Умный и сознающий. 4 миллиарда лет эволюции мозга - Джозеф Леду Страница 25

Отходы жизнедеятельности (углекислый газ и аммиак) и осадок (песок) выводятся с потоком воды. Кроме того, губки способны всем телом совершать движение, похожее на чихание, призванное избавить их от нежелательного содержимого и как следует очистить полость. Тело губки сначала надувается, а потом сжимается, выбрасывая наружу воду. Надувание тела контролируют миоциты – этим словом обычно называют мышечные клетки, правда, миоциты губок – это не настоящая мышечная ткань, и она не контролируется нервами, ведь у губок нет нейронов. Проще говоря, миоциты – это сжимающиеся клетки, предшественники мышц. Сокращения, за счет которых происходит похожее на чихание движение, напоминают волны и контролируются химическими соединениями, рассеянными по всему телу губки. Неудивительно, что движения эти медленные, напоминающие скорее сокращение наших пищеварительных мышц, а не быстрые движения скелетных.

Как и хоанофлагелляты, губки размножаются как половым, так и бесполым способом. Половое размножение имеет место, когда хоаноциты отделяются от внутренней поверхности полости губки и превращаются в сперматозоиды (спермиоциты) (см. рисунок 24.2). Сперматозоиды неспроста своим видом напоминают хоаноциты. Существуют губки-гермафродиты, которые способны самостоятельно оплодотворять собственные яйцеклетки. В половом размножении могут участвовать отдельные губки мужского и женского пола; их гены смешиваются, и в результате получается новая, отдельная многоклеточная губка с уникальным геномом.

От хоанофлагеллятов и появившихся позже высших многоклеточных губки принципиально отличаются своей минимальной подвижностью, однако в раннем – личиночном – периоде жизни они очень активны. Как выяснится позже, способность личинки губки свободно перемещаться сыграет важную роль в выборе того пути, по которому пойдет эволюция всех остальных животных.

На пути к многоклеточности хоанофлагеллятам удалось преодолеть барьер выравнивания по способности к выживанию и размножению, однако губкам удалось то, на что хоанофлагелляты и их предки оказались неспособны, – преодолеть еще и барьер передачи способности к выживанию и размножению своим потомкам. Жизнь каждой губки начинается с одной-единственной клетки, из которой развивается полноценный новый организм, причем, в отличие от большинства появившихся позже животных, зародышевые клетки у губок не изолированы: у этих существ множество клеток, каждая из которых способна развиться в целый новый организм[34]. Несмотря на это отличие, они заложили основы наличия у животных будущего двух важных характеристик – изолированных зародышевых клеток и нервной системы.

Глава 25

Животные обретают форму

Как же из губок, у которых нет тканей, а тела имеют аморфную форму, появились животные с их сложным строением – с тканями, органами и системами – и почему произошло это лишь однажды? Как вышло, что похожее на хоанофлагеллят простейшее превратилось в губку, губка – в стрекающее, стрекающее – в двусторонне-симметричное беспозвоночное, а двусторонне-симметричное беспозвоночное – в позвоночное животное? Томас Кавалье-Смит, ведущий биолог-эволюционист, предположил, что ключевым моментом на пути к появлению сложных животных с их нервной системой была эволюция способа питания.

Эукариотическое простейшее, похожий на хоанофлагеллят предок животных, был хищником, который питался мелкими бактериальными клетками. Только у этого одноклеточного ни рта, ни пищеварительной системы не было; это существо вырабатывало энергию, всасывая пищу. Губки поступают так же, только, как мы уже выяснили, у них в этом процессе участвуют клетки двух типов: хоаноциты ловят пищу, а амебоциты ее всасывают и перемещают. У возникших позже высших многоклеточных животных были клетки, из которых формировались пищеварительные ткани, органы и системы. Например, у потомков губок, стрекающих, есть специальный орган – рот, который соединен с пищеварительной системой.

Томас Кавалье-Смит считает, что только губки и могли заложить основу такому сложному подходу к перевариванию пищи. Они эволюционировали в многоклеточных существ, не меняя выбранного способа питания – всасывания, который унаследовали от своих простейших предков, но потом некоторые губки решили по-другому построить себе тела и начали по-другому питаться, сформировав основу нового типа переваривания пищи (рисунок 25.1). Именно у таких губок появились специальные клетки, сформировавшие придатки (щупальца) с острыми колючками, которые могли ловить пищу и перемещать ее ко рту, откуда пища попадала в специальный внутренний пищеварительный орган – кишку, сформированную запечатанными порами тела. Пища попадает внутрь губки через устье и переваривается новой структурой. Такая губка с новым типом питания стала предком современных стрекающих, а ее новые навыки потребления и переваривания пищи стали основой навыков всех возникших впоследствии животных, включая и людей.

Рисунок 25.1. От губки к стрекающему

Стрекающие – это многочисленная и разнообразная группа живых существ, включающая в себя кораллы, морских анемонов и медуз. Причем жизненный цикл последних предполагает изменение формы: по мере взросления и превращения из личинки в полип их тела становятся похожими на цветочные вазы, и этим они напоминают губок. Тела взрослых медуз похожи на зонтики (рисунок 25.2), но другие стрекающие всю свою взрослую жизнь имеют форму полипа.

Рисунок 25.2. Два типа тел стрекающих

Как и всех высших многоклеточных, стрекающих определяет наличие тканей. На раннем этапе жизни их эмбрионы состоят из слоев, порождающих клетки, которым суждено стать тканями различных частей тела. У стрекающих таких слоев обычно два: клетки эктодермы формируют внешнюю поверхность тела, а в эндодерме появляются клетки, формирующие кишку. Можно сказать, что эти два типа тканей формируют две сумки – внешнюю, окружающую все тело и защищающую его, и внутреннюю – кишку, которая переваривает пищу и выводит отходы жизнедеятельности. У внешней сумки есть отверстие, которое называется «рот», но оно служит еще и как анус.

Пространство между кожей и кишкой заполнено студенистой нетканевой субстанцией, которая называется «мезоглея». Такой внутренний слой есть у всех стрекающих, только у некоторых – например, у гидр – он больше похож на тонкий слой клея, соединяющего эктодерму и эндодерму, а не на массу, заполняющую все внутреннее пространство животного. Мезоглея между эктодермой и эндодермой есть даже у кораллов, хотя их внешний скелет, состоящий из карбоната кальция, делает их больше похожими на подводные камни, чем на животных.

У стрекающих есть определенные сенсорные способности. К примеру, медузы способны реагировать на прикосновение, изменение силы тяжести, химические вещества и свет. Отдельно нужно упомянуть их светочувствительные способности; у некоторых медуз целых 16 глаз, расположенных на внешней стороне зонтика и обеспечивающих этим животным панорамный обзор (360°).

Поведенческие способности взрослых стрекающих гораздо шире таксисов одноклеточных микробов и неподвижных во взрослом состоянии губок. Ральф Гринспен описывает два типа плавательного