Какова же причина выхода кистеперых рыб на сушу? Во многих учебниках нц этот вопрос отвечают просто: были в древности сильные засухи, водоемы пересыхали и рыбы вынуждены были искать другие обводненные места. Те, кто мог, выходили на сушу и шагали до ближайшего пруда, озера, в которых еще оставалась вода. А кто шагать по суше не мог — тот был обречен на гибель.
Но ведь не сразу могли выработаться навыки и способности у тех илп иных рыб шагать по суше, да и вообще выходить из воды! Кроме того, засуха не могла стать единственным «толчком» развития сильных, мускулистых плавников. Думается, тут причины постепенного выхода на сушу были иными. Как сказано ранее, кистеперые могли шагать на своих плавниках еще по дну водоема, в котором они обитали, а жившие вместе с ними другие рыбы, не имели подобных приспособлений. И «пузырь-легкое» у кистеперых развивался в то же время как орган вспомогательного дыхания, работавший наряду с жабрами, так как в тропических странах, где остатки растений в водоемах быстро загнивают, кислорода в воде недостаточно.
Соперничество с другими рыбами из-за добычи было также причиной, принуждавшей рыб выходить из воды ради охоты за насекомыми и их личинками и другими организмами. Сначала у самого берега, а позже и на берегу у самой воды. Настало время, когда ненадолго кистеперые смогли вылезать из воды и, подхватывая добычу, вновь уходить в воду. Для такой охоты пригодилось умение шагать и дышать легкими. На все более длительные сроки покидали эти рыбы водную среду. Все дольше и дольше проводили они время на сырых берегах, а потом научились и уходить все дальше от берега, независимо от засухи или половодья. Соперничество из-за пищи толкало их на берег, где было гораздо больше никем еще не истребленной добычи. Конечно, выживали далеко не все. Преимущества «рекордсменов» оставалось за темп, у кого были наиболее мускулистые и длинные плавники, к тому же способные поворачиваться по дуге на больший угол. Это обеспечивало более «широкий шаг». Лучше жилось и тем, у которых была большая емкость легких. Но и этого мало. При изменении одних органов меняется вслед за ними или одновременно и большинство остальных — гласит закон взаимосвязи (корреляции). Недавно выяснено, как отмечает немецкий ученый В. Рамнер (ГДР), что у таких организмов должна изменяться работа щитовидной железы и строение (толщина, слизистость) кожи.
Мы упоминали рыбок, которые живут и в наши дни в Индонезии, у берегов Африки. Они выползают на корни деревьев, погруженных в воду, отнюдь не потому, что им грозит гибель от засухи. Здесь они охотятся за насекомыми, предварительно запасая воду под жаберными крышками. Это «илистые прыгуны» (см. рис. 15), не имеющие легких. Кроме того, хвостовой плавник, снабженный спльноразветвленными сосудами, при нахождении «прыгунов» в воде, служит им дополнительным органом дыхания. Здесь совсем иные приспособления, и ничьими предками указанные рыбки не стали. В данном случае мы видим лишь одну из «попыток» использовать сушу. Попытка эта имела «местный» успех, не дав, однако, начала общему прогрессу и новым путям эволюции. До ароморфоза дело не дошло.
«Прыгуны» хорошо живут в неволе. Но если их из аквариума регулярно не выпускать «погулять», то погибают, «тонут». Все это показывает, что «переделка» рыб, даже в чем-то уже подготовленных и «пригодных» по своим признакам к выходу на сушу, требует изменений в целом ряде органов и одними «легкими» или «шагающими плавниками» здесь не обойтись. Конечно, если в то время возникала в отдельных местах Земли засуха (и как раз там, где жила часть указанных рыб), то именно из них выживало- большинство. Наименее приспособленные, конечно, засуху не выдерживали, погибали. Так что засуха становилась причиной естественного отбора. Но она (засуха) не могла быть причиной возникновения хотя бы шагающих плавников, так как «шагать» по дну двоякодышащие и кистеперые рыбы научились еще раньше.
Итак, предками наземных животных стали именно кистеперые рыбы и никакие другие. Они не боялись и засухи, могли использовать пересыхавшие водоемы. Время выхода на сушу удлинялось, но все же им приходилось возвращаться в воду, особенно для размножения, так как к наземной жизни, даже взрослые, приспосабливались еще недостаточно, а икра и мальки по-прежнему могли развиваться только в воде (рис. 16). Наконец, настало такое время, когда потомки этих рыб смогли уходить на своих плавниках далеко по суше, возвращаясь в воду только для метания икры раз в году. Так из кистеперых возникли первые земноводные животные, дышащие во взрослом виде легкими, а на стадии личинки (головастика) — жабрами.
Сейчас найдены в ископаемом виде все переходные ступени от рыб к земноводным (1928 г.). Возникли они в девонском периоде и развивались в течение каменноугольного периода, то есть около 300 миллионов лет назад, изменяясь постепенно в течение 50 миллионов лет подряд.
Скелеты этих животных, называемых стегоцефалами, длиною от 30 сантиметров до нескольких метров, хорошо сохранились. На животе у многих из них была рыбья по происхождению костная чешуя (см. рис. 16, б). Но ее оставалось все меньше и меньше. У низших еще имелись жаберные крышки. Короткие конечности их с шестью и даже семью пальцами были мало подвижны. У многих видов сохранились жаберные дуги и боковая линия. Изучая эти скелеты, от самых древних к более поздним, видим, как все меньше у них сохранялось рыбьих признаков (см. рис. 16 и 27).
Рис. 16. Возникновение и развитие позвоночных (снизу вверх): а — кистеперая рыба, выходящая на сушу; б — стегоцефалы, первые земноводные (подробности строения см. в тексте); в первые пресх мыкающиеся, уже откладывающие яйца на суше.
Потомки стегоцефалов — современные земноводные — дожили до наших дней. У некоторых из них хвост сохраняется только на молодых стадиях (у головастиков), позже он постепенно укорачивается и взрослые (бесхвостые) стали лягушками и жабами. Их задние конечности длиннее передних, так как передвигаются они прыжками. Другие изменились меньше, сохранив на всю жизнь хвост и одинаковые конечности. Это — тритоны, саламандры, хвостатые земноводные. Личинки тех и других — головастики, не только по внешности, но и по внутреннему строению — каждый раз во время развития повторяют строение рыб. У них развиваются жаберные дуги и жабры, есть плавниковая складка, по спине и снизу по хвосту — боковая линия[25], двухкамерное, как у рыб, сердце. Даже некоторые паразиты на жабрах головастиков (черви моногенеи) похожи на тех, которые живут только на жабрах рыб. Все это еще раз доказывает, что предками наземных позвоночных животных были рыбы.
Сами земноводные (амфибии) становились все более разнообразными, но все же их меньше, чем представителей других классов позвоночных. (Их в наши дни всего 2100 видов, тогда как рыб в 10 раз больше. Пресмыкающихся же жило в древности не менее чем полмиллиона видов, ибо и в наши дни их насчитывается более 5700).
Земноводные не могут жить вдали от пресной воды, в которой они откладывают икру. В соленой же воде икра и головастики погибают. Это ограничивает возможности их распространения и эволюцию. И все же у некоторых видов появились и развились разными путями, каждый раз по-разному, приспособления, позволяющие им «оторваться» от водной среды, не откладывать икру в воду. Порвать эту связь с водой значило — завоевать новые жизненные пространства.
В Юго-Западной Европе, на Украине, в Брестской области Белоруссии, на Кавказе живет, лазающая по широколиственным кустам и деревьям (ольхи, орешника, граба) небольшая, салатно-зеленого цвета лягушка квакша, или древесница. Семейство квакш (418 видов) распространено главным образом по тропикам Старого и Нового Света. Наша европейская квакша откладывает в среднем 900 яиц-икринок в пруды и старицы рек, которые порой подвергаются длительному высыханию. Однако это не мешает квакшам жить — первый намек на возможность отрыва от воды. Если вблизи нет водоема, то икру квакши откладывают в дупло, наполненное водой. Оказывается в этих условиях развитие головастиков проходит быстрее. У самок
25
Боковая линия, идущая от жаберной крышки до самого хвостового плавника, есть у всех наших рыб и хорошо заметна. Она состоит из длинного ряда нервных окончаний с выходами наружу сквозь кожу и чешую и является особым органом чувств, нужным при жизни в воде: воспринимает встречную волну, отраженную от любого препятствия. Это помогает рыбе огибать скалы, камни, не натыкаться на них ночью или в мутной воде.