Открытия и гипотезы, 2015 №02

Фрагмент фрески на саркофаге из «Гробницы ныряльщика». Пестум

Большим живется легче

Усатые киты отличаются крупными размерами тела. К этой группе относится голубой кит (Balaenoptera musculus), самое большое животное на нашей планете (длина около 30 метров, а вес может превышать 150 тонн).

Однако такими крупными усатые киты были не всегда — современных размеров они достигли на рубеже плиоцена и плейстоцена, около 2,6 миллионов лет назад.

Специалисты предполагали, что такое укрупнение объясняется появлением новых экологических ниш, однако ученые из Швейцарии и США показали, что оно было связано с вымиранием мегалодонов (Саrс harocles megalodon) Так называются самые крупные акулы из когда-либо существовавших, они достигали 18 метров в длину, а их масса тела составляла около 50 тонн.

Мегалодоны были распространены повсеместно, начиная со среднего миоцена (около 16 миллионов лет назад), однако точное время их вымирания оставалось неизвестным. Чтобы его определить, авторы статьи проанализировали 42 наименее древних находки зубов этих акул. Оказалось, что исчезновение мегалодонов точно совпадает с началом укрупнения китов. Прямых доказательств того, что мегалодоны питались китами, нет. Однако их кости находят в одних и тех же слоях. Кроме того, сложно представить, что зубы этих акул, достигавшие 17 см, предназначались для разрывания какой-то мелкой добычи. Возможно, исчезновение мегалодонов и стимулировало переход усатых китов в новый размерный класс.

Скучный миллиард

Первые многоклеточные животные появились на нашей планете около 800 миллионов лет назад, хотя, казалось бы, подходящая среда для них сформировалась гораздо раньше. Ученые из Технологического института Джорджии решили выяснить, чего же не хватало живым организмам, чтобы перейти к многоклеточности. Для этого они проанализировали древние отложения на территории Китая, Канады и США.

Главный упор ученые сделали на породы, обогащенные железом и формировавшиеся рядом с побережьем древнего океана. Они особенно чувствительны к уровню кислорода в атмосфере. Исследователи измеряли его уровень по степени окисленности хрома, содержащегося в отложениях.

Выяснилось, что на протяжении примерно одного миллиарда лет, предшествовавшего появлению первых многоклеточных созданий, концентрация кислорода в атмосфере составляла всего 0,1 % от нынешнего уровня, а не 40 %, как считалось ранее. Ученые назвали это время «скучным миллиардом», поскольку из-за низкого содержания кислорода на Земле тогда могли существовать лишь бактерии.

Подготовил К. Кириенко

НЕИЗВЕСТНАЯ ПРИРОДА

Муравьиный мир

Чем сообразительнее животное, с которым имеет дело исследователь, тем труднее получить объективные результаты.

Среди насекомых самый подлый объект — муравьи. Они очень умные, и потому с ними регулярно конфузы.

Например, в 60-х годах был поставлен знаменитый опыт.

Над муравьиной дорогой на нитке подвешивали чашечку с сиропом. Нить была перекинута через блок, и длинный ее конец свисал над муравьиной дорогой в другом месте, не у самой чашки. Если нитку тянуть, чашка кренилась и сироп капал, его можно было собирать. Так вот, муравьи клубились вокруг этого снаряда, и одни активно тянули за нитку, а другие лопали сироп и тащили еду в муравейник.

Ученые аж заходились от радости, как все это альтруистично и хорошо, как муравьишки друг с другом взаимодействуют: ведь одни не получают награды, а только тянут канат, а другие только кушают.

Все это оказалось ошибкой интерпретации. Потому что у муравьев есть стандартная реакция: если какая дрянь над муравьиной дорогой торчит, надо скусить, чтобы не мешала. Они так дорогу расчищают. А если откуда-то падает сироп, его надо собрать и тащить в муравейник. Так что никакой взаимопомощи — каждый муравей видел стимул и адекватно реагировал. Вместе получалось как бы коллективное поведение.

Как бы коллективное, но все же — сложное, разумное и множественное. Простыми средствами достигается сложный результат.

Муравьи все время обманывают. Вот в 2009 году появилась статья с очередной сенсацией: якобы пустынные муравьи-бегунки спасают попавших в ловушку сородичей. Муравьи не только откапывают своего засыпанного песком товарища и пытаются вытащить его за ноги, но и находят в песке нейлоновую нить, которой он привязан, и перекусывают ее. Муравьи выручают только членов своей семьи. Особи того же вида, но из другого муравейника, вместо этого подвергаются нападению. Муравьи рыли песок вокруг жертвы, оттаскивали крупные частицы грунта на расстояние до 5 мм от нее, тянули жертву за ноги (но никогда не дергали за хрупкие антенны), кусали нейлоновую нить, которой жертва была привязана.

Это, скорее всего, тоже случай обмана со стороны муравьев. Повторность опытов очень мала — такое наблюдали всего девять раз. Шевелится муравей в песке — дерни его. Наткнулся на корешок нитевидный при копании — перекуси. Что муравьи вытаскивали только своих из своего гнезда, а на прочих нападали — просто банальность. Определяется по запаху: чужаков кусай и гони.

Эволюция животных очень рано разделилась на два крупных ствола — независимо развивались позвоночные животные, рыбы-жабы-змеи-куры-собаки, и огромная ветвь беспозвоночных животных, черви-раки-моллюски-насекомые. Итак, шло, по крайней мере, две независимые эволюции и в результате получились абсолютно разные животные.

С другой стороны, эти две эволюции шли в разных сообществах. Когда корова пасется на лугу, она в очень малой мере взаимодействует со всей кишащей насекомыми жизнью у нее под ногами — упрыгивающими кузнечиками, улетающими жуками, разбегающимися муравьями и прочими букашками. Сообщество крупных позвоночных животных рассматривает всю биосистему как пастбище, подножный корм. А другая ветвь, всякие насекомые, — теснейшим образом сплетена с растительным сообществом: насекомые опыляют растения и паразитируют на них, строят в них свои убежища и истребляют отмершие части растений.

Имеется этакая экологическая матрешка: есть одна система, в основном из блока взаимодействующих насекомых и растений, а внутри у нее, в качестве почти паразита, — сообщество крупных позвоночных животных, от наличия или отсутствия которых мало что меняется — растительно-насекомое сообщество как бы вынашивает ребенка-зверя. выкармливает его, мало что получая взамен.

Одна ветвь животных — позвоночные — сделала ставку на условные рефлексы, у этих животных побольше доля обучения в поведении. Конечно, рыбы не слишком сообразительны, но в целом позвоночные выучивают за свою жизнь, что хорошо и что плохо.

Другая линия эволюции — которая привела к моллюскам и насекомым — сделала ставку на инстинкты, тут ведущую роль играет сложнейшая программа, которая всячески адаптируется к текущей ситуации.