эти камни возрастом между 520 и 535 миллионами лет могут похвастаться собственными ископаемыми сокровищами, включая трех младших двоюродных сестер пикайи. О первых двух находках, Haikouichthys и Myllokunmingia (попробуйте быстро произнести десять раз подряд), было объявлено в 1999 году, а в 2003-м за ними последовали Zhongjianichthys, и все трое похожи на упрощенные версии гуппи, которых я приносил домой из зоомагазина. У них не было щупалец, как у пикайи, что по-прежнему остается необъяснимой странностью, однако наблюдались V-образные мышечные сегменты и тело в форме пули, что, пожалуй, оставалось незамеченным беспозвоночными, которые проглатывали их в древних кембрийских морях.

Нам задним числом гораздо проще понять, что делает этих протопозвоночных такими особенными. Прежде всего у пикайи и других первых хордовых была голова. Возможно, данный факт не кажется вам особо потрясающим, но это был важный шаг в формировании нашего тела таким, каким мы его знаем. Наши глаза, рот и нос, важнейшие органы чувств, сосредоточены на голове, рядом с мозгом. Сложись анатомия первых хордовых иначе, сенсорные центры позвоночных могли оказаться размещены в других местах либо распределены по всему телу, что потребовало бы от эволюции создания более быстрой нервной сети для эффективного взаимодействия всех разрозненных частей. Более важно то, что хорда, сформировавшаяся вдоль спины у этих видов, стала основой для появившегося позже позвоночника и всех крепящихся к нему частей. Акулы, эму, древесные лягушки, антилопы, ну и, конечно же, вы обязаны базовым строением своего скелета животным, настолько близким к беспозвоночным, что их первых обнаруженных представителей спутали с червями.

История пикайи крайне важна для всего, что происходило потом. Эти создания, ну или схожие с ними, являются первопричиной того, почему мы такие, какие есть. Пикайя и ее все более многочисленные родственники по чистой случайности развились в позвоночных, какими мы их знаем сегодня. Вместе с тем мне хотелось бы здесь подчеркнуть, как говорил десятилетия назад Гулд, что в наших предках, живших в далеком кембрии, не было ничего особенного или примечательного. В контексте жизни того времени итоговый расцвет позвоночных был совершенно непредсказуем.

Во времена, когда окаменелости, обнаруженные в сланцах Бёрджес, были живыми организмами, бо́льшая часть этих удивительных созданий, плавающих и мельтешащих в воде, принадлежала к видам, очень далеким от современных. Если бы вы могли отправиться назад во времени в кембрийский период, при этом не забыв захватить с собой батискаф, то скорый величественный рассвет позвоночной жизни показался бы вам весьма маловероятным (9).

Давайте представим, как бы это происходило. Колыхаясь на поверхности океана, вы всячески стараетесь не поддаться морской болезни, выполняя последние проверки оборудования перед погружением. Ваша одежда уже промокла от пота – как вы могли забыть, что в это время сланцы Бёрджес находились южнее экватора? – и тем не менее спустя несколько мгновений вы задраиваете люк и начинаете свое путешествие к морскому дну. Хотя по мере погружения к рифам у вас в голове начинают звучать первые аккорды музыки из «Челюстей», вы напоминаете себе, что беспокоиться не о чем. Мало того, что вы надежно защищены своей капсулой, так и до расцвета акул еще больше сотни миллионов лет. Самые грозные из животных, которых вам предстоит повстречать, заинтересованы лишь в ловле червяков и прочей мелкой закуски.