Ступени эволюции

По последним данным, возраст Земли оценивается в 5 миллиардов лет. Быть бы Земле совсем рядовой, ничем не выдающейся планетой, если бы не жизнь, возникшая 3,5 миллиарда лет назад. Она-то и определяет принципиальное отличие Земли от всех планет Солнечной системы и вообще от всех известных нам небесных тел. Хотя первые микроорганизы существовали в воде без доступа свободного кислорода, организмов, не употребляющих его или живущих за счет химических реакций окисления, очень мало по сравнению с теми, кто дышит кислородом воздуха. Уровень содержания кислорода в атмосфере Земли поддерживается растениями, поэтому расцвет жизни начался с того момента, когда на смену сине-зеленым водорослям пришли настоящие зеленые растения. Они обеспечили не только дыхание, но и питание для животных, вышедших к тому времени из морской пучины на сушу. Правда, эти существа еще не были полностью сухопутными и ютились во влажных местах, предпочитая затененные участки, питались растительным опадом тропических лесов в виде листьев, ветвей, игл, лепестков и т. д. Веками и тысячелетиями он накапливался, прессовался, загнивал, перепревал. Об этой массе опада в настоящее время мы судим по количеству угля и нефти - результатам долгого "хранения" растительных остатков в "кладовых земли" под твердыми прессами наносных слоев. А тысячелетия назад все это было на поверхности и служило зоной концентрации жизни и основной пищей для новых жителей планеты - насекомых.

Много пришлось потрудиться ученым, чтобы, воспользовавшись достижениями разных наук, заглянуть в далекое прошлое, распутать клубок родственных связей современных саранчовых. Именно саранчовые явились той "замочной скважиной", через которую удалось заглянуть в таинственный мир эволюции насекомых вообще.

К концу прошлого века на всех материках Земли были найдены отпечатки крыльев ископаемых насекомых, части их тела или окаменелости. Иногда ученые находили как бы окаменевшие статуэтки, иногда - целых неизменившихся насекомых, законсервированных в янтаре - смоле древних деревьев. По отпечаткам отдельных частей тела можно узнавать и реконструировать насекомых, живших в прежние геологические эпохи. Коллекция отпечатков оказалась так велика, что позволила в начале XX века австрийскому ученому А. Гандлиршу составить общую картину происхождения прямокрылых, однако более детально разобраться в этой вопросе смог советский ученый А. Г. Шаров (1922-1973).

Весь мир насекомых делится на две неравные и очень разные части: низших - бескрылых и высших - крылатых. Много было потрачено труда, чтобы найти или, точнее, сконструировать мостик между этими двумя полумирами и считать их двумя ступенями одной эволюции, но подтверждений от палеонтологии^* не последовало. И вот тогда палеонтолог А. Г. Шаров решил заняться не раскопками глубин горных пород, а изучением яиц насекомых. На это его натолкнули работы знаменитого естествоиспытателя XVIII века К. М. Бэра, который считал яйцо образцом скульптурного творчества природы. В начале индивидуального развития организма природа как бы высекает самые общие черты, свойственные, например, всем беспозвоночным, затем оттачивает "изделие", придавая ему конкретные формы всего типа членистоногих, потом лепит детали, характерные для всех насекомых, отдельных отрядов, родов и видов. Неповторимым, индивидуальным, самим собой животное становится лишь в момент рождения. Два великих немецких ученых И. П. Мюллер (1801-1858) и Э. Геккель (1834- 1919), развивая этот закон Бэра, пришли к заключению, что за короткое время индивидуального развития - от зачатия до рождения - каждый организм, воспроизводя заложенную в нем генетическую информацию, как бы повторяет эволюционную историю своих предков. Таков закон Мюллера - Геккеля.

^*(Онтос - организм; неонтология - наука о современных организмах; палеонтология - наука о вымерших, древних организмах.)

Что же удалось обнаружить А. Г. Шарову в крохотном яйце низших насекомых - представителей самой крупной группы - коллембол, или ногохвосток? Оказалось, что зародыш в их яйце располагается не внутри желтка и под его защитой, как у всех насекомых, полностью приспособленных к жизни на континентах, а на поверхности желтка, как у морских червей и относительно недавно появившихся на суше многоножек. И до конца развития никаких признаков, свойственных крылатым насекомым, А. Г. Шаров у коллембол не обнаружил, после чего отважился заявить, что низшие и высшие насекомые - не два полумира, а две разные системы.

В подтверждение своей идеи А. Г. Шаров перешел к исследованию камней, стараясь отыскать на них отпечатки первых крылатых насекомых. Ученому удалось найти следы крыльев древних насекомых, и он опять удивил своих коллег.

К тому времени сложилась стройная картина эволюции: сначала бескрылые, большая часть которых вообще не насекомые, затем древнекрылые, в современной фауне их представляют стрекозы, имеющие однообразно сетчатое жилкование нескладывающихся крыльев (личинки стрекоз живут в воде, взрослые особи летают возле водоема), затем новокрылые - со складывающимися крыльями и сложным жилкованием. И вдруг А. Г. Шаров извлекает из пластов, относящихся к более древней эпохе, чем время появления древнекрылых, отпечатки насекомых с явно складывающимися крыльями. Значит, опять два параллельных ствола или корень основного ствола, по отношению к которому древнекрылые - лишь боковая ветвь. Другая ветвь, найденная Шаровым, получила название археоптера (древненовокрылые). Для чего же нужны были "складывающиеся крылья? Ну, хотя бы для того, чтобы прятаться от палящего солнца и врагов в расщелинах скал и почвы.

Скатерть-самобранка из опавших, влажных и гниющих листьев, сучков и другого растительного опада, из того, что мы называем лесной подстилкой, и была, по-видимому, той колыбелью, в которой появились первые наземные крылатые насекомые. В древних тропических лесах они вели образ жизни подобно тараканам, обитающим в теплых квартирах. И сейчас в подстилке современных тропических лесов живет большое количество различных крупных и ярко окрашенных тараканов. В каменноугольных отложениях древних тропических лесов было тоже обнаружено много тараканообразных насекомых. Почти одновременно с ними здесь же обитали и первичные прямокрылые. У них были более сильные, приподнимающие их над поверхностью подстилки и, возможно, приспособленные к лазанию задние ноги. Так, по-видимому, началось восхождение прямокрылых из подстилки по растениям к свету.

За 300 миллионов лет от каменноугольного периода до кайнозоя, в котором мы живем, от древненовокрылых взяли начало многие прямокрылые. Их развитие то затухало, то давало всплеск, приводя к появлению новых, более совершенных потомков, но большинство из них, подобно предкам, оставались тенелюбивыми и прятались от прямых солнечных лучей в укрытиях. В норах жили многочисленные и обильные по числу видов сверчки, в воду прятались на большую часть своей жизни родственные прямокрылым веснянки, шелковые трубочки плели в земле эмбии, целые подземные крепости и города строили для укрытия термиты. Чтобы выйти на свет в отличие от своих тенелюбивых родственников и стать вдруг свето- и солнцелюбивыми, прямокрылым насекомым потребовалось совершить воистину революционный шаг. Его и сделали настоящие прямокрылые, главным образом саранчовые, став "детьми солнца". Но не все они выстроились на солнцепеке в один ряд: одни действительно оказались там, другие немного не дошли, третьи остановились у самого края теней, в общем, заняли по отношению к свету разные ниши, расселись, как в театре, кто в ложах, кто в партере, а кто в бельэтаже. Эти разные этапы приближения к солнцу и освоения травянистых сообществ хорошо видны в системе их жизненных форм, к которой мы теперь и перейдем.