Эволюция живого на Земле содержит немало загадок. Одна из них — эволюционные скачки, в ходе которых за небольшое по палеонтологическим меркам время появлялись новые группы живых существ или новые признаки, кардинально меняющие« конструкцию» организма. Пример — происхождение птиц от динозавров. Но есть примеры и противоположного свойства: на сотни миллионов лет эволюция будто бы останавливалась.

Подводный корабль Наутилус – обитатель глубин Тихого и Индийского океанов – один из самых эффектных представителей «живых ископаемых». Он относится к наутилоидеям (Nautiloidea) – надотряду головоногих моллюсков, ископаемые представители которого известны еще с кембрия (500 млн лет назад). В отличие от других головоногих типа осьминогов или кальмаров, наутилусы за полмиллиарда лет сохранили удивительной красоты раковину. Из всего многообразия наутилоидей осталось лишь несколько видов.

Олег Макаров

Феномен «живых ископаемых» остается в современной биологической науке одним из дискуссионных, а тем и материала для обсуждения накопилось огромное количество. Одну из хрестоматийных историй мы знаем со школьной скамьи: до конца 30-х годов XX века надотряд кистеперых рыб считался вымершим еще в меловом периоде. Однако в 1938 году из Индийского океана, с глубины 70 м вытащили удивительное существо, названное позже латимерией. Оказалось, рыбы, в плавниках которых имелись мышечные лопасти, дожили до современной эпохи. Особо острый интерес к находке был вызван тем фактом, что кистеперых рыб наука считала переходной формой от рыб к земноводным, а «мускулистые» плавники воспринимались как шаг к лапам, с помощью которых можно передвигаться по суше.

Также у кистеперых, как выяснилось, был близкий общий предок с рыбами надотряда двоякодышащих — то есть умеющих дышать как кислородом, растворенным в воде, так и атмосферным воздухом. Эта ветвь оставила потомков в современной фауне в виде рогозубых рыб — и они тоже могут считаться своего рода живыми ископаемыми, ведь остальные многочисленные представители надотряда существуют только в геологической летописи. Таким образом, к живым ископаемым обычно относят ныне живущих существ, которые либо морфологически почти не отличаются от известных древних животных (растений, бактерий), либо унаследовали от дальних предков некие архаические признаки.

Что случилось с часами?

Существование таких «близнецовых пар», объединяющих обитателей древней Земли и наших современников, стало одним из трудных вопросов эволюционной теории. Ведь эволюция, согласно современным представлениям, имеет в основе некие биологические часы. На больших временных масштабах в геномах должно накапливаться сопоставимое количество мутаций. И если какие-то существа на протяжении сотен миллионов лет остались практически неизменными, значит, их «часы» остановились. За феномен «живых ископаемых» ухватились креационисты, отрицающие выявленные наукой эволюционные механизмы. Пусть за сотни миллионов лет генетические мутации и естественный отбор превратили какую-то ветвь динозавров в орлов и синиц, но почему же эти объективные законы природы оставили кистеперых пусть в относительной, но неизменности?

Как бы в ответ на такого рода рассуждения многие биологи сегодня склонны вообще считать термин «живые ископаемые» (восходящий, кстати, к самому Дарвину) неправильным. И потому, что у него нет четкого определения, и потому, что он неточно обозначает суть явления. Ведь ни о какой остановке эволюции речи не идет. Совсем недавно было опубликовано исследование, подготовленное учеными Университета штата Мичиган и посвященное осетрам, обитающим в американских Великих озерах. Эта имеющая довольно архаичный вид рыба считалась одним из кандидатов в живые ископаемые — осетры существуют на нашей планете около 100 млн лет. Однако, как удалось выяснить, обитатели Великих озер на протяжении истории демонстрировали колоссальные темпы эволюционных изменений — сохраняя основные морфологические признаки, они постоянно меняли размеры. В Великих озерах обитали как карликовые, так и гигантские рыбины, а также осетры множества промежуточных размеров.

Подводный корабль Наутилус — обитатель глубин Тихого и Индийского океанов — один из самых эффектных представителей «живых ископаемых». Он относится к наутилоидеям (Nautiloidea) — надотряду головоногих моллюсков, ископаемые представители которого известны еще с кембрия (500 млн лет назад). В отличие от других головоногих типа осьминогов или кальмаров, наутилусы за полмиллиарда лет сохранили удивительной красоты раковину. Из всего многообразия наутилоидей осталось лишь несколько видов.

Те же выводы были сделаны современной наукой и для классических примеров «живых ископаемых» — тех же латимерий. Патрик Лоренти, эволюционный биолог из французского национального научного фонда CNRS, был одним из тех, кто установил, что между целакантами — представителями кистеперых рыб мелового периода — и современными латимериями существуют заметные анатомические различия в размерах, в строении черепа, позвоночника и других морфологических элементах. И главное, темпы изменения генома вполне сравнимы с изменениями в ДНК существ, претерпевших в ходе эволюции радикальные метаморфозы.

Щитни — небольшие пресноводные ракообразные подотряда Notostraca — впервые появились на Земле приблизительно 265 млн лет назад и с тех пор сохранили свой внешний вид в неизменности. Однако предположение об остановившейся эволюции не сработало и здесь. Исследователи из Университета британского города Гулль секвенировали несколько генов из ДНК около 270 особей ныне живущих щитней. В результате этой работы выяснилось, что щитни образуют на сегодня не 11, как считалось ранее, а 38 отдельных видов, причем эти виды относятся к двум разным ветвям, разделившимся еще в юрском периоде — около 184 млн лет назад. При этом активное видообразование и соответствующие ему изменения в геноме происходили регулярно, не затрагивая базовую морфологию.

Зеленый континент стал тем местом на Земле, где в изоляции долгое время эволюционировали самые необычные группы млекопитающих.

Тихое местечко и тонкая настройка

Но если эволюция регулярно вносит пусть не сразу заметные, но постоянные конструктивные изменения, отчего же возникает феномен «живых ископаемых»? Чтобы проиллюстрировать этот механизм, обратимся к человеческой истории. Большие миграции вроде Великого переселения народов, образование государств и империй, распространение мировых религий — все это приводило к перемешиванию этносов и постоянному изменению образа жизни людей от поколения к поколению. Но известны случаи, когда в результате макропроцессов какое-нибудь отдельное племя оказывалось на отдаленном острове, или в глубине джунглей, или в других условиях, приводивших к изолированному существованию, но не очень способствовавших развитию цивилизации. И пока где-то прокладывались железные дороги, строились современные города, поднимались в небо самолеты, изолированное племя продолжало жить так, как жили его предки, возможно, тысячи лет назад.

Примерно то же самое, только в других временных масштабах, происходило в истории живой природы. Предки большинства «живых ископаемых» относились в далеком прошлом к гораздо более обширным родственным группам существ. Эта многочисленная в прошлом родня, попав под топор естественного отбора, либо приспосабливалась к изменившимся условиям, постепенно преображаясь до неузнаваемости, либо вымирала, превращаясь в тупиковые ветви. И только небольшая часть группы по воле обстоятельств становилась палеоэндемической. Она попадала в условия, которые, во‑первых, практически не изменялись с течением миллионов лет, а потому не требовали радикального приспособления, а во-вторых, изолировали эту популяцию от естественных врагов. В этих эволюционных лабораториях генетические часы шли с той же скоростью, однако естественному отбору не оставалось ничего другого, как заниматься тонкой подстройкой некогда сложившейся морфологии.

Библия и рок-н-ролл

С феноменом «живых ископаемых» тесно связаны и некоторые другие палеонтологические феномены. «Эффект Лазаря» назван по имени библейского персонажа, воскрешенного Христом. Речь идет о видах, которые, будучи однажды зафиксированными в палеонтологической летописи, затем как бы исчезают на долгое время, а после объявляются («воскресают») снова. Чаще всего это связано просто с недостаточностью палеонтологических данных: ведь образование окаменелости — это не столько норма, сколько редкий случай, и если для данной эпохи останков какого-либо существа не обнаружено, это не значит, что его не было. Возможно, ему просто «не повезло» оставить следы в окаменелостях, или эти следы до сих пор не найдены. К эффекту Лазаря относят также редкие случаи, когда животное, считавшееся вымершим, вдруг объявляется среди живых.

Латимерия благодаря своему крайне «доисторическому» виду долго считалась классическим примером «живого ископаемого». Однако со временем были выявлены существенные различия между этой обитательницей Индийского океана и древними целакантами. В частности, некоторые особенности обмена веществ указывают на то, что ископаемые родственники латимерии жили в пресноводных водоемах, где, возможно, мускулистые плавники помогали им передвигаться, опираясь на дно мелководья. Кроме того, современная латимерия больше древних кистеперых рыб.

Классический пример «таксона Лазаря» — обитающая на Южном острове Новой Зеландии нелетающая птица такахе. Останки птицы были обнаружены в середине XIX века, и хотя ее вид не относится к особо древним, в течение 100 лет такахе считали окончательно вымершей. Но воскресение все же последовало. Примерно такая же судьба постигла чакского пекари — шерстистого свиноподобного обитателя Южной Америки. В 1930 году были обнаружены его кости, причем еще не ставшие окаменелостями, что указывало на сравнительно недавнее исчезновение вида. И лишь 45 лет спустя выяснилось, что никакого исчезновения и не было — просто животное хорошо спряталось от любопытных глаз.

О своего рода научном заблуждении свидетельствует и «эффект Элвиса». Как известно, после преждевременной кончины короля рок-н-ролла находилось немало людей, которые видели Элвиса живым в разных точках Америки и мира. Точно так же разделенных большими временными промежутками существ с очень похожими морфологическими признаками порой принимали за один и тот же биологический вид, переживший эпохи. Характерный пример можно привести из мира морских беспозвоночных животных, известных как плеченогие, или брахиоподы. В окаменелостях позднего триаса был зафиксирован вид брахиоподов, названный Rhaetina gregaria. За триасом примерно 200 млн лет назад последовало событие, известное как триасовое (или триасско-юрское) вымирание, — оно привело к исчезновению многих видов беспозвоночных.

Однако и в окаменелостях, относившихся к юрскому периоду, обнаружились останки существа, очень схожего с Rhaetina gregaria. Тем не менее дальнейшие исследования показали, что юрский брахиопод — это тот самый «воскресший Элвис», то есть существо, являющееся не потомком триасского плечеголового, а представителем другой ветви, обретшим схожесть в результате конвергентной эволюции — явления, что подарило крылья птицам и летучим мышам, не имеющим никакого близкого родства.

Список существ, переживших как бы в неизменном виде целые геологические эпохи, обширен и включает в себя млекопитающих, рыб, птиц, моллюсков, а также растения и бактерии. Но, как показывают данные науки, ни одно из этих существ не может быть доказательством «остановки эволюции». Просто нам не всегда ведомы ее пути.

Согласно последним исследованиям учёных из Калифорнийского университета, жизнь зародилась на Земле 4,1 млрд. лет назад, через 300 млн. лет после того, как планета сформировалась. По меркам космоса - это практически сразу же. Едва зародившись, жизнь медленно, но уверенно начала захватывать каждый клочок пространства. Спустя триллионы поколений и мутаций появились те жизненные формы, которые мы можем наблюдать в наше время. Разумеется, эволюция продолжается и не закончится до момента уничтожения земного шара разросшимся Солнцем.

На протяжении миллионов лет жизнь принимала разные формы, была разных размеров и видов, многие из которых выглядели настолько инопланетно, что кажутся нам чуждыми. И чем глубже в историю копнуть, тем более странными эти виды могут показаться. Однако многие организмы не претерпели изменений даже спустя десятки миллионов лет, пережив динозавров и глобальные вымирания.

Цианобактерии - 3,5 млрд. лет

Цианобактерии

Если хотите выразить благодарность за своё существование - смело обращайтесь к цианобактериям. Иногда их называют сине-зелёными водорослями. Эти крошечные создания смогли практически невозможное: они изменили цепь химических реакций на поверхности Земли, сделав её возможной для заселения более сложными организмами. Цианобактерии первыми начали использовать фотосинтез, выделяя в атмосферу кислород в качестве отходов жизнедеятельности. Это событие получило название «Великая оксигенация». При этом активный рост популяции цианобактерий привёл к тому, что они вытеснили все другие виды анаэробных организмов, которые со временем вымерли.

Хлоропласт в современных растениях - симбиотический организм из колоний цианобактерий, объединённых в единую систему ещё в докембрийскую эру.

Став доминирующим видом на планете, цианобактерии выделяли колоссальное количество кислорода, который, соединяясь с метаном, преобразовывался в углекислый газ. Это привело к изменению температурной среды, что, в свою очередь, стало угрозой для жизни самой бактерии. Помощь неожиданно пришла от живых организмов, для которых кислородная атмосфера стала комфортной. По сути, хлоропласт в современных растениях - симбиотический организм из колоний цианобактерий, объединённых в единую систему ещё в докембрийскую эру. И кстати: с того времени только один вид живых существ смог настолько же радикально воздействовать на окружающую среду. Этот вид – человек.

Губки - 760 млн. лет

Морской апельсин принадлежит к морским губкам

На данный момент существует около 5 тыс. видов губок. И хотя они выглядят как растения, губки - это животные. Самым древним видом считается Otavia Antiqua , обнаруженная в горных породах пустынной Намибии. Она была широко распространена в этой местности (тогда ещё находящейся под толщами воды) приблизительно 760 млн. лет назад. Размер найденных окаменелостей не превышает диаметра песчинки. Однако эти губки были первыми многоклеточными живыми организмами и предками всех организмов, которые можно отнести к «животным».

Находка окаменелостей Otavia Antiqua показала, что сложные организмы появились на планете раньше, чем предполагалось (до этого открытия считалось, что многоклеточные создания появились 600 млн. лет назад). Эти данные соотносятся с теорией «молекулярных часов»: все варианты последовательности ДНК, вне зависимости от своей сложности, развиваются и эволюционируют с относительно перманентной и устойчивой скоростью. И согласно этой теории, первый сложный живой организм должен был появиться именно 750 млн. лет назад.

Медузы - 505 млн. лет

550 млн. лет назад жизнь на планете была скудна: суша была пустынна, а в океане господствовали микробы и губки. Однако затем произошло событие, получившее название «кембрийский взрыв», продолжительность которого составила несколько миллионов лет, и которое полностью изменило внешний вид Земли. В этот короткий, с точки зрения геологии, период, появилось огромное количество разнообразных видов организмов, некоторые из них стали первыми хищниками. Причин «взрыва», как считают современные учёные, было две: эволюция и насыщение кислородом. Виды стали бороться за выживание. Можно сказать, что именно тогда началась «гонка вооружений», которая не прекратилась до сих пор.

Как известно, мягкие ткани живых организмов редко подвергаются окаменению, но в 2007 г. учёным удалось найти отпечаток самой древней медузы. На равнинах штата Юта было найдено 4 вида медуз, живших в этой местности более 500 млн. лет назад (когда ещё здесь плескался океан, разумеется). За это время, медузы несильно изменились: то же колоколообразное тело, жгуты и щупальца. Благодаря открытию в Юте ученые выяснили, что медузы населяли землю за 200 млн. лет до того, как нам представлялось.

Мечехвосты - 455 млн. лет

Мечехвост

Мечехвост как никто другой подходит под титул «ожившей окаменелости». Он напоминает крабов, но на самом деле относится к арахнидам, а значит, ближе всего к этим существам пауки и скорпионы. Благодаря незначительным изменениям среды обитания, эти древние создания мало изменились за последние 455 млн. лет. Мечехвосты настолько давно проживают в океанской экосистеме, что от них напрямую зависит выживание десятков видов существ: самка мечехвоста откладывает около 90 тыс. яиц, но только из 10 тыс. икринок появляется новая жизнь, все остальные становятся пищей для других организмов.

Кровь мечехвостов имеет голубой цвет, так как в её составе много меди, которая окисляется при взаимодействии с солёной водой.

Интересно, что кровь мечехвостов имеет голубой цвет, так как в её составе много меди, которая окисляется при взаимодействии с солёной водой. У животных отсутствуют белые кровяные клетки, которые призваны бороться с инфекцией. Тем не менее, их организм научился локализировать болезнь, не позволяя ей распространяться по всему телу - опять же, из-за специфического состава крови. Нет ничего удивительного в том, что на чёрном рынке медикаментов кровь меченосца может стоить до 15 тыс. долларов за литр!

Плащеносные акулы - 450 млн. лет

Плащеносая акула

Эти существа в равной степени неуловимы и ужасны. Настоящие монстры из глубин океана. Этот вид акул обитает в глубоких слоях воды вдоль побережья во многих климатических поясах планеты. Первые два пойманных экземпляра были описаны в 1881 г. Их обнаружили в Токийском заливе. Есть версия, что именно плащеносная акула стала мифическим морским змеем, пугавшим моряков на протяжении веков. Как бы то ни было, этот вид является одним из древнейших. Эти относительно небольшие рыбы (могут достигать полутора метров в длину) крайне редко показываются людям. Понаблюдать их в естественной среде обитания получилось лишь в 2004 г.

Хоть плащеносная акула и напоминает мумифицированную змею, её рот поистине ужасен: в нём находится 300 острейших зубов, снабжённых зазубринами. Хотя учёные до сих пор не видели плащеносную акулу на охоте, существует теория, согласно которой, хищник привлекает морских обитателей белизной клыков, а затем молниеносно нападает, подобно наземной змее.

Ещё один замечательный факт об этом создании: срок беременности плащеносной акулы вдвое больше, чем у африканского слона, - 42 месяца. Как полагают ихтиологи, это связано с глубоководным давлением.

Неолектомицеты - 400 млн. лет

Неолекта

До 1969 г. грибы принадлежали к царству растений. В этом нет ничего удивительного: у них есть стебель, корневая система, статичность, способы получения питательных веществ такие же, как у растений. Однако позже выяснилось, что у грибов гораздо больше общего с животными, поэтому они были определены в отдельное биологическое царство. Так уж получилось, что грибы - первые сложные организмы, вышедшие на сушу. Это произошло приблизительно 450 млн. лет назад. Наиболее древним видом, найденным среди окаменелостей, является гриб Tortotubus .

Чем же грибы помогли другим видам приспособиться к наземной жизни? Они выработали все те питательные вещества, благодаря которым верхний слой пород стал почвой, насыщенной кислородом и азотом.

Неолектомицеты, сложные грибы, появились на планете 400 млн. лет назад. Ближайшие родственники этого вида - дрожжи. Факт того, что эти грибы прожили на Земле так долго и распространены по всей планете, говорит об их невероятной живучести (они пережили даже расхождение континентов и все глобальные вымирания).

Целаканты - 360 млн. лет

Латимерия

Не так давно целаканты считались вымершим видом кистепёрых рыб, предков земноводных. Самая древняя обнаруженная окаменелость насчитывает 360 млн. лет, самая «молодая» - 80 млн. лет. В связи с находками учёные сделали вывод, что этот вид погиб вместе с динозаврами (около 65 млн. лет назад). Каково же было удивление научного сообщества, когда в 1938 г. возле берегов Южной Африки был пойман живой экземпляр! Вид был назван Latimeria Chalumnae . Затем возле Индонезии рыбаки подобрали целаканта еще одного вида. На данный момент обнаружено лишь два подвида целакантов, но в период расцвета их было более 90.

У целакантов есть особый орган, с помощью которого они ощущают электромагнитное поле других существ.

Целаканты отличаются от других ныне живущих рыб: у них есть особый орган, с помощью которого они ощущают электромагнитное поле других существ. Это идеальное орудие для охоты в кромешной тьме. Челюсти рыбы прикреплены к черепу таким образом, что целакант может открывать рот гораздо шире, нежели его собратья других видов (конструкция чем-то напоминает качели). Также примечательны плавники целакантов - они имеют костную поддержку, поэтому рыбы могут на них даже опираться.

Дерево гинкго - 270 млн. лет

Листья гинкго

Гингко билоба - древнейший вид растений, всё ещё живущих на планете. Как и неолекты, гинкго не имеет среди представителей фауны близких родственников. Наиболее близко к нему семейство саговниковых, которое появились 360 млн. лет назад.

Больше всего окаменелых останков гингко билоба обнаружено на современной территории Узбекистана. Раскопки позволили доказать, что вид процветал во время юрского периода (206–144 млн. лет назад). Изменения климата, произошедшие 65 млн. лет назад, погубили не только гигантских ящеров: из многих видов растений в живых остался только гингко билоба, произрастающий сейчас лишь в нескольких локальных зонах на территории Китая. Этот дерево характеризуется чрезвычайной живучестью и долголетием: самому старому его представителю, древу Мейденхейр, исполнилось 3,5 тыс. лет.

Утконосы - 120 млн. лет

У утконосов не две пары хромосом (XX и XY), а целых пять!

Безусловно, утконос является самым странным из живущих на планете существ. Можно сказать, что утконосы - это что-то среднее между животными, птицами и рептилиями. Это млекопитающее, так как у него есть молочные железы для кормления детёнышей. Но детёныши вылупляются из яиц. Такой способ рождения млекопитающих характерен только для утконосов и ехидн, обитающих на территории Австралии и Новой Гвинее. Клюв и мех - чудное сочетание. Добавьте к этому способ передвижения, как у рептилий, и ядовитые шипы на локтях. Ко всему прочему, у этого вида не две пары хромосом (XX и XY), а целых пять!

Учёные считают, что однопроходные стали отдельным видом примерно 120 млн. лет назад и с тех пор медленно эволюционировали из-за медленного метаболизма и скорости дыхания. Кроме того, места обитания были мало подвержены делению экосистемы по системе хищник/травоядный - благодаря чему в естественной среде у утконосов просто нет врагов.

Марсианские муравьи – 120 млн. лет

Марсианский муравей

Названные так из-за своей странной внешности, Martialis Heureka стали отдельным видом 120 млн. лет назад. Это древнейший вид муравьёв, обнаруженный лишь в 2003 г. в девственных лесах Амазонки. Martialis Heureka близки к осам, как никакие другие их собратья. Это подземное создание, выходящее на поверхность только ночью, поэтому у него бледные покровы тела и отсутствуют глаза. Основой его рациона служат мягкотелые личинки других насекомых, вроде термитов.

Земля имеет ещё много неизученных уголков в глубинах вод, полярных льдах, диких джунглях и жарких пустынях. И не исключено, что в скором времени многие виды живых существ, считавшихся вымершими, снова заявят о своём существовании.

Живые ископаемые

Пожалуй, единственная постоянная черта нашего мира – его переменчивость. Меняются русла рек и берега океанов, поднимаются из недр и рассыпаются в прах горы, рождаются и умирают материки…Что же сказать о живой плоти – такой хрупкой и ничтожной в том четвертом измерении, названном временем? Тем не менее именно живая сложно организованная материя, а не бездушный неорганический мир дают нам образцы беспримерного постоянства и стойкости...

Феномен «живых ископаемых» достоин удивления. Известно, что в масштабах геологического времени эволюция живых существ идет довольно быстро. Конечно, скорость или темпы образования новых таксонов в разных группах организмов различаются. Если не принимать во внимание мир микроорганизмов с его специфическими законами видообразования, то по крайней мере среди эукариот определенный вид организмов существует в среднем несколько сотен тысяч или миллионов лет, а затем сменяется новым или вымирает. В некоторых группах животных, особенно среди простейших, моллюсков (например, двустворчатых и брюхоногих, а также у аммонитов), ряда млекопитающих (например, грызунов) скорость видообразования еще выше. Именно благодаря такой смене форм живых существ мы замечаем, как динамично менялся облик органического мира Земли в минувшие геологические эпохи.

Вместе с тем существуют организмы, составляющие исключение из общего правила. Они представляют собой фактически «застывшие» во времени типы животных и растений, представителей ранее широко распространенных таксономических групп. Именно такие формы и называют «живыми ископаемыми» или, реже, «персистирующими типами» (Schindewolf, 1993), или «реликтами» (Давиташвили, 1969; Яблоков, Юсуфов, 1989).

«Живых ископаемых» не так много. Если относить к ним только те организмы, которые повторяют строение своих предков, живших в начале мезозоя или даже в палеозое, то таких наберется всего несколько десятков. Это очень мало, просто ничтожное количество на фоне многих сотен тысяч видов, обитающих на нашей планете, сотые доли процента от общего разнообразия. Тем не менее важность их для науки трудно переоценить. Дело в том, что одна из серьезных трудностей, с которыми сталкиваются палеонтологи, связана с реконструкцией различных биологических особенностей ископаемых организмов, например физиологии или процессов размножения. Разобраться в строении древних животных и растений трудно потому, что в виде окаменелостей сохраняются, как правило, только твердые части: панцири, раковины и кости… А как были устроены мягкие ткани вымерших видов? Вот тут-то на помощь палеонтологам и приходят «живые ископаемые» – живые музейные образцы, заботливо сохраненные природой.

Вечность, застывшая в раковинах

Первый представитель «живых ископаемых» заставляет нас сделать небольшое отступление в античную мифологию. Один из древнегреческих мифов рассказывает нам о скульпторе Пигмалионе, который, разочаровавшись в современницах, изваял идеал женской красоты. Прекрасную мраморную статую, названную Галатеей, оживила богиня любви и красоты Афродита, сжалившаяся над скульптором.

Именно в честь красавицы Галатеи и было названо научно-исследовательское судно, проводившее в 1952 г. траление в Тихом океане у берегов Коста-Рики. При разборе очередного улова, поднятого с глубины 3590 метров, была найдена странная колпачковидная ракушка с макушкой, смещенной к одному из краев раковины. После тщательного изучения этого экземпляра оказалось, что он принадлежит моллюскам. Но не к современным группам, широко представленным в морях и океанах, а к моноплакофорам , считавшимся давно вымершими.

Моноплакофоры отличались от всех других моллюсков мускулами, симметрично располагавшимися относительно друг друга, а также некоторыми другими архаическими особенностями. Выловленная в Тихом океане моноплакофора оказалась очень похожей на свою кембрийскую (!) родственницу, относящуюся к родупилина (Pilina) . Ее современную пра-пра-пра­внучку назвали, естественно, неопилиной, т. е. «новой пилиной» (Neopilina ), а видовое название дали в честь судна, на котором было сделано открытие, – Галатея (N. galatheae ). К настоящему времени описано уже восемь современных видов моноплакофор, распределяемых по четырем родам. Обитают современные моноплакофоры в Тихом, Индийском и Атлантическом океанах, в основном на больших глубинах (от 1000 до 6500 м), ползая по дну с помощью мускулистой ноги.

Неопилина галатея и ее родственницы – одно из подтверждений того, что органический мир прошлого нам известен очень и очень неплохо. Если, изучая современную фауну, мы обнаруживаем группы, которые были давно известны по ископаемым остаткам, значит, наши знания о «былых биосферах» вполне сопоставимы с тем, что мы знаем об окружающем нас мире.

К одним из наиболее популярных представителей «живых ископаемых» относится наутилус, обитающий в морях, омывающих берега Индо-Китая, в восточной части Индийского океана и юго-западной части Тихого океана, на глубинах от 100 до 700 метров. Его красивые перламутровые раковины привлекают ювелиров и коллекционеров раковин.

Предки современного наутилуса, головоногие моллюски из подкласса наутилоидей (Nautiloidea), чувствовали себя очень привольно в морях палеозойской эры. Из всего этого разнообразия остался лишь наутилус или, как его еще называют, «жемчужный кораблик», представленный в современной фауне несколькими видами.

В кембрии появляется еще одна группа морских беспозвоночных, современных представителей которой без колебаний можно отнести к «живым ископаемым». Это беззамковые брахиоподы (или плеченогие) с хитиново-фосфатной раковиной, относящиеся к роду лингула (Lingula ), что по латыни означает «язычок».

Просто устроенная двустворчатая раковина лингулы имеет удлиненно-овальную форму и небольшие размеры (около 5 мм в длину). Со стороны макушки раковины высовывается нога, с помощью которой животное заякоривается в грунте. С другой стороны раковины лингула могла высовывать длинные «руки» с ресничками, создающими ток воды внутрь раковины, способствующий фильтрации и отцеживанию мелких пищевых частичек.

Лингулы нередко обитают в таких условиях, которые не по вкусу другим донным обитателям. Например, в условиях сильного опреснения морской воды, химического (как правило, серо-водородного) заражения придонных участков. Поэтому часто случается так, что лингулы образуют однородные сообщества. Такие лингуловые «общежития» можно наблюдать как в современных морях, так и обнаруживать, что называется, на ископаемом материале. Специалистам по палеозойским отложениям прекрасно знакомы лингуловые глины в верхнепермских (казанских) отложениях европейской России. Буквально нашпигованные мелкими раковинами лингул, они образовались, судя по всему, как раз в серо-водородных условиях. Таким образом, лингул можно использовать и как важный палеоэкологический маркер.

Братья ракоскорпионов

Если неспециалист и затруднится при установлении «древности» в общем-то обычных на вид моллюсков, то оригинальность облика следующих представителей «живых ископаемых» просто бросается в глаза.

Во-первых, речь идет о мечехвосте или лимулюсе (Limulus polyphemus ). Несмотря на малосимпатичное видовое название (Полифемом звали циклопа, пытавшегося погубить Одиссея и его спутников), сам по себе мечехвост – милое и безвредное создание. Тело его состоит из головогруди в виде подковообразно изогнутого полусферического панциря (отсюда английское название мечехвоста horse-shoe crab, т.е. краб-подкова, хотя к крабам мечехвост никакого отношения не имеет), брюшка и длинного хвоста в виде заостренного меча (потому-то он и мечехвост!). Ничего воинственного в этом «мече», правда, нет, он используется исключительно для закапывания в грунт.

Обитают мечехвосты в морях Индо-Китая и Карибском море, у берегов с песчаными отмелями, очень подходящих им для выведения потомства. Мечехвосты достигают значительных размеров, попадаются особи не менее одного метра в длину. Панцири умерших особей иногда образуют настолько большие скопления на берегу, что местные жители перемалывают их на удобрения. В большой чести лимулюсы и у собирателей разных морских диковинок.

Удивительно, но многие миллионы лет назад мечехвосты обитали и на территории России. Например, панцирь мечехвоста был найден в нижнемеловых песчаниках Подмосковья вместе с раковинами аммонитов, известны древние остатки мечехвостов из триасовых отложений Поволжья. Головогрудь крупного мечехвоста обнаружена в позднепермских песчаниках Приуралья, а мелкие мечехвосты встречаются в каменноугольных отложениях Донбасса вместе с остатками наземных растений. Известны мечехвосты и из отложений гораздо более древних. Непосредственными родственниками мечехвостов, их «родными братьями», были ракоскорпионы, наводившие ужас на обитателей силурийских и девонских морских лагун и широких устьев рек.

Взглянув на хронологию появления предков мечехвостов в геологической летописи, можно заметить одну важную закономерность. Древнейшие мечехвосты имели тело с большим количеством сегментов. Например, у кембрийского агласписа колючконосного (Aglaspis spinifera ) их было ровно одиннадцать. У эволюционно молодых форм количество сегментов неуклонно уменьшается за счет слияния некоторых из соседних сегментов. В результате пермский мечехвост палеолимулюс авитус (Palaeolimulus avitus ) уже похож на современного. Его брюшко представляет собой единый щит, однако на нем еще видны поперечные борозды, отмечающие границы последних шести сегментов, слившихся краями.

Очень схожая эволюционная тенденция наблюдается у многих других ископаемых организмов, обладающих первоначально сегментированным телом, состоящим из одинаковых метамеров. В процессе эволюции число сегментов уменьшается и происходит их последующая специализация. Этот процесс морфологических преобразований, широко распространенный среди животных и растений, принято называть олигомеризацией.

Еще один классический пример «живых ископаемых» – гаттерия (Sphenodon punctatus ), рептилия из группы клювоголовых, все ближайшие родственники которой исчезли еще в мезозойскую эру, а непосредственные предки появились на Земле еще до динозавров. Сейчас гаттерия сохранилась лишь на небольших заповедных островках у побережья Новой Зеландии.

Под сенью мезозоя

«Живые ископаемые» встречаются и в мире растений. Так, в средней полосе России растут всем хорошо известные плауны и хвощи – споровые растения, в большинстве своем предпочитающие сырые тенистые места. В современной растительности и хвощи, и плауны представлены только невысокими травянистыми формами. Однако их палеозойские предки, очень привольно чувствовавшие себя в палеозойских лесах, достигали гигантских размеров.

Нередко в качестве чуть ли не прямых предков современных хвощей упоминаются каламиты – огромные членистостебельные растения каменноугольного периода. Вместе с тем это утверждение не совсем верно. Каламиты, безусловно, были близки предкам хвощей по своему таксономическому положению, но родословное древо хвощей восходит, судя по многим признакам, от другой группы палеозойских членистостебельных – от семейства черновиевых (Tchernoviaceae). Зоны размножения состояли у них из многочисленных органов спороношения, расположенных на нескольких последовательных стеблевых междоузлиях. В процессе эволюции число генеративных зон черновиевых сократилось (опять олигомеризация!) до одной, которая и стала праобразом стробила – спороносного колоска современных хвощей.

Первенство же среди растительных «живых ископаемых» следует, безусловно, отдать гинкго билоба (Ginkgo biloba ). Вообще говоря, именно в адрес этого удивительного дерева и был впервые применен эпитет «живое ископаемое», причем сделал это сам творец эволюционной теории Чарльз Дарвин.

Современное гинкго – довольно большое дерево, достигающее тридцати метров в высоту. У него красивая пирамидальная крона и очень характерные листья с ромбовидной или треугольной пластинкой на длинном черешке, рассеченной на две лопасти (отсюда и видовое название билоба , т. е. двулопастный).

В наше время в естественном окружении гинкго встречается лишь в Китае, где известны несколько природных популяций этого вида, да еще, пожалуй, в Корее и Японии, где оно издавна культивировалось как священное и выращивалось вокруг буддийских храмов. В последние десятилетия гинкго стало приобретать в мире большую популярность: его можно увидеть в Париже и Берлине, в Нью-Йорке и Москве, в ботанических садах и просто растущим на улице.

Древние гинкго, практически ничем не отличающиеся от современного гинкго билоба, были широко распространены в лесах мезозойской эры, особенно в юрском и меловом периодах. Правда, семеносные органы мезозойских гинкговых отличались большим количеством семян, прикреплявшихся к генеративной оси. У современного вида семян только два, из которых к концу генеративного сезона вызревает, как правило, только одно. Помимо мезозойских гинкговых сейчас известны и растения палеозоя, обладавшие листьями и семеносными органами, удивительно сходными с таковыми у гинкго. Одно из таких растений – керпия крупнолопастная (Kerpia macroloba ) – было обнаружено в пермских отложениях Приуралья.

В чем же секрет долгожительства «живых ископаемых»? Очевидно, в очень удачном сочетании признаков, необходимых для выживания в постоянно меняющемся мире. К ним, прежде всего, относится эффективная репродуктивная стратегия, позволяющая или производить огромное количество потомства, или же искусно оберегать его от врагов.

Во-вторых, большое значение имеет относительно слабая интегрированность в сообщества других организмов. Практически все «живые ископаемые» могут быть отнесены к ценофобам, т. е. организмам, не образующим устойчивых связей с другими компонентами биоценозов. Поэтому, когда в кризисные эпизоды эволюции экосистемы многие виды, входящие в нее, вымирают, эти «индивидуалисты» по-прежнему сохраняют шанс пережить неблагоприятные времена и устроиться уже в новом биотическом окружении. В-третьих, среди «живых ископаемых» много так называемых эврибионтных организмов, которые могут жить в широком спектре климатических и экологических условий.

«Живые ископаемые» – организмы, сохранившиеся почти без изменений с древнейших времен – могут многое рассказать об особенностях и образе жизни своих далеких предков, известных палеонтологам по ископаемым остаткам. Но значимость для нас этих осколков далекого прошлого далеко превышает их прагматическую ценность. Разве это не чудо – шагать по мокрым тротуарам, на которые, медленно кружась в воздухе, планируют сердечки облетающих листьев гинкго? Их золотистый ковер так же шуршит под нашими ногами, как в невообразимо далеком прошлом под лапами гигантских динозавров и юрких звероподобных рептилий, первых черновиков будущего царя природы...

Литература

Давиташвили Л. Ш. Причины вымирания организмов. Москва: Наука, 1969.

Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение (дарвинизм). Москва: Высшая школа, 1989.

Holder H. Naturgeschichte des Lebens. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag. 1996.

Schindewolf O. H. Basic questions in Paleontology. Geologic time, organic evolution, and biological systematics. Chicago: University of Chicago Press, 1993.

Исследования поддержаны грантами Президента Российской Федерации (№ МД-1703.2005.5), программы Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы», РФФИ (№ НШ-1615.2003.5)

В публикации использованы фото и рисунки автора. Автор и редакция благодарят Кор Квант (Нидерланды, http://www.xs4all.nl/~kwanten/) за любезно предоставленные фотографии современного гинкго

Десятки миллионов лет назад нашу планету населяло огромное количество видов живых организмов, однако, естественный отбор, эволюция, крупные катастрофы и изменение естественных ареалов обитания кардинально изменили ситуацию. Сотни, тысячи видов не дожили до наших дней. Но небольшим популяциям отдельных видов удалось выжить по непонятным причинам. Они носят статус “живые ископаемые”.

Латимерия. В декабре 1938 года рыбаками была выловлена рыба с чудным внешним видом - чешуя ее была очень жесткая, а плавники были похожи на лапы. Чуть позже было установлено, что эта рыба жила миллионы лет назад, и считалась уже давно вымершей. Латимерия получила свое названия в честь своей первооткрывательницы Марджори Кортни-Латимер. В 1997 году у острова Сулавеси был обнаружен второй вид этих рыб - Latimeria menadoensis.

Оба вида доисторических рыб отличаются рядом особенностей. Хвостовой плавник у них трехполостной, который был типичен для рыб доисторического периода. Мясистые брюшные плавники, словно конечности наземных животных, двигаются по диагонали. Латимерия икру не мечет, а рождает около 26 полноценных детенышей.

Гинкго двулопастный. 200 миллионов лет назад это растение было распространено практически по всей планете, больше всего оно предпочитало территории с умеренным климатом и высоким уровнем влажности. В те времена насчитывалось около 50 видов этого растения, но до наших дней дожил только один и встретить его можно только в восточной части Китая.

В странах Азии реликтовое дерево считается символом долголетия и выносливости, поскольку оно может расти более 1000 лет. Гинкго устойчив к грибкам, вирусным заболеваниям и промышленному загрязнению, его редко поражают различные вредители.

Малый оленёк (канчиль) . Это самый маленький и самый древний вид парнокопытных. Оленьки существовали уже 50 миллионов лет назад, когда древние копытные еще только начинали формироваться. Дошедший до наших дней оленек практически не изменился. В отличии от своих родственников, у канчилей нет рогов, но имеются длинные клыки. Животное на своих коротеньких ножках юрко проскакивает через заросли и кустарники.

Миссисипский панцирник . Одна из самых древних рыб, которую можно встретить в некоторых пресноводных водоемах США и реке Миссисипи - миссисипский панцирник. Панцирник - одна из самых больших пресноводных рыб, некоторые особи вырастают до 3 метров в длину. Внешне рыба похожа на аллигатора - втянутая морда, пасть полна острыми игловидными зубами.

В основном пресноводный хищник питается рыбой, но иногда может напасть на молодого крокодила. Не смотря на свою агрессивность, панцирник никогда не нападал на человека.

Щитни Triops cancriformis . Эти маленькие ракообразные существа считаются самыми древними организмами, дожившие до наших дней. Этот вид рачков населял нашу планету 250 миллионов лет назад, когда динозавры только появились.

Они распространены практически на всех континентах, особенно их много в Евразии. Не прихотливость в местах обитания и пище позволили щитням пережить даже динозавров. Не смотря на распространенность рачков, они до сих пор остаются малоизученными организмами.

Реликты - это организмы, сохранившиеся на Земле на определенных территориях с древности, несмотря на изменение условий существования. Они являются остатками предковых групп, широко распространенных в прошедших геологических эпохах. Слово «реликт» произошло от латинского reliquus, что в переводе означает «оставшийся».

Реликтовые растения и животные представляют большую научную ценность. Они являются носителями информации и могут очень многое рассказать о природной обстановке минувших эпох. Давайте познакомимся с растительными организмами, отнесенными к реликтовым.

Географические реликтовые растения

К географическим реликтовым растениям относят виды, сохранившиеся в определенном регионе как остаток прошедших геологических эпох, в которых условия существования значительно отличались от современных. Так, к неогеновым (третичным) реликтам относят лесообразующие породы деревьев (каштан, дзельква и некоторые другие), ряд вечнозеленых кустарников (горянка колхидская, самшит, иглица колючая, рододендрон понтийский и др.), а также травянистые растения, произрастающие в Колхиде. Это достаточно теплолюбивые виды реликтовых растений, поэтому сохранились они в местах с теплым климатом.

Примерами ледниковых реликтов являются произрастающий на Кавказе, и сохранившаяся в центральной Европе.

Филогенетические реликты (живые ископаемые)

Эти существующие в настоящее время виды относятся к крупным таксонам, практически полностью вымершим миллионы лет назад. Сохранились они, как правило, благодаря изолированности ареала их обитания от более прогрессивных групп. К филогенетическим относят такие реликтовые растения, как гинкго, метасеквойя, хвощ, сциадопитис, воллемия, ликвидамбар, вельвичия.

Гинкго

Реликтовое дерево, являющееся одним из самых древнейших на Земле. Исследования ископаемых образцов показывают, что возраст гинкговых составляет не менее 200 миллионов лет. Появились они в начале поздней перми, а в середине юры произрастало уже как минимум 15 родов гинкговых.

Гинкго двулопастный ) - единственный вид, сохранившийся до настоящего времени. Это лиственное растение, относящееся к голосеменным. Его высота достигает 40 метров. Деревья характеризуются хорошо развитой корневой системой, устойчивы к неблагоприятным погодным условиям, в частности к сильным ветрам. Встречаются экземпляры, достигшие возраста 2,5 тыс. лет.

Поскольку кроме гинкго к голосеменным принадлежат сосны и ели, ранее рассматриваемое нами растение тоже относили к хвойным, хотя оно очень от них отличается. Однако на сегодняшний день существуют предположения, что предками гинкговых являются древние семенные папоротники.

Раньше увидеть эти так называемые живые ископаемые можно было лишь в Китае и Японии. Но сегодня растение культивируется в парках и ботанических садах в Северной Америке и субтропической зоне Европы.

Метасеквойя

Относится к роду хвойных деревьев семейства Кипарисовые. В настоящее время существует в единственном сохранившемся реликтовом виде - Метасеквойя глиптостробовидная (Metasequoia glyptostroboides). Широкое распространение растения этого вида имели в лесах на территории Северного полушария. Вымирать начали из-за смены климатических условий и конкуренции с широколиственными породами. Живые экземпляры этого дерева были обнаружены в 1943 году. До этого метасеквойя встречалась лишь в виде окаменелостей и считалась вымершей.

На сегодняшний день эти реликтовые растения в диком виде сохранились только в провинциях Сычуань и Хубэй (Центральный Китай) и занесены в Международную Красную книгу, поскольку находятся на грани вымирания.

Благодаря внешней привлекательности метасеквойю выращивают в садах и парках Средней Азии, Украины, Крыма, Кавказа, а также в Канаде, США и в ряде европейских стран.

Ликвидамбар

Ликвидамбар (Liquidambar) относится к роду семейства Аптингиевые, включающего пять видов. Широкое распространение данные реликтовые растения имели в третичном периоде. Причиной их вымирания на территории Европы стало масштабное обледенение во времена ледникового периода. Изменение климата поспособствовало и исчезновению вида с территорий Северной Америки и Дальнего Востока.

На сегодня ликвидамбары распространены в Северной Америке, Европе и Азии.

Представляют собой довольно крупные листопадные деревья, вырастающие до 25-40 метров, с пальчато-лопастными листьями и мелкими цветками, собранными в шарообразное соцветие. Плод имеет вид деревянистой коробочки, внутри которой находится множество семян.

Хвощи

Данные реликты - рода сосудистых, сохранившиеся в большом количестве и насчитывающие на сегодняшний день около 30 видов. Все произрастающие ныне разновидности являются многолетними травами. В высоту могут вырастать до нескольких метров. Самым крупным видом является Хвощ гигантский (Equisetum giganteum). При диаметре ствола, не превышающем 0,03 м, его максимальная высота может достигать 12 метров. Растет гигантский хвощ в Чили, Мексике, Перу и Кубе. Там же произрастает и самый мощный вид - хвощ Шаффнера (Equisetum schaffneri). При высоте 2 метра его диаметр достигает 10 см.

Стебли хвощей характеризуются высокой жесткостью, что объясняется наличием в них кремнезема. Также растения имеют сильно развитые корневища с придаточными корнями в узлах, благодаря которым являются очень устойчивыми к различным неблагоприятным факторам и могут пережить даже лесной пожар. Хвощи широко распространены на большинстве материков, исключением являются лишь Австралия и Антарктида.

Воллемия

Хвойное реликтовое дерево, представленное единственным видом - Воллемия благородная (Wollémia nóbilis). Является одним из древнейших растений. Произрастало еще в юрском периоде. Растение считалось давно вымершим. Однако в 1994 году воллемия была обнаружена одним из сотрудников Австралии Дэвидом Ноблом, в честь которого и был назван вид (nobilis - "благородный"). Была найдена практически целая реликтовая роща. Возраст самого старого из обнаруженных деревьев составляет якобы более 1000 лет.

Воллемия является довольно высоким деревом. Так, оно может достигать 35-40 метров. Листва растения полностью идентична листьям Агатиса юрского, произраставшего около 150 миллионов лет назад и являющегося предполагаемым ископаемым предком воллемии из позднего юрского периода.

Сциадопитис

Существует в единственном виде - Сциадопитис мутовчатый (Sciadopitys verticillata). В прошлых геологических эпохах этот род деревьев имел огромнейшее распространение. Об этом свидетельствует тот факт, что их останки были обнаружены в меловых отложениях в Японии, Гренландии, Норвегии, Якутии, на Урале.

На данный момент в природных условиях сциадопитис произрастает лишь на некоторых островах в Японии, где он сохранился на высоте 500-1000 м над уровнем моря во влажных горных лесах, а также на склонах, в глухих ущельях, в рощах.

Сциадопитис - вечнозеленое дерево, имеющее пирамидальную крону. Может вырастать в высоту до 40 м. Размер ствола в обхвате - до 4 метров. Характеризуется очень медленным ростом. Дерево часто называют «зонтичной сосной» из-за уникального строения хвои. Ее уплощенные иголки, имеющие длину в среднем до 0,15 м, образуют ложные мутовки и раздвинуты в стороны, словно спицы у зонтика.

Плодами сциадопитиса являются шишки овальной формы, срок созревания которых составляет два года.

Поскольку сциадопитис может долгое время произрастать в контейнерах, его часто используют в декоративном садоводстве в качестве комнатного и оранжерейного растения. Как парковая культура введен в Европе с 19 века.

Вельвичия

Вельви́чия удиви́тельная (Welwítschia mirábilis) — единственный сохранившийся до наших дней вид. Один из трех представителей бывшего довольно многочисленным класса гнетовых, которые встречаются и сегодня. Свое названиеВельви́чия удиви́тельная получила благодаря необычному внешнему виду.

Растение не похоже ни на траву, ни на куст, ни на дерево. Представляет собой толстый ствол, на 15-50 сантиметров выступающий над поверхностью почвы. Остальная же его часть скрывается под землей. И при этом листья реликта достигают 2 м в ширину и 6 м в длину. Возраст некоторых экземпляров превышает 2000 лет.

Местом произрастания вельвичии является юго-западная часть Африки, а именно каменистая пустыня Намиб, расположенная вдоль побережья Атлантического океана. Растение очень редко можно встретить дальше, чем в 100 м от берега. Это объясняется тем, что именно такое расстояние могут преодолеть туманы, которые для вельвичии являются источником живительной влаги.