Ирина Лагунина: В третьей передаче, посвященной новым открытиям в зоологии, профессор биологического факультета МГУ Феликс Дзержинский рассказывает о том, как, изучая челюстной аппарат экзотической птицы- носорога, зоологам удалось выяснить происхождение другой не менее интересной птицы - удода. С Феликсом Дзержинским беседуют Ольга Орлова и Александр Марков.
Ольга Орлова: Удается ли проводить исследования среди птиц, которые живут в Северной Америке, в Африке, где может быть меньше групп работает ученых, это сложнее?
Феликс Дзержинский: Мои коллеги работают в Юго-восточной Азии, во Вьетнаме. Там какие интересные получены сведения? Это мой коллега Леонид Петрович Корзун, он изучал птиц-носорогов, которые плодоядны. В связи с плодоядностью, что здесь важно? Эти плоды тропических деревьев, которые они потребляют, довольно крупны, потому что на неплодородной почве джунглей в значительной мере судьба растения, судьба дерева зависит от того питательного материала, которое запасено в семени. Пример этому кокос. Поэтому эти плоды крупные, существует тенденция увеличения головы птицы, которая ими кормится, существует тенденция удлинения клюва, чтобы дотягиваться до этих плодов. Плод проглатывается, а потом семя отрыгивается этой птицей. И вот у этих птиц-носорогов под влиянием тенденции увеличения головы и увеличения клюва, эта голова становится уже сильно велика, настолько, что возникла проблема, как ее держать во сне. Существуют птицы-носороги, которые во сне задирают голову вертикально вверх, у них приспособления для того, чтобы эта голова опиралась на передний шейный позвонок не только там, где у всех птиц внизу, но и наверху, во второй точке.
Ольга Орлова: А спят они, сидя на ветке, и таким образом им нужна дополнительная подпорка для головы.
Феликс Дзержинский: Да. Кроме того, у птиц, у которых верхняя челюсть подвижна, и они хватают клювом как мы двумя пальцами, существует требование равновесия между этими двумя челюстями. Потому что если равновесие не соблюдается, тогда нельзя использовать максимальной силы сжатие. При этом выходящем за нормальные рамки увеличении черепа эти требования соблюдения равновесия были отброшены, и эти птицы утратили способность к движению верхней челюсти. Их череп по своей конструкции уподобился звериному черепу, у которого верхняя челюсть не движется.
Александр Марков: Прикреплена неподвижно к черепу.
Феликс Дзержинский: И произошли некоторые изменения в черепе, которые эту неподвижную связь зафиксировали. А в Африке, где леса плодоносящие леса деградировали, возможно под влиянием вулканической деятельности, образования саванн, эти птицы-носороги испытали попятную эволюцию. И вот хороший пример бывшей типичной, теперь нетипичной птицы-носорога - рогатый ворон. О нем сделан интересный фильм, который BBC когда-то показывало. Хищная птица, возможно вымирающая, потому что ее связь с гнездованием на деревьях, в дуплах стволов очень прочна, а деревья исчезают в саванне и в связи с этим отступают эти птицы. И какова же конечная точка этого отступания? Конечная точка отступания - это известный нам удод. И моему товарищу удалось это показать, что удод – это результат эволюции птиц-носорогов, их возвращение от ярко выраженной плотоядности с отказом от нее после деградации плодовых лесов через хищническую стадию, как у рогатого ворона, к стадии насекомоядных. И подвижность верхней челюсти восстановилась. Существует две линии удодов, одна - африканские земляные удоды, а другой – наш удод, один только вид.
Ольга Орлова: Но с другой стороны, такие изменения в природе Африки в экологии все-таки происходят какое-то обозримое количество лет.
Феликс Дзержинский: Птиц-носорогов много в Восточной Азии, в Африке.
Ольга Орлова: Именно в Африке она эволюционирует быстро. Это возможно?
Феликс Дзержинский: Сроки преобразования парадокса не представляют. Достаточно долго было, временные отрезки достаточные для того, чтобы это было казалось правдоподобным.
Александр Марков: То есть это десятки миллионов лет, 20 миллионов лет назад началось изменение климата.
Феликс Дзержинский: Эволюция человека сыграла такую краеугольную роль. Я почему-то с удовольствием верю в то, что обезьяны спустились с дерева для того, чтобы охотиться на зверя в саванне. Приятная версия.
Ольга Орлова: То есть мы саваннам обязаны, что появились?
Феликс Дзержинский: Может быть. Очень богатая область на земле, выжженная вулканами. Возникли во всяком случае не такие богатые сообщества как в джунглях, где новичку некуда вклиниться, где все занято, где все схвачено, слишком много компонентов и участников. А там эти участники были разогнаны, поэтому возникли миллионные стада вкусного и доступного мяса.
Ольга Орлова: Феликс Янович, а получалось ваш механистический подход к строению черепа применять при изучении вымерших животных?
Феликс Дзержинский: Один из примеров, который мне очень нравится - это черепа кистеперых рыб, от которых произошли все наземные позвоночные. В современной фауне остался один вид, один род – латимерии, а от девонских кистеперых рыб произошли древние амфибии и все наземные позвоночные. Те, по-видимому, были пресноводными, хотя есть и другая гипотеза. Они отличались тем, что у них черепная коробка, вмещающая мозг, состояла из двух блоков, как сочлененный автобус или сочлененный троллейбус. Мозгу, наверное, там было неуютно. Но, по-видимому, близкие предки этих рыб еще не имели никакой черепной коробки, но у них задиралось рыло, задиралась верхняя челюсть при схватывании добычи. Действительно подводный хищник должен задирать верхнюю челюсть, чтобы раскрыть рот точно навстречу добыче, а не ткнуться в нее носом. И вот наши хищные рыбы задирают, ухитряются задирать верхнюю челюсть, и судаки, и окунь, и щуки, у них нет шеи, но тем не менее, они это делают. Это задирание рыла образовало мучительную загадку для исследователей, которые этим занимались. Мускулатуры, которую они нашли, подсказали им, что рыба приспособлена к тому, чтобы это рыло опускать, но никаких не было найдено признаков механизмов, которые это рыло задирали. Было построено несколько смешных версий, которые объясняться могут только тем, что мистики эти люди не допускали, а ничего более резонного не нашли. Не может же не быть никакого ответа на вопрос, вот предлагали.
Александр Марков: Что, там нет мышц, которыми она может поднять?
Феликс Дзержинский: Нет мышц, которыми может поднять рыло.
Ольга Орлова: Значит мышц для поднятия челюсти у латимерии нет, а челюсть она поднимала. И что удалось выяснить, как это происходило?
Феликс Дзержинский: На самом деле задача разрешается за счет хорды. Вот этот осевой скелет, который сохраняет продольную несжимаемость за счет несжимаемости жидкости, находится на высоком давлении. А хорда латимерии или хордовых, от которых произошли позвоночные животные, пронизывала через широкий канал задний из двух блоков под мозгом, свободным участком располагалась в промежутке и упиралась в нижний задний край переднего блока. Это происходит у латимерии. И таким образом, находясь под давлением, она, конечно, непрерывно давит на нижнюю часть переднего блока. А шарнир между блоками располагается в крыше черепа в поперечном шве между двумя парами костей. И таким образом получается, что действительно, если вспомнить о том, что хорда, наполненный жидкостью шланг всегда находится под давлением, а в моменты напряжения плавательной мускулатуры под очень высоким давлением, то тогда ясно, что проблему составляет задирание рыбы, а опускается оно само.
Александр Марков: То есть хорда как пружина пытается поднять.
Феликс Дзержинский: Интересно, у латимерии хорда имеет диаметр сантиметра четыре, толщина стенок примерно сантиметр, внутри не полужидкое содержимое, а просто лимфа. Почему? Потому что благодаря движению рыла взад-вперед все эти перегородки между клетками давно разрушены, и вот эта жидкость в вакууме, какие-то лохмотья плавают. Есть специальная работа французов, они изучали, что это за жидкость. Просто клетки все порвались и там просто лимфа. Это лишнее подтверждение тому, что эта жидкость все время перемещается у латимерии взад-вперед. А под хордой расположена мощная мышца у вымерших рыб, видимо, одна, а у латимерии две, разделилась на правую и левую. Кроме того латимерия, так устроена у нее голова, что у нее и челюстные мышцы подключились к такому процессу, закрывая рот, латимерия также прижимает хорду, опуская рыло.
Александр Марков: У других рыб хорда так не проходит?
Феликс Дзержинский: У других рыб мозговая капсула всегда представляет собой единый блок. Ни у кого из других рыб кроме кистеперых вымерших, черепная коробка не бывает двухблочной. Это единственный случай, единственный пример.
Александр Марков: Значит у древних амфибий тоже была такая же конструкция, по-видимому?
Феликс Дзержинский: У самых древних известных амфибий у ихтиостегид была заметна поперечная щель, но настолько узкая, что никаких оснований предполагать подвижность уже нет. А у следующих, девонские ихтеостегиды, а у карбоновых уже плоская пластинка, которая у лягушек и других амфибий налегает на череп снизу, уже распространилась на весь череп и запечатала снизу щель, закрыв всякую возможность этого разделения. Но видимо, у ихтиостегид, у девонских амфибий подвижности уже не было, она была характерна может быть даже не для всех кистеперых рыб, потому что величина щели у некоторых, в том числе близких к корням наземных позвоночных, была уже мала.
