Земноводные произошли от вымерших кистеперых рыб. Вымершие земноводные и их происхождение от древних кистепёрых рыб

Палеонтологи уже давно спорят о том, что за существо было предком рыб. Выдвигаются самые разные предположения. Кто-то считает, что рыбы произошли от кольчатых червей, кто-то — от пауков. Не исключен и такой вариант: рыбы — потомки тех сухопутных животных , которым наскучила суша. Они поселились в воде, привыкли к ней, покрылись чешуей и до сих пор плавают...

ОЖИВШАЯ РЫБКА

Останки кистеперых рыб палеонтологи отыскивают в почвенных слоях, возраст которых достигает 300 миллионов лет. Ископаемые находки покрыты чешуей, но при этом их пасти напоминают звериные морды, а плавники — лапы животных. Это сходство и позволило предположить ученым, что кистеперые рыбы — прародительницы всех четвероногих зверей на Земле.

Считалось, что ископаемые давно вымерли, но в декабре 1938 года южноафриканские ихтиологи выловили живую кистеперую рыбу, которую в честь ее первой исследовательницы мисс Куртене-Латимер назвали латиметрией.

Длиной рыба была 1,5 метра, в то время как ее ископаемые предки достигали 20-25 сантиметров. Легкие у латиметрии атрофировались и превратились в большой мешок, наполненный слизью и жиром. Вместо рыбьей икры в яйцеводе самки были обнаружены два десятка яиц размером с апельсин.

Дальнейшие наблюдения показали, что латиметрии — яйцеживородящие, из их яиц появляются готовые 30-сантиметровые рыбки. А в остальном современные кистеперые очень похожи на своих ископаемых сородичей.

ПРОГРЕСС НАЛИЦО

Родственниками кистеперых, а следовательно, и предками сухопутных животных считаются двоякодышащие рыбы. До наших дней дожили три группы двоякодышащих, обитающих в пресных водоемах в тропиках Африки, Австралии и Южной Америки.

Со временем двоякодышащие и кистеперые рыбы обзавелись задиристым характером и научились прятаться в водорослях: ползая по дну, они подкарауливали добычу, а потом стремглав набрасывались на нее. Охотясь таким образом, они постепенно обзавелись и конечностями, и мощной зубастой челюстью.

Пополнив свой охотничий арсенал, двоякодышащие и кистеперые стали разевать рот на более крупную добычу, для переваривания которой им потребовалось более интенсивное окисление, а следовательно, и приток кислорода. Рыбы стали заглатывать воздух с поверхности ртом, и их плавательный пузырь с течением времени трансформировался в легкое.

С появлением конечностей и легких рыбы стали выходить на сушу в поисках моллюсков и членистоногих. До примитивных амфибий кистеперым и двоякодышащим оставался всего один шаг. Но этот шаг сделали не они, а идущие вслед за ними четвероногие рептилии, млекопитающие и даже человек.

ДАР ПРЕДВИДЕНИЯ?

Биологам не кажется странным, что пятипалый механизм стоп и кистей мы унаследовали от кистеперых рыб. Действительно, внутри их мясистых плавников находятся кости, похожие на человеческие кости рук и ног.

А—лягушка; Б—саламандра;В—крокодил;Г—летучая мышь;Д—человек:1—плечевая кость, 2—лучевая кость,3—кости запястья,4—пясти, 5—фаланги пальцев,6—локтевая кость

Плечевой пояс «живых ископаемых» состоит из лопатки, ключицы, плечевой, локтевой и лучевой костей, а на месте пальцев сохранились костные выросты, что заставляет предположить, что это рудименты ладоней и пальцев.

Только вот откуда у кистеперых — типичных морских обитателей — взялись кости конечностей типичных сухопутных животных и человека? Они ведь не используют в полной мере двигательный аппарат конечностей. Может быть, кистеперые рыбы обладали даром предвидения?

Или знали, что, после того как они выйдут на сушу, им пригодятся и руки,и ноги?

Верится с трудом. Ведь, следуя логике, любой орган тела должен быть функционально задействован с момента его появления. Иначе он будет не только лишним, но и вредным для организма.

Более правдоподобным выглядит такой сценарий: изначальный человек получает от Бога и нижние, и верхние конечности. Та же организация тела переходит от человека к обезьянам, от обезьян — к четвероногим млекопитающим, от них к рептилиям, амфибиям и кистеперым рыбам.

При этом функциональная значимость конечностей падает раз за разом, от перехода к переходу они претерпевают необратимые изменения, пока в конце концов не превращаются в плавники.

ВОЛШЕБНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ

Животные, выбравшие средой обитания воду, постепенно начинают к ней приспосабливаться. Сначала они утрачивают шею: плечи мешают движению тела в воде, поэтому голова срастается с туловищем. Парные конечности превращаются в ласты и плавники.

Хвост расплющивается в вертикальной плоскости, образуя своеобразный руль для перемещения вверх и вниз — верхнюю и нижнюю лопасти. Тазовый пояс бывших сухопутных, а нередко и сами задние конечности атрофируются из-за невостребованности.

Постепенно для удобства перемещения в воде тело расплющивается в вертикальной плоскости: череп вытягивается вверх и сдавливается с боков, ребра выпрямляются.

ПОСЛАНЦЫ НОВОЙ ЖИЗНИ

У нас есть все основания полагать, что рыбы были в прошлом жителями суши. У прародителей большинства костных рыб были легкие, надо думать, что дыхание кислородом они унаследовали от сухопутных животных. Некоторые советские ученые высказывали мысль, что предками человека могли быть наяпитеки — приморские обезьяны, обитавшие несколько миллионов лет назад на песчаных берегах морских лагун.

Впрочем, с нашей точки зрения, наяпитеки могли быть особой ветвью деградировавших людей, перешедших к полуводному образу жизни. Если бы эволюция приморских обезьян продлилась еще какое-то время, то, вероятно, они смогли бы обзавестись жабрами наряду с легкими, а также хвостом и плавательными перепонками между пальцами ног и рук.

В свое время был крайне популярен роман Беляева «Человек-амфибия», в котором профессор пересаживает человеку жабры молодой акулы. О подобной пересадке в реальной жизни не могло быть и речи, понятно, что роман считался фантастическим, но между тем Беляев был не так далек от истины...

Известно, что человек рождается практически недоразвитым — у него наблюдается своеобразная форма неотении (сохранение у взрослого животного характерных особенностей личинок). Лишь к 3 годам жизни новорожденный входит в свою физическую норму. К 11 годам у него выпадают молочные зубы и вырастают постоянные. В 14 лет происходит половое созревание.

По мнению некоторых ученых, эти факты указывают на то, что человек — это недоразвитая форма существа более высокого — сверхчеловека, а обезьяна является недоразвитым человеком. Таким образом, перед нами вырисовывается совершенно другая картина эволюции. Расселение живых существ идет с суши на море, а не наоборот. Из-за недоразвития и ранней половой зрелости животные минуют взрослые формы.

Полученный таким образом новый вид животных в процессе борьбы за существование вынужден менять среду обитания и приспосабливаться к ней. Ясно, что при таком повороте событий установить родство между многими видами животных оказывается проблематично. Ведь ученые и не предполагали, что, например, амфибия амбистома — это взрослая форма водного жителя аксолотля. Их считали за самостоятельные виды животных.

Аксолотль и (ниже) амбистома

Методы сравнительной морфологии, эмбриологии и даже палеонтологии вряд ли помогут установить родство между разными видами животных. Откуда можно узнать, что разные по строению и образу жизни звери на самом деле всего лишь стадии развития одного и того же существа? К тому же многие взрослые формы могут исчезнуть, не оставив палеонтологического следа.

Переосмысливая закон зародышевого сходства Бэра и биогенетический закон Геккеля, можно сказать, что в человеческом эмбрионе, а точнее, в «идеальном» зародыше гипотетического «сверхчеловека», как матрешки в матрешке, уже есть «готовые» эмбрионы всех сухопутных и водных животных, вплоть до простейших одноклеточных.

Геккель был не прав, утверждая, что зародыши высших животных повторяют низшие формы. На самом деле в эмбрионах высших уже «заложены» низшие животные. Эмбрион высших существ содержит в себе зародыши низших, он уже подготовлен для того, чтобы при необходимости извергнуть из себя все многообразие животного и растительного мира, посланцев новой жизни.

Кистеперые рыбы - это один из самых древних видов рыб, которых считали вымершими 70 млн. лет назад. Но в 1938 году произошла сенсация - ученые случайно узнали, что на Земле еще жива одна древнейшая из древних кистеперая рыба. Назвали эту «воскресшую» из морских глубин живую «ископаемую» рыбу латимерией, изучили, описали и взяли под охрану.

Кистеперые рыбы (Crossopterygii) - надотряд лопастеперых рыб - являются древнейшей группой рыб. До начала 20 века кистеперые считались вымершими в глубокой древности - 70 млн. лет назад, но в 1938 году выловили диковинную рыбу и ученые признали ее древней кистеперой рыбой. Латимерия, так назвали рыбу, - это единственный представитель кистепёрых рыб, доживших до наших дней. Обитает латимерия только в районе Коморских островов на глубине 400-1000 метров.

Кистеперые рыбы появились 406-360 млн. лет назад и вымерли около 70 млн. лет назад, считают ученые. Их ископаемые остатки обнаружены в морских и пресных водах по всей планете. Из отряда кистеперых рыб ученые выделяют 17 семейств. Рыбы имели длину от 7 см до 5 метров, были малоподвижны. Кистеперые рыбы имели многочисленные конические зубы, что выдает в них серьезных хищников.

Большую часть времени кистеперые рыбы проводили на дне, по которому передвигались при помощи плавников.

Необычное строение плавников и дало название рыбе. В результате передвижения по дну у этих рыб развилась мощная мускулатура в основании плавников. Скелет мясистых плавников состоял из нескольких разветвленных в форме кисти сегментов, вот ученые и дали название этим «ископаемым» рыбам - «кистеперые».

Современные ученые полагают, что от пресноводных кистеперых произошли первые земноводные, которые вышли на сушу и дали начало земным позвоночным животным. Такая версия выхода живых существ из моря на сушу в научном мире не однозначная и не бесспорная, но то, что ряд кистепёрых рыб, например, тиктаалик - Tiktaalik, имели ряд переходных признаков, сближающих их с земноводными - это доказанный факт. Пресноводные кистеперые, например, имели двойное дыхание: жаберное и легочное.

Наука высоко оценивала заслуги кистеперых в эволюции земных животных: бегали по дну мирового океана, преобразовались, включили «второе дыхание», вышли на берег и дали шанс нам, сухопутным. Но, подарив сухопутную жизнь другим существам, сами, как динозавры, вымерли.

Настоящей сенсацией стала живая кистеперая рыба, которую случайно поймали в 1938 в Южной Африке в устье реки Халумнэ на глубине 70 м. Рыба имела длину около 150 сантиметров и весила 57 килограммов. Профессор Дж. Смит отнес ее к целакантам и в 1939 опубликовал описание нового вида. Рыбу нового вида, относящуюся к вымершим «ископаемым» рыбам назвали латимерией (Latimeria chalumnae), в честь хранительницы музея мисс Куртенэ-Латимер, передавшей первый выловленный экземпляр рыбы ученым. В дальнейшем выяснили, что местные рыбаки, оказывается, уже и раньше ловили кистеперых рыб и употребляли их в пищу.

После сенсационной находки все кинулись искать кистеперых рыб. И находили! Была открыта популяция из 500 особей кистеперых рыб близ Коморских островов. Ныне отлов рыб разрешен только для научных целей, и поймано всего около 200 экземпляров. Люди берегут кистеперых: было бы преступлением погубить считавшуюся вымершей и «воскресшую» рыбу древнейшего происхождения. Латимерия взята под охрану и внесена в Международную Красную книгу.

Латимерии обитают на глубине 180-220 м. Как и их далекие предки латимерии - убежденные хищники, и в подтверждение этого в полости рта имеют много острых зубов. Днем они обычно прячутся в укрытиях, а ночью охотятся на рыб и кальмаров. Сами латимерии могут стать жертвами охотников, которые «хищнее» их - крупных акул.

Самые крупные выловленные экземпляры этих целакантов имеют длину 1,8 м и массу 95 кг. Ученые сообщают, что растут латимерии медленно, но живут, к счастью, - долго. Эти живые «реликвии» мало чем отличаются от ископаемых целакантов мезозоя - своих вымерших собратьев. У рыб мощный хвост и сильные подвижные парные плавники, а вот черепная коробка заполнена жироподобным веществом, и мозги в ней занимают не более 1/1000 объема.

У латимерии 7 плавников, 6 из них - сильные, крепкие, хорошо развиты, напоминают конечности (лапы). Во время передвижения латимерия становится на эти парные плавники и, перебирая ними как лапами, перемещается. Впрочем, латимерии ведут малоподвижный образ жизни, находясь почти все время на дне морском.

Латимерии являются яйцеживородящими. Их ярко-оранжевые яйца 9 см в диаметре весят до 300 г. Беременность у латимерий длится около 13 месяцев, а крупные яйца имеют характерный ярко-оранжевый цвет. Длина тела новорожденных детенышей достигает 33 см.

В полости тела латимерии имеется дегенерированное легкое, но у латимерий полностью отсутствуют внутренние ноздри, и они не могут дышать атмосферным кислородом. Все тело этих кистепёрых рыб покрыто чешуйками - костными пластинками ромбической или округлой формы.

Ученые, изучающие латимерий - потомков древнейших рыб, пришли к выводу, что древние кистеперые рыбы в своем развитии пошли по 2-м направлениям. Первый путь - возникновение целакантов. Данная линия дожила до нашего времени и предстала перед нами в облике латимерии. Другие кистеперые приспособились к дыханию на воздухе и на своих крепких подвижных плавниках выползли на сушу, наверное, их потомками являются наземные позвоночные.

Эти рыбы плохо переносят яркий дневной свет и житие вне глубин моря.

Однако, в 1972 году ученым удалось гостя из «прошлого» переселить в научно-исследовательскую лабораторию на остров Мадагаскар.

Это был небольшой целокант, который весил 10 кг и имел длину 90 см. Уникальный живой экземпляр кистеперой рыбы живет в аквариуме в столице Дании Копенгагене.

В 1986 году японские ученые показала латимерию по телевидению.

Был снят уникальный фильм: съемки велись на глубине более 50м в Индийском океане возле Коморских островов.

Кандидат биологических наук Н. Павлова, главный хранитель Зоологического музея МГУ

В конце 1938 года научный мир был потрясен вестью о том, что в водах Южной Африки поймана рыба, считавшаяся вымершей миллионы лет назад,- пращур всех наземных позвоночных животных. Об истории открытия древнейшей рыбы Земли - латимерии - можно прочитать в книге Дж. Л. Б. Смита «Старина четвероног» (перевод с английского). Москва. 1962 год. Государственное издательство географической литературы.

Латимерин на коралловом рифе. Фото Ж. Стевана (1971 год).

Около 400 миллионов лет тому назад водоемы Земли заселяло множество разнообразных рыб. Девонский период в истории нашей планеты иногда так и называют «веком рыб». Самой многочисленной группой были кистеперые, или мясисто-лопастные, рыбы.

Голова латимерии сбоку и снизу. Видны крупные покровные кости и пластинки нижней челюсти.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Грудной и брюшной плавники латимерии. Мясистые основания плавников сильно развиты.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Латимерия. Подводное фото Ж. Стевана.

Транспортировка латимерии с места поимки на остров.

Хвостовой плавник рыб состоит из спинной и брюшной лопастей. Первоначально они симметрично располагались по обеим сторонам хорды.

Разрез спирального клапана.

Строение чешуи акул.

Чешуя целаканта.

Яйца целаканта, выставленные в витрине одного из французских музеев.

За древнейшей рыбой прочно закрепилось название «зоологической сенсации. XX века». Это сенсационное животное сейчас можно видеть в Зоологическом музее МГУ.

Читатели просили редакцию рассказать о чудо-рыбе более подробно, чем это могли сделать информационные заметки в газетах. Выполняем эту просьбу.

3 января 1938 года профессор химии Греймстаунского колледжа (Южно-Африканский союз) Дж. Л. Б. Смит получил письмо от хранителя музея Ист-Лондона мисс М. Куртенэ-Латимер, в котором говорилось о том, что в музей доставлена совершенно необычная рыба.

Профессор Смит, страстный ихтиолог-любитель, в течение долгих лет собирал материал о рыбах Южной Африки и поэтому переписывался со всеми музеями страны. И даже по не очень точному рисунку определил, что пойман представитель кистеперых рыб, которые, как считалось, вымерли примерно 50 миллионов лет назад.

Профессору Смиту принадлежит честь открытия, названия и описания кистеперой рыбы. С тех пор каждый музей мира стремится заполучить экземпляр этой рыбы, названной Латимерией Халумной.

Шестьдесят восьмой экземпляр латимерии был пойман 16 сентября 1971 года на уду - приманкой служила глубоководная рыба руди - жителем Коморских островов Саидом Мохамедом. Длина рыбы - 164 сантиметра, вес - 65 килограммов.

Эта латимерия была приобретена Институтом океанологии Академии наук СССР и передана в Зоологический музей МГУ на хранение. В мастерской изготовили из гипса точную копию коллекционного экземпляра и выставили в экспозиции.

Латимерия: от головы до хвоста

И вот перед нами «старина четвероног», как назвал его профессор Смит. Да, он очень похож на своих древних родичей, внешний облик которых известен нам по реконструкциям с окаменелостей. Больше того, он почти не изменился за минувшие 300 миллионов лет.

Латимерия сохранила множество древних черт своих предков. Массивное туловище ее покрыто крупной мощной чешуей. Отдельные пластинки налегают одна на другую так, что тело рыбы защищено тройным слоем, как броней.

Чешуя латимерии совершенно особого типа. Из современных рыб ни у одной не встречается. Множество бугорков на поверхности чешуек делает ее поверхность шероховатой, и жители Коморских островов нередко используют отдельные пластинки вместо наждака.

Латимерия - хищник, и ее мощные челюсти вооружены острыми, крупными зубами.

Самое оригинальное и замечательное в облике латимерии - это ее плавники. В центре хвостового плавника имеется добавочная обособленная лопасть - рудимент хвоста древних форм, который у современных нам рыб был вытеснен верхним и нижним плавниками.

Все остальные плавники латимерии, кроме переднего спинного, похожи скорее на лапы пресмыкающихся. У них хорошо развитая мясистая лопасть, покрытая чешуей. Второй спинной и анальный плавники обладают исключительной подвижностью, а грудные могут вращаться почти в любых направлениях.

Скелет парных грудных и брюшных плавников латимерии обнаруживает поразительное сходство с пятипалой конечностью наземных позвоночных. Палеонтологические находки позволяют достаточно полно восстановить картину преобразования скелета плавника ископаемой кистеперой рыбы в скелет пятипалой конечности первых наземных позвоночных - стегоцефалов.

Череп ее, как и у ископаемых целакантов, подразделен на две части - рыльную и мозговую. Поверхность головы латимерии покрыта мощными костями, подобными тем, какие были у древних кистеперых рыб, и чрезвычайно сходными с соответствующими костями черепа первых четвероногих животных стегоцефалов, или панцирноголовых. Из покровных костей на нижней стороне черепа у латимерии сильно развиты так называемые югулярные пластинки, которые очень часто наблюдались и у ископаемых форм.

Вместо позвоночника у современного целаканта имеется спинная струна - хорда, образованная упругим волокнистым веществом.

В кишечнике латимерии есть особая складка - спиральный клапан. Это очень древнее приспособление замедляет продвижение пищи по кишечному тракту и увеличивает поверхность всасывания.

Чрезвычайно примитивно устроено сердце латимерии. Оно имеет вид простой изогнутой трубки и не похоже на мускулистое, сильное сердце современных рыб.

Да, латимерия очень похожа на вымерших целакантов, но есть и серьезное отличие. Ее плавательный пузырь сильно уменьшился и превратился в небольшой кожный лоскут, заполненный жиром. Вероятно, это уменьшение связано с переходом целакантов к обитанию в море, где отпала необходимость в легочном дыхании. С этим же, видимо, связано и отсутствие у латимерии внутренних ноздрей - хоан, которые были характерны для ископаемых кистеперых рыб.

Вот каков он, представитель древнейшего рода целакавтов, доживший до наших дней1 Сохранив многие древнейшие черты в своем строении, он в то же время оказался хорошо приспособленным к жизни в современных морях.

Давайте теперь посмотрим на латимерию в целом. Ведь внешний вид рыбы может многое поведать ученому о местах ее обитания и о привычках. Вот что пишет об этом профессор Смит: «С первого же раза, когда я увидел его (целаканта), эта замечательная рыба всем своим видом сказала мне так же отчетливо, как если бы по-настоящему могла говорить:

«Посмотри на мою твердую, мощную чешую. Посмотри на мою костистую голову, на крепкие колючие плавники. Я так хорошо защищен, что мне никакой камень не страшен. Разумеется, я живу в каменистых местах среди рифов. Можешь мне поверить: я крепкий парень и никого не боюсь. Нежный глубоководный ил не для меня. Уже моя синяя окраска убедительно говорит тебе, что я не обитатель больших глубин. Там нет синих рыб. Я плыву быстро только на короткое расстояние, да мне это и ни к чему: из укрытия за скалой или из расселины я бросаюсь на добычу так стремительно, что у нее нет надежды на спасение. А если моя добыча стоит неподвижно, мне не надо себя выдавать быстрыми движениями. Я могу подкрасться, медленно карабкаясь вдоль ложбин и проходов, прижимаясь для маскировки к скалам. Посмотри на мои зубы, на могучие челюстные мышцы. Уж если я кого схвачу, то вырваться будет нелегко. Даже крупная рыба обречена. Я держу добычу, пока она не умрет, а потом не спеша закусываю, как это делали подобные мне на протяжении миллионов лет».

Обо всем этом и еще о многом поведал целакант моему глазу, привыкшему наблюдать живых рыб.

Я не знаю ни одной современной или вымершей рыбы, которая была бы страшна целаканту - «охотнику рифов». Скорее наоборот, он - подобно еще более крупному хищнику, морскому судаку,- представляет собой страшного врага для большинства рыб, обитающих в зоне рифов. Словом, я поручился бы за него в любой его схватке даже с самыми подвижными соперниками; не сомневаюсь, что и ныряльщик, плавая среди рифов, не был бы в восторге от встречи с целакантом».

Латимерия: поиски продолжаются

Со дня открытия латимерии времени прошло много, а узнали нового ученые относительно мало. Это понятно: ведь на Коморских островах, в водах которых водится замечательная рыба, научных учреждений нет, и изредка попадающиеся рыбины к приезду срочно вызванных ученых оказываются мертвыми и изрядно разложившимися.

Рассматривая статистику поимок латимерии, с 1952 года (когда был пойман второй экземпляр) до 1970 года в среднем ежегодно ловилось по две-три рыбы. Причем все, кроме первой, были пойманы на уду. Счастливые случаи распределялись по годам неровно: наиболее удачным был 1965-й (семь латимерии), а самым скудным - 1961 год (один экземпляр). Как правило, латимерии попадались на крючок между восемью часами вечера и двумя часами утра. Почти все рыбы были пойманы с ноября по апрель. Из этих данных не следует делать преждевременных выводов о привычках «старины четверонога»: статистика отражает скорее местные климатические условия и особенности прибрежного рыболовства. Дело в том, что с июня по сентябрь-октябрь у Коморских островов часты сильные юго-восточные ветры, опасные для утлых пирог, и рыбаки почти не выходят в море. Кроме того, и в тихий сезон коморские рыбаки предпочитают удить по ночам, когда спадает жара и затихает бриз.

Сообщениям о том, на какой глубине попадается латимерия, тоже не стоит придавать большого значения. Глубину рыбаки измеряют по длине вытравленной веревки, а в мотке бывает, как правило, не более трехсот метров - отсюда и наибольшая глубина, с которой вытягивали латимерию, определяется как 300 метров. С другой стороны, сомнительно и утверждение, что рыба не поднимается к поверхности выше ста метров. Каменное грузило прикрепляют к бечевке ниткой, и, когда грузило касается дна, нитку рвут резким рывком. После этого подводное течение может далеко отнести крючок с наживкой, и судить о глубине по длине бечевки невозможно.

Поэтому можно предположить, что некоторые латимерии наверняка были вытянуты с глубин, доступных для аквалангистов. Но, судя по тому, что латимерия боится света, на глубины 60-80 метров она поднимается только ночью, а нырять с аквалангом ночью, вдали от берега, в водах, полных акул, никто пока не решился.

На поиски латимерии отправлялись и многочисленные отряды ученых, по, как правило, их поиски были напрасными. Расскажем лишь об одной из последних экспедиций, результаты которой, надо думать, раскроют многие тайны жизни и эволюции латимерии.

В 1972 году была организована совместная англо-французско-американская экспедиция. Ей предшествовала длительная и детальная подготовка. Когда редкая добыча попадется на крючок, заранее знать нельзя, и, чтобы не растеряться в решающие часы, надо было составить четкий и подробный план, что делать с пойманной рыбой: что наблюдать, пока она еще жива, как ее анатомировать, в каком порядке брать ткани органов, как их сохранить для последующего изучения разными методами. Заранее был составлен и список биологов разных стран, выразивших желание получить образцы тех или иных органов для изучения. В списке оказалось полсотни адресов.

Первые два члена экспедиции - француз Ж. Антони и английский зоолог Дж. Форстер - прибыли на остров Гранд-Комор 1 января 1972 года. В пустующем гараже, предоставленном местными властями, они начали устраивать лабораторию, хотя большая часть оборудования находилась еще в пути. А четвертого января пришло сообщение, что на остров Анжуан доставлена латимерия! Рыбак сумел продержать ее живой девять часов, но биологи опоздали и смогли начать препарирование только через шесть часов после того, как рыба уснула. Шесть часов под тропическим солнцем! Кусочки органов для биохимического анализа все же сохранить удалось.

Участники экспедиции объехали несколько деревень, пообещав щедрое вознаграждение за каждый экземпляр живой латимерии. Пробовали ловить и сами - безрезультатно.

22 марта, за неделю до окончания экспедиции, когда большинство ее участников, разуверившись в успехе, разъехались, а двое оставшихся потихоньку паковали склянки, химикалии и инструменты, старый рыбак Мали Юсуф Каар привез в своей пироге живую латимерию. Несмотря на ранний час, он разбудил деревенского старосту, и тот поехал за учеными. Тем временем рыбу поместили в заранее приготовленную для этой цели клетку, которую притопили у берега на мелком месте.

Вот тут и пригодились составленные заранее инструкции! Прежде всего при свете факелов и карманных фонариков биологи подробно разглядели, как плавает латимерия. Большинство рыб при этом волнообразно изгибает тело или отталкивается от воды ударами хвоста. Латимерия же гребла лишь вторым спинным и анальным плавниками. Они вместе выгибались вправо, затем быстро возвращались в среднее положение, давая толчок телу рыбы, и синхронно шли влево, после чего опять следовал толчок. Хвост не участвовал в движении, но, судя по его мощной мускулатуре, латимерия использует хвост на спринтерских дистанциях, одним рывком догоняя жертву.

Грудные плавники взмахивают несинхронно, направляя движение и поддерживая равновесие тела в воде. Остальные плавники неподвижны.

Утверждение, что глаза живой латимерии светятся, оказалось неверным. Обладая блестящим отражательным слоем, который лежит под сетчаткой, они сверкают в свете фонаря, как глаза кошки.

Когда рассвело, движения рыбы засняли на кинопленку, сделали и цветные фотоснимки. Цвет латимерии - темно-бурый со слабым голубоватым оттенком. Описанный некоторыми авторами ярко-голубой цвет - просто отражение синего тропического неба в блестящей чешуе.

К полудню стало ясно, что рыба, проведшая на мелкой воде уже около 10 часов, долго не протянет. Строго следуя графику работ, биологи приступили к вскрытию. Работа эта заняла весь остаток дня. Прежде всего взяли пробы крови (она очень быстро портится), затем зафиксировали кусочки внутренних органов для изучения под электронным микроскопом, анализов и обычной микроскопии.

Позже, доставленные в Европу, пробы были разосланы заинтересованным ученым. Результаты их исследований в основном еще не опубликованы, но уже ясно, что впервые полученные «свежие» пробы органов редкой рыбы многое расскажут о ее физиологии, образе жизни, об эволюции позвоночных животных.

И в заключение можно еще раз вернуться к книге Смита и словами человека, открывшего для нас «зоологическую сенсацию XX века» закончить рассказ о латимерии.

«Открытие целаканта показало, как мало мы, в сущности, знаем о жизни моря. Верно сказано, что господство человека кончается там, где кончается суша. Если у нас достаточно полное представление о формах сухопутной жизни, то наши познания об обитателях водной среды далеко не исчерпывающи, а наше влияние на их жизнь практически равно нулю. Взять, скажем, Париж или Лондон. В их пределах на суше вряд ли есть хоть одна форма жизни, не находящаяся под контролем человека, исключая, разумеется, самые мелкие. Но в самом центре этих древних густо населенных центров цивилизации - в реках Темзе и Сене - жизнь протекает точно так, как протекала миллион, пятьдесят и более миллионов лет назад, примитивная и дикая. Нет ни одного водоема, в котором жизнь подчинялась бы законам, данным человеком.

Сколько исследований проведено в морях, и вдруг обнаруживают целаканта - крупное, сильное животное! Да, мы знаем очень мало. И есть надежда, что где-то в морях поныне обитают и другие примитивные формы».

Бюро справок

Латимерия халумна, целакант

Как и любые другие животные, латимерия имеет несколько названий. Часто они не понятны для непосвященного человека.

Ее родовое название - ЛАТИМЕРИЯ - дано профессором Смитом в честь мисс Латимер. Именно она первой признала в таинственной рыбе, попавшей в трал, нечто необычное, из ряда вон выходящее. Биологи часто называют животных или растения в честь людей, имеющих большие заслуги перед наукой.

Второе слово - ХАЛУМНА - видовое название. Халумна - название речки, недалеко от устья которой поймана первая кистеперая рыба.

Латимерию часто называют ЦЕЛАКАНТОМ. Это вполне правомерно: эта рыба входит в надотряд, который так называется. Слово «целакант» в переводе с латинского означает «полый шип». У большинства рыб сверху и снизу позвоночника хорошо заметны твердые костные шипы. У целакантов эти шипы полые и не очень твердые. Отсюда и название.

Латимерию называют и КИСТЕПЕРОЙ РЫБОЙ. Так называются все рыбы, обладающие такими же, как и у латимерии, плавниками.

Все представители вымерли, за исключением рода латимерия.

К этому надотряду относятся костные рыбы с парными плавниками, состоящими из членистой оси, образованной одним рядом удлиненных базальных элементов, к которым с обеих сторон причленяются радиалии. У многих есть хоаны. В кишечнике имеется спиральный клапан. Есть артериальный конус. Древние рыбы; впервые появляются в нижне­девонских пресноводных отложениях.

Эволюция кистеперых пошла по пути приспособления к жизни в пресноводных континентальных водоемах, хорошо прогреваемых, с заросля­ми растительности, вероятно, с большим количеством разлагающихся растительных остатков и в связи с этим с малым содержанием кислорода. Парные плавники с мускулистым основанием давали рыбам, обитающим в этих водоемах, возможность передвигаться по дну и среди зарослей. Возникли легкие, которые обеспечивали дополнительное дыхание кисло­родом воздуха. Хоаны позволяли осуществлять затаенное дыхание и ощущать запахи при медленном скрадывании добычи. В триасе некоторые кистеперые переходят к жизни в море.

Отряд Целакантообразные. Вместе с рядом ископаемых кистеперых из современных рыб относится только латимерия ; до настоящего времени добыто более 30 экз. Первый экземпляр был добыт в 1938 г. в Индийском океане вблизи юго-восточных берегов Африки. Последующие экземпляры были добыты в 1952-1954 гг. у Коморских островов. Совре­менные кистеперые рыбы населяют глубины от 150 до 400 м. Грузное тело этих рыб, имеющих длину от 1,3 до 1,6 м и вес от 35 до 60 кг, покрыто округлой космоидной чешуей (единственный случай среди современных рыб). Под нижней челюстью, как и у многоперых, лежит пара югулярных плас­тинок. Парные плавники, подобно рогозубу, имеют хорошо развитую основ­ную лопасть, покрытую чешуей. Спинных плавников два. Широкий хвост гомоцеркальный, причем симметрия его не только внешняя, но и внутрен­няя. У латимерии, подобно многим ископаемым кистеперым, на конце хвоста имеется небольшая обособленная лопасть, благодаря чему весь хвостовой плавник имеет характерную трехлопастную форму. Челюсти вооружены острыми зубами простого устройства. Современные кистеперые рыбы - хищники; питаются мелкой рыбой. У них нет хоан. Первичный череп в значительной степени хрящевой.

Одна из пойманных в ноябре 1954 г. латимерии была живой помещена в полузатопленную лодку. Наблюдения над ней дали возможность устано­вить, что латимерия избегает света, обладает исключительной подвижностью второго спинного, анального и хвостового плавников и особой способностью грудного плавника вращаться во всех направлениях.

Латимерию выделяют в отряд целакантообразные вместе с рядом ископаемых кистеперых.

Кистеперые в конце девона дали начало земноводным; такие позвоноч­ные животные могли выйти из водной среды на сушу, передвигаться при помощи передних и задних конечностей.

Надотряд Двоякодышащие

К этому надотряду относятся только 3 современных представителя, которые ведут малоподвижный образ жизни в пресных водах и обладают способностью дышать не только кислородом, растворенным в воде, но и атмосферным воздухом при помощи легких.

Двоякодышащие достигают 1-2 м длины, обладают удлиненным телом, покрытым черепицеобразно расположенной костной чешуей. Обособленных спинного и анального плавников у них нет: они сливаются с большим хвостовым плавником. Парные плавники имеют форму либо широких лопастей, либо длинных жгутов.

Хорда сохраняется в течение всей жизни, и те­ла позвонков не развиваются, но имеются хрящевые верхние и нижние дуги и ребра. Череп, в отличие от всех прочих костных рыб, хрящевой, но осложненный хондральными и покровными костями. Вторичные челюсти (межчелюстные, верхнечелюстные и зубные кости) отсутствуют. Жаберные дуги, в числе четырех или пяти пар, хрящевые. Плечевой пояс развит хорошо, хрящевой, но прикрыт накладными костями. Тазовый пояс в виде непарной хрящевой пластинки. Парные плавники хрящевые. Наружный скелет как парных, так и непарных плавников состоит из расчлененных роговых лучей.

Головной мозг характеризуется значительными размерами переднего мозга, который разделен на два полушария не только снаружи, но и внутри, так что имеются два самосто­ятельных боковых желудочка. Средний мозг сравнительно мал. Мозже­чок развит исключительно слабо, что связано с малой подвижностью двоякодышащих.

Зубы весьма своеобразны: они слиты в пластинки, острые вершины которых направлены вперед. Пара таких зубов помещается на крышке ротовой полости, а у цератода, кроме того, имеется пара плоских зубов на нижней челюсти. Кишечник снабжен хорошо развитым спиральным клапаном и открывается в клоаку.

Наряду с жабрами имеются легкие, сообщающиеся с брюшной сторо­ной пищевода и обладающие ячеистым строением внутренней стенки. Пла­вательного пузыря нет. В связи с развитием легочного дыхания, кроме наружных ноздрей, имеются еще внутренние ноздри.

Кровеносная система отличается следующими особенностями: 1) от ближайшей к сердцу пары выносящих жаберных артерий отходит по ле­гочной артерии, тогда как от легкого отходят легочные вены, впадающие в левую половину предсер­дия; когда жабры функционируют в ле­гочные артерии попадает уже окисленная кровь, так что легкое бездействует, но когда жабры в связи с недостатком в воде кислорода не функционируют, то в легкое попадает венозная кровь; 2) предсердие подразделено неполной перегородкой на две половины (правую и ле­вую), и артериальный конус снабжен продольным клапаном, разделяющим его на две части; 3) наряду с задними кардинальными венами имеется задняя полая вена, в которую впадают почечные вены. Таким образом, венозная система двоякодышащих рыб занимает промежу­точное положение между кровеносной системой водных и наземных позвоночных.

Мочеполовая система устроена в общем по типу мочеполовых систем хрящевых рыб, и яйцеводы (мюллеровы каналы) открываются в полость тела, но выносящие протоки семенников могут отсутствовать. Тогда семя выходит наружу, по-видимому, через брюшные поры. Кроме того, у самцов двоякодышащих отсутствуют копулятивные органы; осеменение внешнее. Икра довольно крупная, около 7 мм в диаметре, окружена студенистой оболочкой и напоминает икру амфибий; откладывается среди растительности и часто опускается на дно.

Таким образом, двоякодышащие совмещают в своей организации, с одной стороны, ряд очень примитивных признаков как отсутствие тел позвонков, преимущественно хрящевой скелет, с другой - имеют настоящее легкое, с возникновением которого связано развитие внутренних ноздрей и двойного круга кровообращения.

Отряд Однолегочные. Из современных форм сюда относится только австралийский рогозуб , или цератод , характеризующийся главным образом непарным легким и типичными парными плавниками с хорошо развитыми лопастями. Рогозуб - крупная рыба, весом до 10 кг и более 1 м длины. Живет в медленно текущих, заросших растительностью, частично пересыхающих реках. В засушливый период года рогозуб часто оказывается в отдельных отшнуровавшихся бочагах, где в результате гнилостных процессов кислород почти полностью исче­зает. В это время рогозуб полностью переходит на дыхание атмосферным воздухом, для чего каждые 40-50 мин поднимается к поверхности и наби­рает воздух в легкие. Водится цератод в юго-западной Австралии (Квинсленд).

Отряд Двулегочные. Отряд объединяет двух представителей - п pomonmepyc и лепидосирен . Они характеризуются главным образом парным легким и жгутообразными парными плавниками. Кроме того, заслуживает внимания то, что личинка двулегочных имеет позади жаберной крышки с каждой стороны по четыре наружные перистые жабры. Живут в пресных водах, которые летом высыхают. На это время года рыбы закапываются в ил, образующий вокруг их тела своего рода кокон, и впадают в спячку. При этом вялое дыхание происходит исключительно при помощи легких, куда воздух проникает через особое отверстие в коконе, расположенное против рта. При наступлении дождливого времени кокон растворяется и из него выплывает очнувшаяся рыба. Распространены дву­легочные в разных частях света: протоптерус обитает в пресных водах эква­ториальной Африки, лепидосирен - в экваториальной Америке (бассейн Амазонки). Протоптерус достигает до 2 м длины, а лепидосирен - около 1 м.

РИСУНКИ, КОТОРЫЕ ТРЕБУЕТСЯ ВЫПОЛНИТЬ В АЛЬБОМЕ

(всего 6 рисунков)

Древнейшие известные земноводные. Долгое время все сведения о древнейших земноводных ограничивались отпечатками пятипалых конечностей, найденными в позднедевонских отложениях.

Раскопки, произведенные в Гренландии и в Канаде в 30-х годах, обнаружили в слоях того же возраста неполные скелеты (черепа) самих животных. Что эти остатки при надлежат земноводным, доказывается наряду с другими признаками присутствием затылочных мыщелков, ушной вырезки в черепном панцире и видоизмененным в стремя гиомандибуляре. Но вместе с тем эти древнейшие из известных земноводных стоят ближе всех прочих ископаемых амфибий к рыбам по присутствию рудиментарной жаберной крышки и по наружным ноздрям, которые у них располагались на самом краю верхней челюсти — явление, свойственное двоякодышащим рыбам. И тем не менее Эти животные— уже настоящие амфибии и относятся к отряду Ichtyostegalia, что свидетельствует о том, что разделение класса на группы произошло еще раньше, не позднее нижнего девона, так что классу земноводных не менее 300 млн. лет.

Происхождение земноводных. Если рассуждать теоретически, предками земноводных должны были быть рыбы, обладавшие легкими и такими пар ными плавниками, из которых могли бы развиться пятипалые конечности. Таким требованиям удовлетворяют древние кистеперые рыбы, в частности Eusthenopteron и Sauripterus. На то, что предками земноводных были действительно древние кистеперые рыбы, указывает также поразительное сходство между покровными костями их черепа и соответствующими костями палеозойских земноводных. Наконец, судя по современным кистеперым и двоякодышащим, кровеносная система этих древних кистеперых рыб во многом походила на кровеносную систему земноводных. То, что двоякодышащие рыбы не могли быть прямыми предками земноводных, доказывается их крайне специализированным черепом, лишенным вторичных челюстей, своеобразными зубными пластинками, бисериальными парными плавниками и рядом других анатомических признаков. Однако следует еще раз подчеркнуть, что древние двоякодышащие рыбы стояли близко к древним кистеперым и располагались в системе, может быть, не очень далеко от прямых предков земноводных.

(по Давиташвили). I — плечевой пояс и плавник Sauripterns; II — внутренний скелет грудного плавника Sauripterus; III —скелет передней конечности стегоцефала: 1 — элемент, гомологичный плечевой кости, 2 — элемент, гомологичный лучевой кости, 3 — элемент, гомологичный локтевой кости

(по Шмальгаузену):

1 — заднетеменная кость, 2 — теменная кость, 3 — лобная, 4 — носовая, 5 — межчелюстная, 6 — верхнечелюстная, 7 — предлобная, 8 — заднелобная, 9 — заглазничная, 10 — скуловая, 11 — чешуйчатая, 12 — квадратноскуловая, 13 — ноздря, 14 — глазница, 15 — отверстие для теменного органа

Условия жизни в среднем палеозое. В девоне появились настоящие наземные растения; в тот же период появились и наземные беспозвоночные, в том числе и насекомые. Появление наземных беспозвоночных, т. е. потен циальной пищи, позволило выйти на сушу и позвоночным животным. Однако как растительность, так и членистоногие и первые наземные позвоночные достигли пышного расцвета только в течение каменноугольного периода. Прибрежная растительность и водные растения многочисленных мелких пресных водоемов этого периода падали в воду и гнили. В результате вода лишалась кислорода. При этих условиях рыбы, перешедшие на дыхание атмосферным воздухом, оказались в выгодном положении. Таким образом, недостаток кислорода в водоемах, определивший возникновение органов воздушного дыхания у кистеперых рыб, подготовил выход предков амфибий на сушу. Однако ведущим биологическим фактором, определившим выход позвоночных на сушу, были огромные, не используемые до того запасы пищи на суше в виде наземных беспозвоночных при отсутствии конкуренции в новой среде обитания.