Таким образом расположение всех главнейших органов в теле двустороннесимметричных животных является следствием появления симметрично поставленных конечностей, что в свою очередь обусловливается удержанием только одной оси тела. Итак, основная форма тела есть внешнее выражение всего, внутреннего строения, и потому не удивительно, что основная форма тела животных сохраняется при самых разнообразных условиях жизни.
Тем не менее в строении тела некоторых животных наблюдается переход от лучистой симметрии к двусторонней. Так, голотурии, имеющие форму огурца, устроены по типу лучистой симметрии, но двигаются одним концом вперед, а некоторые виды их всегда одной стороной вниз, а другой вверх. Таким образом, у голотурий передний конец играет роль головы, а нижняя сторона тела роль брюшной стороны. Такие же переходные формы наблюдаются и у морских ежей. Хотя большинство ежей устроено по плану лучистой симметрии, но у некоторых видов бывает ясно выражена двусторонняя симметрия.
Глава третья
Основные свойства животных. Питание
Как ни разнообразна организация животных, но все они обладают некоторыми общими свойствами, каковы: 1) питание, 2) приспособляемость, 3) сознательное движение, 4) размножение и развитие. Сознательные движения животных — это их образ жизни, которому посвящено все настоящее сочинение («Жизнь животных»). Здесь же рассмотрим пока 3 остальных общих свойства,[21] начиная с питания.[22]
Каждое животное принимает пищу, без чего не мыслимо самое существование его.[23] Необходимость постоянно вводить извне в организм новые массы питательного вещества обусловливается для всех животных тем, что частицы, из которых состоит живой организм,[24] беспрестанно изменяются, разрушаются и поэтому должны постоянно возобновляться. Самый жизненный процесс главным образом и заключается в этом беспрерывном изменении и возобновлении веществ, составляющих организм. Извне поступает кислород, который окисляет сложные органические вещества, из которых построены ткани животного, и разрушает их, причем образуются менее сложные соединения, именно: углекислота, вода, мочевина, некоторые минеральные соли, которые удаляются из организма: углекислота через посредство органов дыхания, остальные вещества при помощи особых выделительных органов. Именно это беспрестанное изменение химического состава материи, из которой слагается организм, и является источником всех сил (теплота, электричество, мускульная и нервная работа и др.), наличностью которых характеризуется живой организм.
Очевидно, что при постоянной потере веществ, которую несет организм во время своей жизни, столь же беспрестанно должно происходить и возобновление их введением новых веществ, которые, будучи известным образом переработаны, могли бы стать на место разрушенных, так как только таким образом может поддерживаться существование живого организма. Под влиянием такой необходимости, каждое животное питается, т. е. вводит из окружающей природы внутрь своего тела различные вещества, перерабатывает их определенным образом и полученные новые частицы размещает по различным тканям своего тела, где в них ощущается надобность; таким образом происходит восстановление веществ, утраченных при разнообразных жизненных процессах. Организм животного беспрестанно возобновляется; в каждом органе, в каждой частице его ткани непрерывно совершается разрушение вещества и замена его новыми, вновь приобретенными извне.
В этом процессе, называемом вообще обменом веществ, можно различать два ряда химических явлений: а) явления, сопровождающие разрушение веществ, продукты которого удаляются тем или другим способом из организма, и б) процесс восстановления тканей, который и есть питание в широком смысле.
Первый ряд химических явлений составляет предмет физиологии. В этой науке рассматривается, как изменяются состав и строение тканей организма в ходе жизненных процессов; она же знакомит нас с процессами химического обмена веществ, который происходит в тканях, а также с процессами восстановления их путем усвоения принятой пищи и выделения получающихся при этом продуктов.
Для зоолога главный интерес представляет лишь одна сторона сложного процесса питания, именно способ добывания пищи, т. е. те приемы и приспособления, какими обладает животное для удовлетворения потребностей питания.
Можно различать четыре главных способа добывания пищи животными: 1) простое пищедобывание; 2) комменсализм;[25] 3) симбиоз[26] и 4) паразитизм.[27]
Простой способ добывания пищи наиболее распространен в царстве животных. Громадное большинство животных добывает себе пищу прямо, без каких-либо особых приспособлений и ухищрений. Одни животные кормятся растениями, другие поедают различных животных и делают это самыми разнообразными способами, соответственно своей организации, но при этом не вступают в какие-либо определенные отношения с животными или растениями, которые служат им пищей. Хотя способ этот самый простой, но для зоолога он представляет чрезвычайно много поучительного и важного, так как те или другие приемы в добывании пищи и род ее кладут резкий отпечаток на свойства самого животного. Род пищи, которую обыкновенно употребляют животные, и способ ее добывания настолько связаны с организацией его, что зоолог не затруднится определить одно на основании другого.
Так, например, травоядные и хищные млекопитающие,[28] резко различаются между собой как устройством скелета и общим видом внешних форм, так и внутренней организацией. Достаточно указать на устройство зубов и челюстей, на основании которого можно легко разделить между собой даже животных, принадлежащих к одной и той же из этих двух групп. Соответственно роду пищи изменяется устройство пищеварительных органов, орудий нападения или защиты, наконец, наружная форма тела, которая всегда бывает приспособлена к добыванию пищи тем или иным способом. Скелет и мускулатура травоядных животных более грубы и менее развиты, чем у хищников, у которых кости тоньше, но тверже, мускулы не столь объемисты, но развитее и плотнее. Поэтому хищники всегда осиливают травоядных животных не только равной с ними величины, но часто и значительно больших.[29]
Точно также у птиц во всем построении их тела, во внешних их формах и в устройстве органов очень ясно выражена зависимость от рода пищи. Сильный крючковатый клюв, крепкие ноги, вооруженные когтями, отлично приспособлены у орла или сокола к их хищническому образу жизни. Язык дятла[30] снабжен твердым острием, которым он вынимает из-под коры личинок насекомых. Чтобы добраться до этих личинок, дятел должен долбить дерево, для чего его тело должно иметь определенное положение и устойчивость, и вот природа снабдила его крепкими костями; толстые хвостовые перья, устанавливаемые в определенном положении сильными мускулами, образуют сзади прочную подпорку, а крепкий, острый клюв, как хорошая кирка, легко долбит не только кору, но и древесину. У колибри,[31] которые питаются мелкими насекомыми, живущими в цветах, язык снабжен на конце маленькой кисточкой из роговых волосков; посредством ее колибри с удобством может доставать насекомых из глубины цветочного венчика. Подобных примеров очень хитро устроенных приспособлений к добыванию известного рода пищи можно найти бесчисленное множество, особенно в классе насекомых.
21
Животным действительно присущи все свойства, перечисленные автором, но они не охватывают все стороны их существования. Обмен веществ — более общее понятие, кроме питания в него входят дыхание, выделение. Сознательным движением автор называет образ жизни животных. Здесь мы можем говорить отдельно о поведении и экологии животных, то есть взаимодействии животных с окружающей средой. Экологические взаимодействия можно разделить на биотические (взаимодействия с живой природой — отношения с животными своего или других видов, добыча пищи, избегание хищников, взаимодействия с болезнетворными организмами и паразитами и тому подобное) и абиотические (отношения с неживой природой — климатом, географическими условиями мест обитания, такие как рельеф, почва, степень потребности разных животных в воде).
Приспособляемость животных можно понимать как изменения в пределах нормы реакции, то есть ненаследственные изменения организма, подстраивание организма в течение жизни к условиям внешней среды. А можно говорить об эволюционных изменениях, которые передаются из поколения в поколение.
22
Все живые существа по способу питания делятся на две группы — автотрофы и гетеротрофы. Автотрофам для существования достаточно воды, двуокиси углерода, неорганических солей и источника энергии. Автотрофами являются зеленые растения и пурпурные бактерии. Они получают энергию, необходимую для синтеза органических молекул, от солнечного света. Гетеротрофы неспособны синтезировать питательные вещества из неорганических соединений. Гетеротрофные организмы вынуждены поэтому жить за счет автотрофов, либо питаться разлагающимися остатками. К гетеротрофам относятся все животные, грибы и большинство бактерий.
23
Современные ученые выделяют ряд особенностей, свойственных только живым организмам. Во-первых, это постоянное расходование энергии. Другая особенность живых организмов — это их способность к движению. В-третьих, для всех живых организмов характерна раздражимость: они реагируют на стимулы, то есть на физические и химические изменения в непосредственно окружающей их среде. Для любой живой ткани характерен рост (увеличение клеточной массы), он может происходить либо за счет увеличения размеров отдельных клеток, либо за счет увеличения их числа, либо за счет и того и другого. Еще один обязательный атрибут жизни — способность к воспроизведению.
24
Любой живой организм состоит из клеток, которые объединяются в ткани, а ткани, в свою очередь, в органы.
25
Комменсализм — нахлебничество. Форма взаимодействия животных, когда один из партнеров обеспечивает другому регуляцию отношений со внешней средой. Основой могут быть общее пространство, убежище, передвижение, но чаще всего — пища. Присутствие комменсала для хозяина обычно неощутимо.
26
Одно из современных определений симбиоза: тип взаимоотношений организмов разных систематических групп: совместное существование, взаимовыгодное, нередко обязательное (облигатный симбиоз) сожительство особей двух или более видов.
27
Видимо, не совсем правильно говорить о паразитизме только как о способе добывания пищи. Паразитизм — это форма антагонистических межвидовых отношений, когда одни виды существуют за счет других и тесно связаны с ними в своем жизненном цикле.
28
Потребность в пище — это одна из ведущих связей между организмами. В этом отношении животные в первую очередь могут быть разделены по характеру пищевого объекта на растительноядных, детритоядных, грунтоядных, плотоядных, в том числе и хищников.
Понятие хищник употребляют в различном смысле. Животных, питающихся моллюсками, червями или насекомыми обычно хищниками не называют. А треска, питающаяся сельдью — хищник, так же как и акула, пожирающая других рыб, и волк, гоняющийся за зайцем. Обычно хищниками называют животных, питающихся другими животными, близкими по систематическому положению (в рамках позвоночных, или насекомых, или моллюсков). Но иногда говорят о хищных растениях, питающихся насекомыми (например, росянка), или о хищных грибах, питающихся червями. То есть точное определение хищничества, видимо, невозможно, так как оно достаточно субъективно, во многих случаях складывалось исторически. Способы питания создаются независимо у разных животных, на различной морфологической основе и не имеет никакой генетической связи. Едва ли возможно создание естественной системы форм питания.
Всеядный медведь систематически относится к хищным животным, а всеядный кабан — к копытным.
29
Для хищных животных характерны более сложные формы поведения. Они считаются «сообразительнее» травоядных.
30
Почти все дятлы, добывая себе пищу, долбят кору деревьев и кустарников. Поэтому ноздри у них покрыты жесткими волосковидными перьями, которые предохраняют дыхательные пути от попадания в них мелкой стружки, образующейся при долблении. Язык у дятлов очень длинный и тонкий, слюнные железы сильно развиты, они позволяют крепко приклеивать добычу к языку.
Американский ученый Филипп Мей с помощью специальной кинокамеры сделал удивительное открытие: пробивая кору дерева, дятел при каждом ударе устремляет свой клюв вперед со скоростью 555 метров в секунду. При ударе о ствол дерева клюв останавливается, торможение клюва при такой скорости создает для головы дятла перегрузку, превышающую в несколько тысяч раз силу земного притяжения.
31
Язык колибри — это длинная тонкая трубочка с бахромкой на конце. Питаются колибри нектаром и мелкими насекомыми. Колибри вводят в цветок клюв и сильными глотательными движениями с помощью языка, сложенного трубочкой накачивают в рот нектар.