Путеводитель зоолога по Галактике. Что земные животные могут рассказать об инопланетянах – и о нас самих - Арик Кершенбаум Страница 24

Но на других планетах среда может быть более благоприятной для «фортовских пузырей» или летучих китов. В более плотной атмосфере, например, на газовом гиганте наподобие Юпитера или на планете поменьше, где гравитация слабее земной, микроорганизмы могут парить достаточно долго, чтобы вокруг них сложилась целая пищевая цепочка и экосистема. Однако попытка развить этот мысленный эксперимент дальше приводит к новым проблемам. Маленькой планете со слабой гравитацией трудно удержать атмосферу, которая будет улетучиваться в космос. У Марса сила гравитации втрое меньше земной, а атмосфера в 200 раз более разреженная. На текущий момент у нас недостаточно знаний о поведении атмосфер газовых гигантов типа Юпитера, но результаты наблюдений говорят нам, что это очень бурная и неспокойная среда, неблагоприятная для развития жизни.

Как я уже упоминал во втором разделе, некоторые ученые допускают, что микроорганизмы могут жить в облаках Венеры. Для того чтобы на основе подобного воздушного планктона сложилась целостная экосистема, куда будут входить и крупные, питающиеся планктоном, «киты», организмы должны в ходе эволюции увеличиваться и одновременно с тем не падать на поверхность планеты. В жидкости животным несложно расти и сохранять нейтральную плавучесть, но в газовой среде укрупнение организмов должно сопровождаться постепенным наращиванием органов плавучести (например, пузырей с водородом). Это маловероятно, но ни в коем случае не исключено. Если, впрочем, в таких местах действительно существует жизнь, ее земные аналоги лучше искать среди морских животных, питающихся планктоном, а не среди наших летающих существ.

Движение на границе твердой и текучей сред

Мы, люди, прикованы к земле, наравне с гусеницами и слонами, но при этом прекрасно справляемся с движением на границе сред, а некоторые из наших родственников — например, гепарды и страусы — демонстрируют в этом отношении потрясающее мастерство. Движение по твердой поверхности, вероятно, важнейший из способов передвижения животных на нашей планете, так как, по-видимому, первые клетки, а возможно, и сама жизнь зародились на границе между твердой и жидкой средами ^[53]. Древнейшие формы жизни, существование которых достоверно доказано, — уже упоминавшиеся строматолиты — формировались на твердой поверхности, и предполагаемые одноклеточные, которые «паслись» на них, тоже передвигались по твердой поверхности, покрытой жидкостью. Древнейшие формы жизни, безусловно, очень тесно связаны с этим способом передвижения. Гравитация тянет вас вниз, а «вниз» в конечном итоге означает «на дно». Твердое дно, скорее всего, есть на любой планете. Так каким же образом можно передвигаться по твердой поверхности?

С упором на твердую поверхность создать силу для движения вперед гораздо легче, чем когда вы висите в текучей среде, но физические законы уже готовы подбросить вам коварную ловушку. Оттолкнуться от поверхности можно только при наличии трения, но трение снижает скорость. Это знакомо любому, кто пробовал кататься на коньках: конькобежцы способны мчаться невероятно быстро — но начинающие по большей части беспомощно скользят на месте, не в состоянии сдвинуться. Первые подвижные существа, возможно, напоминали одноклеточных амеб и ползали по поверхности, вытягивая вперед часть клетки, а затем подтягивая за ней остальное. В этом способе передвижения главное то, что в контакте с поверхностью постоянно находится вся клетка целиком. Поскользнуться вряд ли получится, зато много энергии уходит на противодействие трению. Это легко проверить в домашних условиях: попробуйте лечь пластом на ковер, вытянуться вперед и подтащить свое тело, не приподнимаясь с пола ни одной его частью. Дело это трудное и медленное. Чтобы освободиться от трения и вместе с тем продолжать использовать его для продвижения вперед, необходимо сократить контакт с полом до минимума — например, встать на ноги.

Ноги — позволяющие минимизировать контакт с поверхностью и вместе с тем отталкиваться от этой поверхности — настолько феноменально полезная адаптация, что трудно представить себе мир, где бы они не возникли в процессе эволюции. Среди земных животных, обитающих на поверхности суши или морского дна, вообще без ног обходится все-таки очевидное меньшинство (главным образом моллюски наподобие улиток и слизней), но подавляющее большинство приподнимает свое тело над поверхностью, избегая трения. Моллюски вполне могут занимать ниши, где ноги не так уж нужны — проблему трения они решают уникальным способом, выделяя скользкую слизь, — но всем известна медлительность улиток, и, хотя на других планетах могут обитать их аналоги, маловероятно, чтобы они стали господствующей формой жизни. Практически в любой среде у обладателей ног будет преимущество в скорости перед «слизняками». У змей тоже нет ног, но они происходят от ящериц, имевших ноги, и утратили их при адаптации к роющему образу жизни.

Ноги — несомненная адаптация к жизни на границе твердой и текучей сред. Тем, кто живет под землей или дрейфует в воде, они лишь мешают. Самые примечательные ноги у членистоногих, среди которых наиболее известны насекомые, пауки и крабы. Совсем другой тип ног независимо развился у позвоночных — рыб, которые приспособили свои плавники (использовавшиеся для движения в воде), чтобы приподниматься над грунтом. Многие рыбы, например глазчатая кошачья акула, и в наши дни «ходят» по морскому дну таким образом ^[54].

Но, что существенно, человеческие ноги устроены совершенно иначе, чем ноги паука. У членистоногих имеется твердый экзоскелет с мягкими тканями внутри; у позвоночных же твердые кости внутреннего скелета, а мягкие ткани расположены снаружи. Два эволюционных пути привели к функционально сходным решениям проблемы передвижения по поверхности, причем были задействованы совершенно разные механизмы. Какой из них лучше? Оба хороши, и выбор не имеет значения. Каждая из инноваций основывалась на особенностях плана строения тела предков, накладывавших свои ограничения. Ноги позвоночных устроены так, потому что у рыб есть скелет, а не потому, что так задумано с целью разогнать гепарда до 100 км/ч. Ноги членистоногих устроены так, потому что экзоскелет спасает от высыхания на суше, а способность членистоногих не высыхать сыграла ключевую роль для их феноменального успеха.

Из всего этого следует важный вывод: у животных на других планетах, скорее всего, должны быть ноги, хотя и не обязательно устроенные известным нам образом. На строение их ног также будет накладывать ограничение их собственная эволюционная история. Если живые существа обитают на планете, где есть граница между твердой и текучей средами (а не просто бездонный океан), то без ног, очевидно, никак не обойтись. Но их эволюция, вероятно начавшаяся от разных отправных точек, также приведет к целому спектру разнообразных решений.