book_title
stringlengths
3
250
book_author
stringlengths
0
60
html
stringlengths
288
461k
text
stringlengths
150
455k
litres_preview
bool
2 classes
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 4</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Наблюдаем необычный процесс</p><p>Кажется почти невероятным, что животное может снять свою кожу и заменить ее новой, однако неполовозрелые насекомые делают это по нескольку раз. Все насекомые имеют наружный покров, который называется эпидермисом, или кутикулой, и состоит главным образом из твердого вещества – хитина. Эта твердая кутикула – своеобразный панцирь – служит защитным покровом, но, к сожалению, он не эластичен. Молодое насекомое питается и растет; кутикула становится слишком тесной, и перед насекомым возникает дилемма: или перестать расти, или избавиться от кутикулы.</p><p>Перед тем как сбросить старый покров, насекомое образует под ним новый из жидкости, выделяемой специальными железами, которые называются подкожными, или гиподермальными. Новая оболочка, мягкая и эластичная, способна растягиваться по мере увеличения размеров тела. Когда старая оболочка начинает мешать дальнейшему росту, она лопается и насекомое выбирается из нее. В этом ему помогают железы, выделяющие жидкое вещество: оно растворяет старую оболочку. Новая оболочка скоро затвердевает, или хитинизируется, и через некоторое время ее тоже приходится сбрасывать.</p> <p>Смена оболочки может происходить несколько раз (у разных насекомых это «несколько» варьирует), пока молодое насекомое не станет вполне развившимся. Затем оно либо становится взрослым, либо превращается в куколку, переходя в стадию покоя. Во время прохождения этой стадии происходят поистине удивительные изменения: насекомое превращается во взрослую особь, по внешнему виду настолько непохожую на молодое насекомое, что вполне можно отнести взрослое насекомое и его личинку к различным видам.</p><p>Сброшенная шкурка называется экзувием, что можно перевести как «старые одежды». Сбрасывание старой шкурки через периодические интервалы называется линькой, а периоды между линьками – возрастами. При описании роста (развития) насекомого подсчитывается количество возрастов. Первый возраст является периодом роста между вылуплением и первой линькой, второй – периодом роста между второй и третьей линьками и т. д.</p><p>Теперь проследим за ростом молодого насекомого и понаблюдаем за изменениями его покровов, или процессом линьки. Можно взять почти любое насекомое, но мы остановимся на саранче, так как она везде встречается, хорошо всем известна и за ней легко наблюдать. Кроме того, и яйца она откладывает в течение всей зимы – это самое подходящее время для подобных наблюдений.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_6_pic_24.jpg"/> </p><p>Чтобы получить яйца, в конце лета или в начале осени, когда насекомые уже достигли половозрелого состояния и еще не успели погибнуть от осенних холодов, поместите самца и самку в такой садок, какой показан на рис. 45, и держите их там до спаривания. Сделать садок нетрудно, и это не потребует больших затрат; подойдет почти все, что можно превратить в террариум. Аквариум для разведения тропических рыбок наполните слоем почвы толщиной приблизительно 2,5 сантиметра и накройте сверху куском сетки, чтобы насекомые не могли убежать. Вероятно, самым дешевым и, конечно, самым простым террариумом будет сооружение из цветочного горшка и лампового стекла, показанное на рис. 46. Цветочный горшок наполняют почвой, а ламповое стекло плотно прижимают к почве и покрывают куском марли. Саранчу можно кормить кусочками фруктов, салатом-латуком или клевером, а почву необходимо иногда сбрызгивать водой, чтобы предохранить яйца от высыхания.</p><p>Когда наступит отрождение, из яиц выйдут личинки, похожие на своих взрослых родителей. Однако они значительно меньше и имеют несколько иные пропорции тела (рис. 47). Летать они не могут, так как у них нет крыльев. У них нет также наружных половых придатков, как у взрослой саранчи. Если не считать этих различий, молодые и взрослые особи в основном схожи. Наблюдать, как растет саранча, меняя свои шкурки через определенные промежутки времени, весьма интересно и поучительно. Наши опыты можно сделать более научными, проводя постоянные наблюдения и записывая их результаты в дневник. Измерьте длину личинок, когда они вылупятся из яйца; затем измерьте их снова после первой линьки, используя кронциркуль или циркуль. Запишите длину насекомого в миллиметрах (циркуль прикладывается к линейке с метрической шкалой) – вы узнаете, насколько выросла в длину саранча за время первого возраста. Даты вылупления и линьки нужно обязательно зафиксировать, для того, чтобы определить продолжительность первого возраста. Такая же процедура проделывается в каждом последующем возрасте с регистрацией изменений размеров и времени, проходящего между линьками.</p><p>Запись в карточке должна отражать и другие наблюдения, например возраст появления рудиментарных крыльев и наиболее заметных изменений, которые обыкновенно происходят во время последней линьки, когда полностью формируются крылья, появляются половые придатки и молодая саранча становится крылатым взрослым насекомым (рис. 48).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_6_pic_25.jpg"/> </p><p>Рис. 46. Садок с растением.</p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_6_pic_26.jpg"/> <p>Следует также регистрировать количество пищи, потребляемое ежедневно в течение всего периода развития. Это делается путем взвешивания на химических или обыкновенных весах пищи, даваемой личинкам. (Между прочим, каждый день следует давать свежую пищу, а всю несъеденную – убирать.) Записи о количестве пищи должны включать количество, даваемое каждый день, количество, съеденное в течение каждого возраста, и общее количество, съеденное с момента отрождения до последней линьки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_6_pic_27.jpg"/> </p><p>Молодые неполовозрелые саранчовые с зачатками крыльев называются нимфами. Это название происходит от греческого слова, означающего «невеста», «девушка», и применяется не только к молодой саранче, но и к неполовозрелым формам всех насекомых, у которых рост происходит постепенно, по мере развития тела, крыльев и половых придатков с момента вылупления из яйца до последней линьки, когда они становятся взрослыми. Нимфы обычно не имеют стадии покоя, как молодые особи многих других насекомых – бабочек, жуков, мух, пчел. За небольшим исключением, крылья у них развиваются на наружных частях тела. В основном это сухопутные насекомые, питающиеся растениями, хотя некоторые из них являются хищниками. В большинстве случаев как нимфы, так и взрослые насекомые наносят вред культурным и дикорастущим растениям.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 4 Наблюдаем необычный процесс Кажется почти невероятным, что животное может снять свою кожу и заменить ее новой, однако неполовозрелые насекомые делают это по нескольку раз. Все насекомые имеют наружный покров, который называется эпидермисом, или кутикулой, и состоит главным образом из твердого вещества – хитина. Эта твердая кутикула – своеобразный панцирь – служит защитным покровом, но, к сожалению, он не эластичен. Молодое насекомое питается и растет; кутикула становится слишком тесной, и перед насекомым возникает дилемма: или перестать расти, или избавиться от кутикулы. Перед тем как сбросить старый покров, насекомое образует под ним новый из жидкости, выделяемой специальными железами, которые называются подкожными, или гиподермальными. Новая оболочка, мягкая и эластичная, способна растягиваться по мере увеличения размеров тела. Когда старая оболочка начинает мешать дальнейшему росту, она лопается и насекомое выбирается из нее. В этом ему помогают железы, выделяющие жидкое вещество: оно растворяет старую оболочку. Новая оболочка скоро затвердевает, или хитинизируется, и через некоторое время ее тоже приходится сбрасывать. Смена оболочки может происходить несколько раз (у разных насекомых это «несколько» варьирует), пока молодое насекомое не станет вполне развившимся. Затем оно либо становится взрослым, либо превращается в куколку, переходя в стадию покоя. Во время прохождения этой стадии происходят поистине удивительные изменения: насекомое превращается во взрослую особь, по внешнему виду настолько непохожую на молодое насекомое, что вполне можно отнести взрослое насекомое и его личинку к различным видам. Сброшенная шкурка называется экзувием, что можно перевести как «старые одежды». Сбрасывание старой шкурки через периодические интервалы называется линькой, а периоды между линьками – возрастами. При описании роста (развития) насекомого подсчитывается количество возрастов. Первый возраст является периодом роста между вылуплением и первой линькой, второй – периодом роста между второй и третьей линьками и т. д. Теперь проследим за ростом молодого насекомого и понаблюдаем за изменениями его покровов, или процессом линьки. Можно взять почти любое насекомое, но мы остановимся на саранче, так как она везде встречается, хорошо всем известна и за ней легко наблюдать. Кроме того, и яйца она откладывает в течение всей зимы – это самое подходящее время для подобных наблюдений. Чтобы получить яйца, в конце лета или в начале осени, когда насекомые уже достигли половозрелого состояния и еще не успели погибнуть от осенних холодов, поместите самца и самку в такой садок, какой показан на рис. 45, и держите их там до спаривания. Сделать садок нетрудно, и это не потребует больших затрат; подойдет почти все, что можно превратить в террариум. Аквариум для разведения тропических рыбок наполните слоем почвы толщиной приблизительно 2,5 сантиметра и накройте сверху куском сетки, чтобы насекомые не могли убежать. Вероятно, самым дешевым и, конечно, самым простым террариумом будет сооружение из цветочного горшка и лампового стекла, показанное на рис. 46. Цветочный горшок наполняют почвой, а ламповое стекло плотно прижимают к почве и покрывают куском марли. Саранчу можно кормить кусочками фруктов, салатом-латуком или клевером, а почву необходимо иногда сбрызгивать водой, чтобы предохранить яйца от высыхания. Когда наступит отрождение, из яиц выйдут личинки, похожие на своих взрослых родителей. Однако они значительно меньше и имеют несколько иные пропорции тела (рис. 47). Летать они не могут, так как у них нет крыльев. У них нет также наружных половых придатков, как у взрослой саранчи. Если не считать этих различий, молодые и взрослые особи в основном схожи. Наблюдать, как растет саранча, меняя свои шкурки через определенные промежутки времени, весьма интересно и поучительно. Наши опыты можно сделать более научными, проводя постоянные наблюдения и записывая их результаты в дневник. Измерьте длину личинок, когда они вылупятся из яйца; затем измерьте их снова после первой линьки, используя кронциркуль или циркуль. Запишите длину насекомого в миллиметрах (циркуль прикладывается к линейке с метрической шкалой) – вы узнаете, насколько выросла в длину саранча за время первого возраста. Даты вылупления и линьки нужно обязательно зафиксировать, для того, чтобы определить продолжительность первого возраста. Такая же процедура проделывается в каждом последующем возрасте с регистрацией изменений размеров и времени, проходящего между линьками. Запись в карточке должна отражать и другие наблюдения, например возраст появления рудиментарных крыльев и наиболее заметных изменений, которые обыкновенно происходят во время последней линьки, когда полностью формируются крылья, появляются половые придатки и молодая саранча становится крылатым взрослым насекомым (рис. 48). Рис. 46. Садок с растением. Следует также регистрировать количество пищи, потребляемое ежедневно в течение всего периода развития. Это делается путем взвешивания на химических или обыкновенных весах пищи, даваемой личинкам. (Между прочим, каждый день следует давать свежую пищу, а всю несъеденную – убирать.) Записи о количестве пищи должны включать количество, даваемое каждый день, количество, съеденное в течение каждого возраста, и общее количество, съеденное с момента отрождения до последней линьки. Молодые неполовозрелые саранчовые с зачатками крыльев называются нимфами. Это название происходит от греческого слова, означающего «невеста», «девушка», и применяется не только к молодой саранче, но и к неполовозрелым формам всех насекомых, у которых рост происходит постепенно, по мере развития тела, крыльев и половых придатков с момента вылупления из яйца до последней линьки, когда они становятся взрослыми. Нимфы обычно не имеют стадии покоя, как молодые особи многих других насекомых – бабочек, жуков, мух, пчел. За небольшим исключением, крылья у них развиваются на наружных частях тела. В основном это сухопутные насекомые, питающиеся растениями, хотя некоторые из них являются хищниками. В большинстве случаев как нимфы, так и взрослые насекомые наносят вред культурным и дикорастущим растениям.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 15</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Знакомимся с насекомыми, которые скрепляют, складывают и закручивают листья и хвою</p><p>Многие насекомые используют естественные укрытия – трещины, расщелины, ямки и тому подобные места – в качестве временного убежища. Другие постоянно размещаются в закрученных листьях, в различных искривлениях листа или в пучке листьев; личинка бражника шелкопрядовидного, например, располагается вниз головой в пучке сосновой хвои (рис. 110). Насекомое замаскировано своим полосатым цветным рисунком, который напоминает иглы сосны. Личинка бабочки-хвоевертки усовершенствовала это устройство: она стягивает группы иголок вместе и связывает их выделяемыми ею нитями, чтобы образовать трубку – свое жилье (рис. 111). Питается эта личинка на концах иголок, и поэтому в течение всего развития ей приходится делать две или три такие трубки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_17_pic_60.jpg"/> </p><p>Связывание листьев вместе для создания укрытия характерно для многих видов насекомых. К ним относится, например, такое часто встречающееся насекомое, как гортензиевая огневка: ее легко найти на кустах гортензии. Маленькая зеленая гусеница сшивает вместе два верхушечных листа, заключая в них цветочную почку (рис. 112). Насекомое живет между листьями и питается на развивающемся цветке, на внутренних поверхностях листьев. Однако листья продолжают расти и в конце концов образуют похожий на пузырь мешок.</p> <p>Другой представитель насекомых, связывающих листья, – акациевая толстоголовка, которую можно увидеть на листьях белой акации. Личинка, такого же зеленого цвета, как и лист, с коричневой головой, делает гнездо, скрепляя листочки сложного листа. Она живет скрытно (рис. 113), появляясь только во время питания.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_17_pic_61.jpg"/> </p><p>В отличие от насекомых, которые сооружают укрытия для одного обитателя, тополевый листовой ткач живет группами. Когда из яиц, которые были отложены на листе тополя, выходят личинки, они вначале связывают два листа вместе и питаются между ними. Потом они переползают на другие листья и сооружают более крупные укрытия – гнезда. Поищите их в любое время с мая по октябрь.</p><p>Некоторые насекомые не используют свернутые трубкой или скрученные листья, а сами скатывают их, закручивают или сгибают. Сначала насекомое выпускает нити шелка поперек той части листа, которая будет свернута или сложена. Если насекомое свертывает листья в длину, оно прикрепляет пряди шелка перпендикулярно к его средней жилке, если поперек, то параллельно средней жилке. По мере того как пряди шелка высыхают, они «садятся», укорачиваются и стягивают края листа внутрь. Затем насекомое накладывает новые, более короткие пряди, и они, сжимаясь, стягивают края листа еще ближе. Эта операция повторяется до тех пор, пока края листа полностью не стянутся и не закрепятся окончательно другими прядями. Шелк всегда прикрепляется на верхней стороне листа, так как в этом направлении лист сгибается легче. Для того чтобы увидеть всю операцию, удалите недоразвившуюся личинку из укрытия и поместите ее на другой лист. Она немедленно примется за работу и сделает себе другой дом.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_17_pic_62.jpg"/> </p><p>Некоторые бабочки-листовертки используют листья в качестве пищи. В конце лета на липе американской заметны свернутые липовой листоверткой листья; исследовав один такой сверток, мы обнаружим, что трубка образована из нескольких слоев листовой пластинки (рис. 114). Внутри нее живет ярко-зеленая гусеница с глянцевитой черной головой и грудным щитком. Питается она на внутреннем свертке трубки и выделяет многочисленные крупинки испражнений, которые накапливаются в нижнем конце трубки. Когда насекомое вырастает, оно покидает трубку и делает себе новую, поменьше, которую выстилает внутри шелковыми нитями; в этом убежище оно проводит зиму.</p><p>Листовертку, которая питается в своеобразном укрытии, можно найти также на крушине. Насекомое делает характерную складку возле кончика листа и выедает листовую пластинку по направлению к верхушке, расширяя складку к основанию листа по мере его выедания (рис. 115). Некоторые листовертки, оставаясь внутри своих укрытий, высовывают головки и питаются соседними листьями.</p><p>Сумеречная листовертка, которую можно найти на яблоне, питается таким образом.</p><p>Есть насекомые, для которых свернутый лист служит удобным укрытием, когда они окукливаются; это сатурния прометей (рис. 116), виноградная листовертка и бабочка вице-король (рис. 117). Гусеницы златогузки делают общее гнездо, в котором они зимуют (рис. 118). С заворачиванием листьев связаны интересные побочные явления. Когда одни насекомые покидают свои убежища, их занимают другие, причем те, которые питаются отбросами, потребляют испражнения, оставленные строителями. Если вы собираете насекомых, обязательно загляните в эти убежища, особенно в прохладную сырую погоду.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_17_pic_63.jpg"/> </p><p>Сгибатели листьев не отличаются от листоверток, за исключением того, что они складывают края листьев, а не закручивают их в трубки. Иногда их называют листовыми ткачами. Наиболее распространенные виды, которые вы можете поискать, – это яблонная огневка, виноградная огневка (рис. 119) и розанная складчатая моль (это насекомое хорошо известно в наших садах).</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 15 Знакомимся с насекомыми, которые скрепляют, складывают и закручивают листья и хвою Многие насекомые используют естественные укрытия – трещины, расщелины, ямки и тому подобные места – в качестве временного убежища. Другие постоянно размещаются в закрученных листьях, в различных искривлениях листа или в пучке листьев; личинка бражника шелкопрядовидного, например, располагается вниз головой в пучке сосновой хвои (рис. 110). Насекомое замаскировано своим полосатым цветным рисунком, который напоминает иглы сосны. Личинка бабочки-хвоевертки усовершенствовала это устройство: она стягивает группы иголок вместе и связывает их выделяемыми ею нитями, чтобы образовать трубку – свое жилье (рис. 111). Питается эта личинка на концах иголок, и поэтому в течение всего развития ей приходится делать две или три такие трубки. Связывание листьев вместе для создания укрытия характерно для многих видов насекомых. К ним относится, например, такое часто встречающееся насекомое, как гортензиевая огневка: ее легко найти на кустах гортензии. Маленькая зеленая гусеница сшивает вместе два верхушечных листа, заключая в них цветочную почку (рис. 112). Насекомое живет между листьями и питается на развивающемся цветке, на внутренних поверхностях листьев. Однако листья продолжают расти и в конце концов образуют похожий на пузырь мешок. Другой представитель насекомых, связывающих листья, – акациевая толстоголовка, которую можно увидеть на листьях белой акации. Личинка, такого же зеленого цвета, как и лист, с коричневой головой, делает гнездо, скрепляя листочки сложного листа. Она живет скрытно (рис. 113), появляясь только во время питания. В отличие от насекомых, которые сооружают укрытия для одного обитателя, тополевый листовой ткач живет группами. Когда из яиц, которые были отложены на листе тополя, выходят личинки, они вначале связывают два листа вместе и питаются между ними. Потом они переползают на другие листья и сооружают более крупные укрытия – гнезда. Поищите их в любое время с мая по октябрь. Некоторые насекомые не используют свернутые трубкой или скрученные листья, а сами скатывают их, закручивают или сгибают. Сначала насекомое выпускает нити шелка поперек той части листа, которая будет свернута или сложена. Если насекомое свертывает листья в длину, оно прикрепляет пряди шелка перпендикулярно к его средней жилке, если поперек, то параллельно средней жилке. По мере того как пряди шелка высыхают, они «садятся», укорачиваются и стягивают края листа внутрь. Затем насекомое накладывает новые, более короткие пряди, и они, сжимаясь, стягивают края листа еще ближе. Эта операция повторяется до тех пор, пока края листа полностью не стянутся и не закрепятся окончательно другими прядями. Шелк всегда прикрепляется на верхней стороне листа, так как в этом направлении лист сгибается легче. Для того чтобы увидеть всю операцию, удалите недоразвившуюся личинку из укрытия и поместите ее на другой лист. Она немедленно примется за работу и сделает себе другой дом. Некоторые бабочки-листовертки используют листья в качестве пищи. В конце лета на липе американской заметны свернутые липовой листоверткой листья; исследовав один такой сверток, мы обнаружим, что трубка образована из нескольких слоев листовой пластинки (рис. 114). Внутри нее живет ярко-зеленая гусеница с глянцевитой черной головой и грудным щитком. Питается она на внутреннем свертке трубки и выделяет многочисленные крупинки испражнений, которые накапливаются в нижнем конце трубки. Когда насекомое вырастает, оно покидает трубку и делает себе новую, поменьше, которую выстилает внутри шелковыми нитями; в этом убежище оно проводит зиму. Листовертку, которая питается в своеобразном укрытии, можно найти также на крушине. Насекомое делает характерную складку возле кончика листа и выедает листовую пластинку по направлению к верхушке, расширяя складку к основанию листа по мере его выедания (рис. 115). Некоторые листовертки, оставаясь внутри своих укрытий, высовывают головки и питаются соседними листьями. Сумеречная листовертка, которую можно найти на яблоне, питается таким образом. Есть насекомые, для которых свернутый лист служит удобным укрытием, когда они окукливаются; это сатурния прометей (рис. 116), виноградная листовертка и бабочка вице-король (рис. 117). Гусеницы златогузки делают общее гнездо, в котором они зимуют (рис. 118). С заворачиванием листьев связаны интересные побочные явления. Когда одни насекомые покидают свои убежища, их занимают другие, причем те, которые питаются отбросами, потребляют испражнения, оставленные строителями. Если вы собираете насекомых, обязательно загляните в эти убежища, особенно в прохладную сырую погоду. Сгибатели листьев не отличаются от листоверток, за исключением того, что они складывают края листьев, а не закручивают их в трубки. Иногда их называют листовыми ткачами. Наиболее распространенные виды, которые вы можете поискать, – это яблонная огневка, виноградная огневка (рис. 119) и розанная складчатая моль (это насекомое хорошо известно в наших садах).
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 13</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Наблюдаем за работой «строителей»</p><p>Остановившись в начале лета у пруда или ручья или даже у большой лужи, мы наверняка увидим стройную осу – черную или коричневую с желтыми пятнами и желтыми ногами; она бегает взад и вперед и роется в грязи. Вдруг она погружает в грязь голову и, как будто стоя на ней, качает в воздухе брюшком.</p><p>Оса эта – настоящий строитель-бетонщик: она ищет грязь подходящего сорта, чтобы построить гнездо – дом для своих детей.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_15_pic_53.jpg"/> </p><p></p><p>Большинство из вас видели своеобразную обмазку из грязи, прикрепленную к стене здания, стропилам, стенке или балке незакопченного чердака. На самом деле это хорошо устроенное гнездо осы целифрона – мазильщика грязи (рис. 100); назвали ее весьма неудачно, так как гнездо сконструировано умно и искусно, несмотря на его несколько неряшливый внешний вид (рис. 101).</p><p>Строя гнездо, оса прежде всего выбирает подходящее место, например балку, а затем отправляется на поиски грязи. Она вырезает катышек размером с зерно душистого горошка и смешивает его с собственной слюной.</p> <p>Когда он замешан до надлежащей консистенции, оса прикрепляет шарик к балке и возвращается к своей «базе» за другим- Она повторяет эти путешествия до тех пор, пока не построит основание гнезда.</p><p>Постепенно оса лепит трубку длиной около 2,5 сантиметра со стенками толщиной приблизительно 3 миллиметра. В то же самое время она сглаживает внутренние стенки, но не заботится о наружной и оставляет ее шероховатой. Всю эту работу оса делает при помощи челюстей, используя их как своего рода мастерок штукатура.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_15_pic_54.jpg"/> </p><p>Закончив трубку, оса перестает быть строителем и становится охотником – убегает на поиски паука.</p><p>Найденного паука она жалит – раз, и другой, и третий, пока не лишит его подвижности, – но не убивает, так как это нарушило бы ее планы, затем несет его к своей трубке, бросает а нее и отправляется на поиски второго паука, которого присоединяет к первому, – и так до тех пор, пока трубка не наполнится. Затем оса откладывает в трубке яйцо и закрывает ее, облепляя грязью. Итак, яйцо надежно спрятано, запасено достаточно пищи для личинки, когда она вылупится, и ее маленький дом надежно закрыт, а оса строит рядом другую трубку, которую также снабжает продовольствием и закрывает, отложив в нее яйцо. Она может построить еще несколько трубок или ограничиться двумя, но, закончив строительство полного комплекта трубок, или ячеек, еще раз замазывает их по всей поверхности слоем грязи. Молодая личинка, отродившись из яйца, питается парализованными пауками, а закончив рост, прядет внутри трубки шелковистый кокон и окукливается (рис. 102). Превращение закончено; насекомое появляется из куколочной шкурки в виде полностью развитой осы, которая с помощью челюстей прогрызает цементную дверь и вылетает наружу. Вот тут-то, когда хозяева, став взрослыми, покинули гнездо, можно посмотреть, как оно построено.</p><p>Есть несколько других видов ос – таких же строителей. Оса – строитель органных трубочек делает примерно такое же гнездо, но трубки разделены перегородками на несколько камер (рис. 103). Каждая камера снабжается пауками, в нее откладывается яйцо, и камера запечатывается. Другой способный строитель, одинер, делает гнездо величиной приблизительно с куриное яйцо и обычно прикрепляет его к ветке куста (рис. 104).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_15_pic_55.jpg"/> </p><p>Совершенства в искусстве каменной кладки достигли, пожалуй, осы-строители кувшинов, или осыгончары: они лепят свои гнезда из грязи в форме кувшина для воды. Гнезда эти восхитительны: изысканные, миниатюрные безделушки – творения истинно великих мастеров. Они имеют чуть более сантиметра в диаметре; изящный край вокруг маленького отверстия, которое в конце концов закрывается, похож на губу (рис. 105).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_15_pic_56.jpg"/> </p><p>Прикрепляются они на ветки деревьев и кустарников. Как и гнезда других строителей, описанные выше, они снабжены живой пищей, но не пауками, а гусеницами. Если вам удастся найти такое гнездо, попробуйте повторить то, что сделал однажды знаменитый французский энтомолог Фабр, а сделал он маленькое отверстие в гнезде и через это окно наблюдал, что происходило внутри.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 13 Наблюдаем за работой «строителей» Остановившись в начале лета у пруда или ручья или даже у большой лужи, мы наверняка увидим стройную осу – черную или коричневую с желтыми пятнами и желтыми ногами; она бегает взад и вперед и роется в грязи. Вдруг она погружает в грязь голову и, как будто стоя на ней, качает в воздухе брюшком. Оса эта – настоящий строитель-бетонщик: она ищет грязь подходящего сорта, чтобы построить гнездо – дом для своих детей. Большинство из вас видели своеобразную обмазку из грязи, прикрепленную к стене здания, стропилам, стенке или балке незакопченного чердака. На самом деле это хорошо устроенное гнездо осы целифрона – мазильщика грязи (рис. 100); назвали ее весьма неудачно, так как гнездо сконструировано умно и искусно, несмотря на его несколько неряшливый внешний вид (рис. 101). Строя гнездо, оса прежде всего выбирает подходящее место, например балку, а затем отправляется на поиски грязи. Она вырезает катышек размером с зерно душистого горошка и смешивает его с собственной слюной. Когда он замешан до надлежащей консистенции, оса прикрепляет шарик к балке и возвращается к своей «базе» за другим- Она повторяет эти путешествия до тех пор, пока не построит основание гнезда. Постепенно оса лепит трубку длиной около 2,5 сантиметра со стенками толщиной приблизительно 3 миллиметра. В то же самое время она сглаживает внутренние стенки, но не заботится о наружной и оставляет ее шероховатой. Всю эту работу оса делает при помощи челюстей, используя их как своего рода мастерок штукатура. Закончив трубку, оса перестает быть строителем и становится охотником – убегает на поиски паука. Найденного паука она жалит – раз, и другой, и третий, пока не лишит его подвижности, – но не убивает, так как это нарушило бы ее планы, затем несет его к своей трубке, бросает а нее и отправляется на поиски второго паука, которого присоединяет к первому, – и так до тех пор, пока трубка не наполнится. Затем оса откладывает в трубке яйцо и закрывает ее, облепляя грязью. Итак, яйцо надежно спрятано, запасено достаточно пищи для личинки, когда она вылупится, и ее маленький дом надежно закрыт, а оса строит рядом другую трубку, которую также снабжает продовольствием и закрывает, отложив в нее яйцо. Она может построить еще несколько трубок или ограничиться двумя, но, закончив строительство полного комплекта трубок, или ячеек, еще раз замазывает их по всей поверхности слоем грязи. Молодая личинка, отродившись из яйца, питается парализованными пауками, а закончив рост, прядет внутри трубки шелковистый кокон и окукливается (рис. 102). Превращение закончено; насекомое появляется из куколочной шкурки в виде полностью развитой осы, которая с помощью челюстей прогрызает цементную дверь и вылетает наружу. Вот тут-то, когда хозяева, став взрослыми, покинули гнездо, можно посмотреть, как оно построено. Есть несколько других видов ос – таких же строителей. Оса – строитель органных трубочек делает примерно такое же гнездо, но трубки разделены перегородками на несколько камер (рис. 103). Каждая камера снабжается пауками, в нее откладывается яйцо, и камера запечатывается. Другой способный строитель, одинер, делает гнездо величиной приблизительно с куриное яйцо и обычно прикрепляет его к ветке куста (рис. 104). Совершенства в искусстве каменной кладки достигли, пожалуй, осы-строители кувшинов, или осыгончары: они лепят свои гнезда из грязи в форме кувшина для воды. Гнезда эти восхитительны: изысканные, миниатюрные безделушки – творения истинно великих мастеров. Они имеют чуть более сантиметра в диаметре; изящный край вокруг маленького отверстия, которое в конце концов закрывается, похож на губу (рис. 105). Прикрепляются они на ветки деревьев и кустарников. Как и гнезда других строителей, описанные выше, они снабжены живой пищей, но не пауками, а гусеницами. Если вам удастся найти такое гнездо, попробуйте повторить то, что сделал однажды знаменитый французский энтомолог Фабр, а сделал он маленькое отверстие в гнезде и через это окно наблюдал, что происходило внутри.
false
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Праздные дни первобытного хищника</h1> <section class="px3 mb4"> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_10_img006f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Разомлев от зноя экваториального полудня, самец австралопитеков дремлет в тени деревьев, а две самки возятся с детенышем</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_10__000005f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Обучаясь в процессе игры, четверо бойких подростков бегают друг за другом вокруг акации в африканской саванне</em></p><p></p><p>Хотя это и может показаться странным, но, человек, ведущий первобытный образ жизни, располагает значительным досугом. Так, наверное, обстояло дело и с австралопитеками. Возможности их были ограниченны, потребности невелики, да к тому же в теплых благодатных краях, где они обитали, удовлетворять эти потребности не составляло особого труда. Когда круглый год нет недостатка в пище, остается только лениво посиживать сложа руки. Досуг, естественно, способствовал общению, а тем самым и развитию внутренних отношений между членами одной группы. По мере роста интеллекта система этих взаимоотношений становилась все более сложной и хитросплетенной. Одновременно периоды младенчества, детства и взросления все больше удлинялись, поскольку для того, чтобы существовать в усложняющемся обществе, индивид нуждался в более длительном сроке обучения. Эти тенденции, унаследованные от наших обезьяноподобных предков, сыграли значительную роль в переходе от австралопитека к человеку.</p> <p></p><p></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Праздные дни первобытного хищника Разомлев от зноя экваториального полудня, самец австралопитеков дремлет в тени деревьев, а две самки возятся с детенышем Обучаясь в процессе игры, четверо бойких подростков бегают друг за другом вокруг акации в африканской саванне Хотя это и может показаться странным, но, человек, ведущий первобытный образ жизни, располагает значительным досугом. Так, наверное, обстояло дело и с австралопитеками. Возможности их были ограниченны, потребности невелики, да к тому же в теплых благодатных краях, где они обитали, удовлетворять эти потребности не составляло особого труда. Когда круглый год нет недостатка в пище, остается только лениво посиживать сложа руки. Досуг, естественно, способствовал общению, а тем самым и развитию внутренних отношений между членами одной группы. По мере роста интеллекта система этих взаимоотношений становилась все более сложной и хитросплетенной. Одновременно периоды младенчества, детства и взросления все больше удлинялись, поскольку для того, чтобы существовать в усложняющемся обществе, индивид нуждался в более длительном сроке обучения. Эти тенденции, унаследованные от наших обезьяноподобных предков, сыграли значительную роль в переходе от австралопитека к человеку.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Предисловие Вступление</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Предисловие</p> <p>Вступление</p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_1_pic_3.jpg"/> <p>Принято считать, что в настоящее время описано около 625000 – 1 250 000 различных видов насекомых. Существует же этих видов великое множество, и описанные составляют лишь часть обитающих на нашей планете. Поэтому никто не в состоянии уточнить эти примерные данные. Одни предполагают, что всего должно быть 2000000 видов; другие – что их гораздо больше, до 10 000 000.</p><p>Поражают уже эти колоссальные цифры. А если даже минимальное количество видов умножить на среднее число особей каждого вида, результаты получатся поистине фантастические.</p><p>Учтите далее, что не существует на свете двух совершенно сходных видов насекомых: каждый имеет свои особенности строения, питания и поведения. Мы знаем о насекомых очень много, немало о них написано, но все наши знания – только крупица еще неизвестного. Если взять минимальное количество описанных видов насекомых, окажется, что вряд ли известны личинки 10000 видов, а ведь это только один аспект предмета. Действительно, энтомология – наука о насекомых – настолько обширна, что специалист просто не успевает за свою жизнь ознакомиться с ней подробно и тщательно: каждый день рождает новые открытия.</p> <p>В наш век – век космических путешествий, атомной энергии, электроники – изучение насекомых может показаться юным исследователям, вступающим в науку, занятием малопривлекательным. Но следует помнить, что многочисленная армия насекомых представляет большую угрозу хозяйству, да и здоровью человека, чем любой другой реальный враг.</p><p>Помимо этих практических соображений, знакомство с насекомыми просто может доставить большое удовольствие. Ведь совсем не обязательно углубляться в научные исследования – давайте лучше отправимся вслед за насекомыми в поисках приключений. Если вы любознательны и интересуетесь тем, что находится за порогом вашего дома, если стремитесь познавать новое, вам обеспечен увлекательный и полезный досуг. Для этого не нужна степень доктора, математические способности или дорогостоящее оборудование; фактически немалая часть наших знаний о насекомых – это вклад не специалистов, а людей самых разных профессий, для которых изучение насекомых было приятным занятием в свободное время. Такое хобби вознаградит во многих отношениях. Если вы сомневаетесь, возможно, вас убедят приключения с насекомыми, которые начнутся на следующей странице.</p><p>Ричард Хедстром</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Предисловие Вступление Предисловие Вступление Принято считать, что в настоящее время описано около 625000 – 1 250 000 различных видов насекомых. Существует же этих видов великое множество, и описанные составляют лишь часть обитающих на нашей планете. Поэтому никто не в состоянии уточнить эти примерные данные. Одни предполагают, что всего должно быть 2000000 видов; другие – что их гораздо больше, до 10 000 000. Поражают уже эти колоссальные цифры. А если даже минимальное количество видов умножить на среднее число особей каждого вида, результаты получатся поистине фантастические. Учтите далее, что не существует на свете двух совершенно сходных видов насекомых: каждый имеет свои особенности строения, питания и поведения. Мы знаем о насекомых очень много, немало о них написано, но все наши знания – только крупица еще неизвестного. Если взять минимальное количество описанных видов насекомых, окажется, что вряд ли известны личинки 10000 видов, а ведь это только один аспект предмета. Действительно, энтомология – наука о насекомых – настолько обширна, что специалист просто не успевает за свою жизнь ознакомиться с ней подробно и тщательно: каждый день рождает новые открытия. В наш век – век космических путешествий, атомной энергии, электроники – изучение насекомых может показаться юным исследователям, вступающим в науку, занятием малопривлекательным. Но следует помнить, что многочисленная армия насекомых представляет большую угрозу хозяйству, да и здоровью человека, чем любой другой реальный враг. Помимо этих практических соображений, знакомство с насекомыми просто может доставить большое удовольствие. Ведь совсем не обязательно углубляться в научные исследования – давайте лучше отправимся вслед за насекомыми в поисках приключений. Если вы любознательны и интересуетесь тем, что находится за порогом вашего дома, если стремитесь познавать новое, вам обеспечен увлекательный и полезный досуг. Для этого не нужна степень доктора, математические способности или дорогостоящее оборудование; фактически немалая часть наших знаний о насекомых – это вклад не специалистов, а людей самых разных профессий, для которых изучение насекомых было приятным занятием в свободное время. Такое хобби вознаградит во многих отношениях. Если вы сомневаетесь, возможно, вас убедят приключения с насекомыми, которые начнутся на следующей странице. Ричард Хедстром
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 24</h1> <section class="px3 mb4"> <p>От чего зависит окраска насекомых</p><p>В предыдущем приключении мы установили, что окраска насекомых нередко зависит от того, чем они питаются. Другими словами, их цвет непосредственно зависит от цвета пигментов, получаемых с пищей или образующихся из нее в результате химических процессов. Новое «меню» часто изменяет цвет личинок, а это (при прочих равных условиях) может повлиять даже на цвет взрослой особи. Гусеницы, вылупившиеся из одной кладки яиц, если их разделить и кормить разной пищей, могут приобрести разную окраску. Эта область почти не исследована, и перед вами здесь открывается широкое поле деятельности. Однако для успеха опытов необходима полная уверенность, что изменения в цвете – следствие изменений именно в пище: быстрые изменения в цвете, обусловленные развитием и накоплением пигментов в гиподерме или кутикуле, часто сопровождают и линьку. После линьки насекомое, как правило, имеет светлую окраску, но за очень короткое время формируется цвет, отличающийся от цвета в предшествующем возрасте. По мере того как насекомое развивается до половозрелого состояния, цвет также постепенно изменяется. Часто бывает, что насекомое, уже появившись из куколки, еще некоторое время не приобретает своего нормального цвета. Многие насекомые, развивающиеся в совершенно одинаковых условиях, различаются по окраске. Например, гусеницы одной и той же яйцекладки могут иметь различия в окраске, даже если они питаются на одном растении. Найдите гнездо американской белой бабочки, и вы увидите, что ее гусеницы сильно различаются по окраске. На окраску или рисунок насекомого часто влияют внешние факторы – температура, влажность, свет. Например, количество пигмента, откладывающегося в крыле бабочки, находится в прямой зависимости от того, насколько тепло было в период стадии куколки, когда формируются пигменты. Опыты показали, что черные или коричневые пятна можно увеличить, выставляя куколок на холод. Сравнив нижнюю поверхность крыльев восточной голубянки весеннего и летнего отрождений, вы обнаружите, что у первой черные пятна значительно больше (рис. 166). Более крупные пятна, – по-видимому, результат низких зимних температур, при которых насекомое проходило стадию куколки. Теми же различиями температур обусловлена изменчивость рисунка у нимфалиды-перламутровки: у бабочек весеннего отрождения на нижней поверхности крыльев отчетливые черноватые пятна, тогда как бабочки летнего отрождения имеют очень небольшой рисунок (рис. 167). Вы можете увидеть это сами, поместив куколок летнего отрождения в холодильник. Бабочки из этих куколок будут похожи на бабочек, появившихся весной, – если не все, то хотя бы некоторые.</p> <p>Обычно чем выше температура, тем ярче окраска, и, наоборот, чем ниже температура, тем окраска темнее.</p><p>Какое влияние оказывает на окраску влажность, если оказывает вообще, точно не известно. Насекомые островов и прибрежных районов обычно темнее своих собратьев, живущих на территории, удаленной от моря.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_26_pic_90.jpg"/> </p><p>Насекомые горных районов, где влажность высока, обычно имеют невзрачную, темную окраску. Мы не знаем, являются ли такие различия в окраске следствием влажности, или температуры, или совместного действия этих факторов.</p><p>Весьма важный фактор в окраске насекомых – свет. Большинство пигментов у животных образуется на свету. Ногохвостка-сминтурида прибрежная, например, но выходе из яйца имеет белую окраску, которую сохранит, если ее заслонить от солнечного света. А на свету она приобретает свой обычный, черный цвет. Личинки насекомых, которые живут в земле или в древесине, обычно белые или желтые; пещерные насекомые чаще всего белые или беловатые. Изменения окраски, вызванные изменениями интенсивности света, часто происходят в сложных глазах некоторых насекомых, имеющих дневное и ночное зрение, например у богомолов и палочников. Ночью они обычно темные, а днем – светлее.</p><p>Поймайте одного из них, и вы сможете проследить эти изменения в цвете. Каждый, кто собирал коллекцию насекомых, знает, что некоторые цветовые изменения происходят и после смерти насекомого: теряют свой блеск глаза некоторых мух; тускнеет золотистый жук-щитоноска. Даже темнота не помогает сохранить первоначальный цвет насекомых, собранных в коллекцию.</p><p>Широко распространено мнение, что великолепная окраска тропических насекомых и тусклая, однообразная арктических зависят от климата. Однако тысячи тропических насекомых имеют самую рядовую тускло-коричневую окраску, а некоторые жуки умеренных широт окрашены куда наряднее своих тропических родственников. Несомненно, климат сильно влияет на окраску насекомых, но мы знаем об этом еще очень мало. Предполагают, что более богатая окраска тропических насекомых объясняется большим числом видов и родов, а следовательно, большей возможностью развития цветовых изменений (вариаций).</p><p>Альбинизм, довольно распространенный у высших животных, иногда наблюдается и у насекомых и обычно обусловлен недостатком пигмента. Бабочка-белянка еуримус, обычно желтоватая, часто бывает альбиносом – попробуйте найти такой экземпляр. Иногда у насекомых наблюдается потемнение окраски – явление, причину которого, кажется, еще никто не выяснил.</p><p>Еще больший интерес представляет сезонность окраски у различных насекомых. У насекомых, имеющих несколько поколений в год, представители разных поколений могут так сильно отличаться друг от друга, что ничего не стоит ошибиться, приняв их за насекомых разных видов. Это явление называется полиморфизмом, или полихромизмом. Полихромизм может быть диморфным, триморфным или полиморфным в зависимости от количества различных форм. Бабочка-углокрыльница вопросительная имеет две формы, различающиеся не только по расцветке, но и по форме крыльев.</p><p>Голубянка имеет три формы: ранневесеннюю – маленькие бабочки с большим черным рисунком, поздневесеннюю – более крупные с черным рисунком, выраженным слабее, и летнюю – бабочки еще крупнее с едва заметным черным рисунком. Парусник аякс также имеет три формы. Каждая последующая форма крупнее, с более длинными хвостами на задних крыльях. Многие бабочки, такие, как завезенная к нам репная белянка, чертополоховка, бабочка адмирал, парусник светлый и парусник баттус, имеют несколько форм. Сезонное увеличение размера является, вероятно, следствием усиленного обмена веществ в результате повышения температуры: хорошо известно, что тепло стимулирует рост, а холод замедляет его. Однако высокие температуры так влияют на развитие некоторых гусениц, что те окукливаются до окончания роста и в результате взрослые особи имеют карликовые размеры. Интересно отметить также, что полиморфизм не обязательно связан с развитием в двух или трех поколениях: некоторые насекомые, развивающиеся в одном поколении, все же полиморфны. Большая перламутровка имеет длинный период откладки яиц, с мая по октябрь. Бабочки, появляющиеся в начале сезона, мельче и имеют более тусклую окраску по сравнению с теми, что появляются позднее.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 24 От чего зависит окраска насекомых В предыдущем приключении мы установили, что окраска насекомых нередко зависит от того, чем они питаются. Другими словами, их цвет непосредственно зависит от цвета пигментов, получаемых с пищей или образующихся из нее в результате химических процессов. Новое «меню» часто изменяет цвет личинок, а это (при прочих равных условиях) может повлиять даже на цвет взрослой особи. Гусеницы, вылупившиеся из одной кладки яиц, если их разделить и кормить разной пищей, могут приобрести разную окраску. Эта область почти не исследована, и перед вами здесь открывается широкое поле деятельности. Однако для успеха опытов необходима полная уверенность, что изменения в цвете – следствие изменений именно в пище: быстрые изменения в цвете, обусловленные развитием и накоплением пигментов в гиподерме или кутикуле, часто сопровождают и линьку. После линьки насекомое, как правило, имеет светлую окраску, но за очень короткое время формируется цвет, отличающийся от цвета в предшествующем возрасте. По мере того как насекомое развивается до половозрелого состояния, цвет также постепенно изменяется. Часто бывает, что насекомое, уже появившись из куколки, еще некоторое время не приобретает своего нормального цвета. Многие насекомые, развивающиеся в совершенно одинаковых условиях, различаются по окраске. Например, гусеницы одной и той же яйцекладки могут иметь различия в окраске, даже если они питаются на одном растении. Найдите гнездо американской белой бабочки, и вы увидите, что ее гусеницы сильно различаются по окраске. На окраску или рисунок насекомого часто влияют внешние факторы – температура, влажность, свет. Например, количество пигмента, откладывающегося в крыле бабочки, находится в прямой зависимости от того, насколько тепло было в период стадии куколки, когда формируются пигменты. Опыты показали, что черные или коричневые пятна можно увеличить, выставляя куколок на холод. Сравнив нижнюю поверхность крыльев восточной голубянки весеннего и летнего отрождений, вы обнаружите, что у первой черные пятна значительно больше (рис. 166). Более крупные пятна, – по-видимому, результат низких зимних температур, при которых насекомое проходило стадию куколки. Теми же различиями температур обусловлена изменчивость рисунка у нимфалиды-перламутровки: у бабочек весеннего отрождения на нижней поверхности крыльев отчетливые черноватые пятна, тогда как бабочки летнего отрождения имеют очень небольшой рисунок (рис. 167). Вы можете увидеть это сами, поместив куколок летнего отрождения в холодильник. Бабочки из этих куколок будут похожи на бабочек, появившихся весной, – если не все, то хотя бы некоторые. Обычно чем выше температура, тем ярче окраска, и, наоборот, чем ниже температура, тем окраска темнее. Какое влияние оказывает на окраску влажность, если оказывает вообще, точно не известно. Насекомые островов и прибрежных районов обычно темнее своих собратьев, живущих на территории, удаленной от моря. Насекомые горных районов, где влажность высока, обычно имеют невзрачную, темную окраску. Мы не знаем, являются ли такие различия в окраске следствием влажности, или температуры, или совместного действия этих факторов. Весьма важный фактор в окраске насекомых – свет. Большинство пигментов у животных образуется на свету. Ногохвостка-сминтурида прибрежная, например, но выходе из яйца имеет белую окраску, которую сохранит, если ее заслонить от солнечного света. А на свету она приобретает свой обычный, черный цвет. Личинки насекомых, которые живут в земле или в древесине, обычно белые или желтые; пещерные насекомые чаще всего белые или беловатые. Изменения окраски, вызванные изменениями интенсивности света, часто происходят в сложных глазах некоторых насекомых, имеющих дневное и ночное зрение, например у богомолов и палочников. Ночью они обычно темные, а днем – светлее. Поймайте одного из них, и вы сможете проследить эти изменения в цвете. Каждый, кто собирал коллекцию насекомых, знает, что некоторые цветовые изменения происходят и после смерти насекомого: теряют свой блеск глаза некоторых мух; тускнеет золотистый жук-щитоноска. Даже темнота не помогает сохранить первоначальный цвет насекомых, собранных в коллекцию. Широко распространено мнение, что великолепная окраска тропических насекомых и тусклая, однообразная арктических зависят от климата. Однако тысячи тропических насекомых имеют самую рядовую тускло-коричневую окраску, а некоторые жуки умеренных широт окрашены куда наряднее своих тропических родственников. Несомненно, климат сильно влияет на окраску насекомых, но мы знаем об этом еще очень мало. Предполагают, что более богатая окраска тропических насекомых объясняется большим числом видов и родов, а следовательно, большей возможностью развития цветовых изменений (вариаций). Альбинизм, довольно распространенный у высших животных, иногда наблюдается и у насекомых и обычно обусловлен недостатком пигмента. Бабочка-белянка еуримус, обычно желтоватая, часто бывает альбиносом – попробуйте найти такой экземпляр. Иногда у насекомых наблюдается потемнение окраски – явление, причину которого, кажется, еще никто не выяснил. Еще больший интерес представляет сезонность окраски у различных насекомых. У насекомых, имеющих несколько поколений в год, представители разных поколений могут так сильно отличаться друг от друга, что ничего не стоит ошибиться, приняв их за насекомых разных видов. Это явление называется полиморфизмом, или полихромизмом. Полихромизм может быть диморфным, триморфным или полиморфным в зависимости от количества различных форм. Бабочка-углокрыльница вопросительная имеет две формы, различающиеся не только по расцветке, но и по форме крыльев. Голубянка имеет три формы: ранневесеннюю – маленькие бабочки с большим черным рисунком, поздневесеннюю – более крупные с черным рисунком, выраженным слабее, и летнюю – бабочки еще крупнее с едва заметным черным рисунком. Парусник аякс также имеет три формы. Каждая последующая форма крупнее, с более длинными хвостами на задних крыльях. Многие бабочки, такие, как завезенная к нам репная белянка, чертополоховка, бабочка адмирал, парусник светлый и парусник баттус, имеют несколько форм. Сезонное увеличение размера является, вероятно, следствием усиленного обмена веществ в результате повышения температуры: хорошо известно, что тепло стимулирует рост, а холод замедляет его. Однако высокие температуры так влияют на развитие некоторых гусениц, что те окукливаются до окончания роста и в результате взрослые особи имеют карликовые размеры. Интересно отметить также, что полиморфизм не обязательно связан с развитием в двух или трех поколениях: некоторые насекомые, развивающиеся в одном поколении, все же полиморфны. Большая перламутровка имеет длинный период откладки яиц, с мая по октябрь. Бабочки, появляющиеся в начале сезона, мельче и имеют более тусклую окраску по сравнению с теми, что появляются позднее.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 17</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Знакомимся с насекомыми – создателями чехлов</p><p>Многие насекомые используют свой шелк иначе: они не связывают листьев, не делают паутинного гнезда, а строят шелковистые трубки или связывают в трубки различные материалы. Эти трубки называются чехликами, а сами насекомые – чехликовыми молями. Некоторые строители чехликов повсюду носят их с собой и называются поэтому чехлоносками. Существует всего несколько видов чехлоносок, но ни один из них фактически не носит чехла всю жизнь: когда наступает время окукливания, они прикрепляют свои чехлики к какой-нибудь опоре. Обычно чехлы цилиндрические, но могут иметь и другие, самые разнообразные формы.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_19_pic_67.jpg"/> </p><p>Рис. 124. Чехол листовой яблонной огневки.</p><p>Некоторых насекомых называют «сминателями» листьев: они собирают листья в комки и сминают, делая из них сильно изогнутые конусообразные трубки, узкие на закрытом конце и значительно расширенные на открытом. Трубки эти обычно большие, и их легко заметить. Личинки живут внутри трубок и питаются соседними листьями, одновременно стягивая и связывая их шелковыми нитями. За это их называют также «связывателями» листьев. По существу, навык делать чехол объединяется с навыками свертывать и складывать лист, так как во всех этих случаях проявляется способность насекомого прясть шелк.</p> <p>Типичным представителем огневок, сминающих листья, является листовая яблонная огневка – распространенные и довольно многочисленные насекомые. Личинки делают чехлы в форме рупора и покрывают их черными выделениями (рис. 124). Перед самым концом лета листья собираются в заметные скопления, в которых спрятаны шелковистые чехлы. Зимой поищите на яблоне, сливе или вишне увядшие, смятые листья, – возможно, вам попадутся чехлы, занятые личинками, и, разглядев один из них, вы поймете, как он «сконструирован».</p><p>Тонкие шелковистые трубки (рис. 125), облепленные илом, частичками песка или растительным материалом, – жилище личинок различных комаров-дергунов, или звонцов. Эти трубки прикрепляются к растениям или многочисленными колониями располагаются на дне водоемов. Их можно собрать в луже, в подстилке из опавших листьев, или зачерпнув миской немного ила со дна пруда и дав «улову» постоять два-три часа: края миски наверняка покроются сетью трубок. Личинки мошек делают чехлики в форме сапога (рис. 126) и в них окукливаются. Эти куколочные чехлики легко найти: на скалах в быстрых потоках холодной воды они образуют хорошо заметные золотистые налеты.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_19_pic_68.jpg"/> </p><p>Некоторые насекомые, обитающие в муке грубого помола и в первосортной муке, такие, как огневки мучная, амбарная, южная и мельничная, строят трубки из частичек муки, которые скрепляют прядями шелка. Может быть, вы видели на лугу или пастбище, как маленькие бабочки-огневки внезапно взлетают и опускаются на стебли травы, располагаясь параллельно стеблю; их крылья при этом плотно обернуты вокруг тела (рис. 127). Личинки строят шелковистые трубки, используя частицы земли и растительного материала. Поскольку трубки расположены у самой поверхности земли или даже под землей, найти их нелегко.</p><p>Необычный чехол делает кувшинковая листовая огневка, часто встречающаяся в спокойной воде среди желтых и белых кувшинок: она откусывает два кусочка от плавающего листа кувшинки (длина каждого приблизительно 2,5 сантиметра) и скрепляет их края прядями шелка (рис. 128). Иногда гусеница откусывает один кусок и прикрепляет его к нижней поверхности того же самого плавающего листа кувшинки. Чехол расположен под водой и наполнен водой, но у гусеницы есть жабры. Близкий ей вид огневки, лишенный жабр, строит примерно такой же чехол, а для дыхания использует окружающие его пузырьки воздуха и, возможно, кислород, выделяемый кусочками зеленого листа, которые составляют чехол.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_19_pic_69.jpg"/> </p><p>Очень интересен чехол кленовой чехлоноски. Гусеница вырезает овальный кусок кленового листа, помещает его к себе па спину и прикрепляет по краям шелковыми нитями (рис. 129). Это и есть дом, в котором она живет. По мере того как гусеница питается и растет, дом становится тесным. Тогда она выходит за край чехла, вырезает новый овальный кусок, немного больше, чем первый, и прикрепляет его к внешним краям меньшего куска. Затем переворачивает чехол так, что прежний, меньший, оказывается на листе, а больший – на спине. Затем больший прикрепляется к листу. Гусеница располагается между двумя чехлами и питается, высовывая голову наружу и выедая участки листа, до которого она может добраться, не покидая своего убежища. Съев все, до чего можно было достать, гусеница отделяет чехол от листа и несет его на спине на новое место. Такая передвигающаяся гусеница похожа на маленькую черепаху. Личинка может менять место несколько раз; лист, на котором она питалась, покрывается рядами овальных отверстий и кольцеобразных пятен – там, где зеленая ткань листа разрушена. Мы уже видели, что, когда старый чехол становится тесным, личинка вырезает новый овальный кусок, немного больше первого и притом вокруг старого чехла. Казалось бы, она рубит сук, на котором сидит. Попробуйте выяснить, как насекомое избегает подобной катастрофы.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_19_pic_70.jpg"/> </p><p>Интересна форма некоторых чехлов: например, чехол яблонной чехлоноски похож на трубку (рис. 130); чехол западной чехлоноски сигарообразный (рис. 131). Делаются они из шелка, пушка с листьев и экскрементов. Названные насекомые являются вредителями яблони, на листьях которой обычно и встречаются их чехлики. Очень своеобразные чехлы делают также бабочки-мешочницы (рис. 132).</p><p>Гусеницы откусывают кусочки коры и вделывают их в подбитые шелковой тканью убежища, которые они затем укрепляют еще и кусочками листьев. Гусеницы повсюду носят с собой свои чехлики, до тех пор пока не закончат рост. Затем они прикрепляют чехлики к веточке и окукливаются внутри них.</p><p>Существует несколько видов бабочек-мешочниц; наиболее известна мешочница поденкоподобная. Она питается на многих деревьях, но предпочитает виргинский можжевельник и восточную тую. Ее чехол имеет около 5 сантиметров в длину, найти его можно в течение всей зимы. Внутри чехла лежат яйца, отложенные самкой. Однако некоторые чехлы оказываются пустыми: в них развивались гусеницы, давшие самцов.</p><p>Настоящие моли часто досаждают нам. Гусеницы моли, известной под названием шубной, прядут цилиндрические чехлы из шелка и кусочков материи, на которой они живут (рис. 133). Поместите несколько гусениц в закрытую банку, содержащую немного материи, которой они питаются, и понаблюдайте с помощью лупы, как они расширяют свои чехлы по мере роста.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_19_pic_71.jpg"/> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Приключение 17 Знакомимся с насекомыми – создателями чехлов Многие насекомые используют свой шелк иначе: они не связывают листьев, не делают паутинного гнезда, а строят шелковистые трубки или связывают в трубки различные материалы. Эти трубки называются чехликами, а сами насекомые – чехликовыми молями. Некоторые строители чехликов повсюду носят их с собой и называются поэтому чехлоносками. Существует всего несколько видов чехлоносок, но ни один из них фактически не носит чехла всю жизнь: когда наступает время окукливания, они прикрепляют свои чехлики к какой-нибудь опоре. Обычно чехлы цилиндрические, но могут иметь и другие, самые разнообразные формы. Рис. 124. Чехол листовой яблонной огневки. Некоторых насекомых называют «сминателями» листьев: они собирают листья в комки и сминают, делая из них сильно изогнутые конусообразные трубки, узкие на закрытом конце и значительно расширенные на открытом. Трубки эти обычно большие, и их легко заметить. Личинки живут внутри трубок и питаются соседними листьями, одновременно стягивая и связывая их шелковыми нитями. За это их называют также «связывателями» листьев. По существу, навык делать чехол объединяется с навыками свертывать и складывать лист, так как во всех этих случаях проявляется способность насекомого прясть шелк. Типичным представителем огневок, сминающих листья, является листовая яблонная огневка – распространенные и довольно многочисленные насекомые. Личинки делают чехлы в форме рупора и покрывают их черными выделениями (рис. 124). Перед самым концом лета листья собираются в заметные скопления, в которых спрятаны шелковистые чехлы. Зимой поищите на яблоне, сливе или вишне увядшие, смятые листья, – возможно, вам попадутся чехлы, занятые личинками, и, разглядев один из них, вы поймете, как он «сконструирован». Тонкие шелковистые трубки (рис. 125), облепленные илом, частичками песка или растительным материалом, – жилище личинок различных комаров-дергунов, или звонцов. Эти трубки прикрепляются к растениям или многочисленными колониями располагаются на дне водоемов. Их можно собрать в луже, в подстилке из опавших листьев, или зачерпнув миской немного ила со дна пруда и дав «улову» постоять два-три часа: края миски наверняка покроются сетью трубок. Личинки мошек делают чехлики в форме сапога (рис. 126) и в них окукливаются. Эти куколочные чехлики легко найти: на скалах в быстрых потоках холодной воды они образуют хорошо заметные золотистые налеты. Некоторые насекомые, обитающие в муке грубого помола и в первосортной муке, такие, как огневки мучная, амбарная, южная и мельничная, строят трубки из частичек муки, которые скрепляют прядями шелка. Может быть, вы видели на лугу или пастбище, как маленькие бабочки-огневки внезапно взлетают и опускаются на стебли травы, располагаясь параллельно стеблю; их крылья при этом плотно обернуты вокруг тела (рис. 127). Личинки строят шелковистые трубки, используя частицы земли и растительного материала. Поскольку трубки расположены у самой поверхности земли или даже под землей, найти их нелегко. Необычный чехол делает кувшинковая листовая огневка, часто встречающаяся в спокойной воде среди желтых и белых кувшинок: она откусывает два кусочка от плавающего листа кувшинки (длина каждого приблизительно 2,5 сантиметра) и скрепляет их края прядями шелка (рис. 128). Иногда гусеница откусывает один кусок и прикрепляет его к нижней поверхности того же самого плавающего листа кувшинки. Чехол расположен под водой и наполнен водой, но у гусеницы есть жабры. Близкий ей вид огневки, лишенный жабр, строит примерно такой же чехол, а для дыхания использует окружающие его пузырьки воздуха и, возможно, кислород, выделяемый кусочками зеленого листа, которые составляют чехол. Очень интересен чехол кленовой чехлоноски. Гусеница вырезает овальный кусок кленового листа, помещает его к себе па спину и прикрепляет по краям шелковыми нитями (рис. 129). Это и есть дом, в котором она живет. По мере того как гусеница питается и растет, дом становится тесным. Тогда она выходит за край чехла, вырезает новый овальный кусок, немного больше, чем первый, и прикрепляет его к внешним краям меньшего куска. Затем переворачивает чехол так, что прежний, меньший, оказывается на листе, а больший – на спине. Затем больший прикрепляется к листу. Гусеница располагается между двумя чехлами и питается, высовывая голову наружу и выедая участки листа, до которого она может добраться, не покидая своего убежища. Съев все, до чего можно было достать, гусеница отделяет чехол от листа и несет его на спине на новое место. Такая передвигающаяся гусеница похожа на маленькую черепаху. Личинка может менять место несколько раз; лист, на котором она питалась, покрывается рядами овальных отверстий и кольцеобразных пятен – там, где зеленая ткань листа разрушена. Мы уже видели, что, когда старый чехол становится тесным, личинка вырезает новый овальный кусок, немного больше первого и притом вокруг старого чехла. Казалось бы, она рубит сук, на котором сидит. Попробуйте выяснить, как насекомое избегает подобной катастрофы. Интересна форма некоторых чехлов: например, чехол яблонной чехлоноски похож на трубку (рис. 130); чехол западной чехлоноски сигарообразный (рис. 131). Делаются они из шелка, пушка с листьев и экскрементов. Названные насекомые являются вредителями яблони, на листьях которой обычно и встречаются их чехлики. Очень своеобразные чехлы делают также бабочки-мешочницы (рис. 132). Гусеницы откусывают кусочки коры и вделывают их в подбитые шелковой тканью убежища, которые они затем укрепляют еще и кусочками листьев. Гусеницы повсюду носят с собой свои чехлики, до тех пор пока не закончат рост. Затем они прикрепляют чехлики к веточке и окукливаются внутри них. Существует несколько видов бабочек-мешочниц; наиболее известна мешочница поденкоподобная. Она питается на многих деревьях, но предпочитает виргинский можжевельник и восточную тую. Ее чехол имеет около 5 сантиметров в длину, найти его можно в течение всей зимы. Внутри чехла лежат яйца, отложенные самкой. Однако некоторые чехлы оказываются пустыми: в них развивались гусеницы, давшие самцов. Настоящие моли часто досаждают нам. Гусеницы моли, известной под названием шубной, прядут цилиндрические чехлы из шелка и кусочков материи, на которой они живут (рис. 133). Поместите несколько гусениц в закрытую банку, содержащую немного материи, которой они питаются, и понаблюдайте с помощью лупы, как они расширяют свои чехлы по мере роста.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 6</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Леопард не может изменить свои пятна, но другие животные, оказывается, могут сделать это</p><p>Гусеницы монарха, за чьим развитием мы проследили в последнем приключении, если не считать постепенного увеличения в размере, не изменяют своего внешнего вида. А что же происходит с другими гусеницами? Возьмем, к примеру, гусеницу сатурнии цекропии.</p><p>Можно найти яйца этой ночной бабочки и проследить, как она развивается. Яйца откладываются на различных деревьях и кустарниках, но, поскольку они маленькие и зеленого цвета, обнаружить их трудно. Лучше всего поискать зимой коконы: на голых веточках и ветвях растений, на которых питались гусеницы (рис. 58), они сразу заметны. Коконы снимают с веточек и помещают в ящик на открытом воздухе. Если коконы раскладываются открыто, подойдет деревянный ящик или любая коробка.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_8_pic_32.jpg"/> </p><p>Коконы лучше оставить не в комнате, а на воздухе, потому что здесь они будут иметь наилучшие – естественные – условия влажности и температуры. Можно оставить их и в доме, но только в прохладном месте, а не в теплом: гусеницы могут погибнуть от голода, если вылупятся раньше, чем распустятся листья растений, которыми они питаются. Весной, когда почки начинают распускаться, перенесите коконы в садок или террариум, достаточно просторный, чтобы бабочки, выйдя из коконов, могли немного летать, и поместите туда несколько веточек, чтобы они могли садиться. После того как бабочки выйдут, они спариваются и самки откладывают яйца на листья (которые нужно заранее им приготовить). Мы не особенно ограничены выбором растения и можем использовать листья яблони, сливы, вишни, винограда, американского лавра или различных видов ивы, клена, ясеня и березы.</p> <p>Из яиц выходят черные гусеницы длиной приблизительно 0,6 сантиметра. Каждый членик их украшен шестью острыми бугорками, или бородавками. Первая линька происходит приблизительно через четыре дня после выхода из яиц. Сменив старую шкурку, гусеницы становятся тускло-оранжевыми или желтыми с черными бугорками. Они питаются в течение шести или семи дней и затем снова линяют – теперь у них желтый наряд, а два бугорка на верхушке каждого сегмента стали крупнее и более заметны. Бугорки на первом сегменте синие, на втором и третьем – оранжево-красные, на остальных, за исключением одиннадцатого, – зеленовато-синие с черноватыми пятнами и шипами. На одиннадцатом сегменте вместо пары бугорков один большой, с черным ободком. Бугорки по бокам тела синие.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_8_pic_33.jpg"/> </p><p>Следующая линька происходит через пять или шесть дней, и гусеницы становятся голубоватозелеными. Большие бугорки на верхушке второго и третьего сегментов густо-оранжевые или кораллово-красные, бугорки на первом и последнем сегменте синие, а на всех остальных желтые.</p><p>Бугорки по бокам тела все еще синие. После четвертой линьки гусеницы достигают предельной длины (рис. 59), иногда до 7,5 сантиметра. Окраска в основном остается такой же, хотя цвет бугорков может измениться.</p><p>Мы проследили за развитием гусениц цекропии просто для того, чтобы показать, что изменение окраски может происходить после каждой линьки. При изучении развития различных насекомых, особенно тех, о которых мы мало знаем, важно замечать и регистрировать возрастные изменения в их окраске. Помимо этого, могут происходить изменения в строении отдельных частей или в форме всего тела. Например, гусеница бабочки-хохлатки седловидной имеет в первом возрасте большие, по форме похожие на оленьи рога на первом грудном сегменте и восемь пар заметных рогов на брюшных сегментах (рис. 60). Во втором возрасте все эти рога исчезают, за исключением маленьких рудиментов первой пары (рис. 61). Личинки некоторых минирующих листья насекомых, плоские в первом, втором и третьем возрастах, становятся цилиндрическими в четвертом и пятом. Еще более замечательные изменения происходят с личинкой жука-шпанки полосатой. На рис. 62 показана личинка в первой стадии ее развития, на рис. 63 – во второй, на рис. 64 – в третьей и на рис. 65 – в пятой.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_8_pic_34.jpg"/> </p><p>С процессом линьки связано много других интересных особенностей. После каждой линьки у насекомых усиливается аппетит. Часто по количеству потребляемой пищи можно даже определить возраст. С каждой последующей линькой увеличиваются также размеры фекалий. Однако продолжительность развития в старших возрастах обычно сокращается, другими словами, скорость роста увеличивается.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_8_pic_35.jpg"/> </p><p>Рис. 62. Личинка первого возраста жука-шпанки полосатой. Рис. 63. Личинка второго возраста жукашпанки полосатой.</p><p>У разных видов число линек различно и даже в пределах одного вида может изменяться в зависимости от таких условий, как влажность, температура и обеспеченность пищей. Опыты показали, что настоящие моли и шубный кожеед, которые питаются сухим веществом, иногда продолжают линять и в условиях голодания, уменьшаясь в размерах с каждой последующей линькой. Хорошо известно, что при недостаточном количестве или неподходящем виде пищи выкармливаются более мелкие особи взрослых насекомых.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_8_pic_36.jpg"/> </p><p>Не следует забывать, что в очень сложном процессе линьки заменяется не только внешний покров, но и выстилка значительной части пищеварительного тракта и органов дыхания. Насекомое в этот период обыкновенно бывает малоактивным, беспомощным и весьма чувствительным ко всяким воздействиям.</p><p>Поэтому одни насекомые ищут для линьки защищенное или уединенное место, например свернутый лист, другие же выпускают шелковистые нити, служащие защитным покровом.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 6 Леопард не может изменить свои пятна, но другие животные, оказывается, могут сделать это Гусеницы монарха, за чьим развитием мы проследили в последнем приключении, если не считать постепенного увеличения в размере, не изменяют своего внешнего вида. А что же происходит с другими гусеницами? Возьмем, к примеру, гусеницу сатурнии цекропии. Можно найти яйца этой ночной бабочки и проследить, как она развивается. Яйца откладываются на различных деревьях и кустарниках, но, поскольку они маленькие и зеленого цвета, обнаружить их трудно. Лучше всего поискать зимой коконы: на голых веточках и ветвях растений, на которых питались гусеницы (рис. 58), они сразу заметны. Коконы снимают с веточек и помещают в ящик на открытом воздухе. Если коконы раскладываются открыто, подойдет деревянный ящик или любая коробка. Коконы лучше оставить не в комнате, а на воздухе, потому что здесь они будут иметь наилучшие – естественные – условия влажности и температуры. Можно оставить их и в доме, но только в прохладном месте, а не в теплом: гусеницы могут погибнуть от голода, если вылупятся раньше, чем распустятся листья растений, которыми они питаются. Весной, когда почки начинают распускаться, перенесите коконы в садок или террариум, достаточно просторный, чтобы бабочки, выйдя из коконов, могли немного летать, и поместите туда несколько веточек, чтобы они могли садиться. После того как бабочки выйдут, они спариваются и самки откладывают яйца на листья (которые нужно заранее им приготовить). Мы не особенно ограничены выбором растения и можем использовать листья яблони, сливы, вишни, винограда, американского лавра или различных видов ивы, клена, ясеня и березы. Из яиц выходят черные гусеницы длиной приблизительно 0,6 сантиметра. Каждый членик их украшен шестью острыми бугорками, или бородавками. Первая линька происходит приблизительно через четыре дня после выхода из яиц. Сменив старую шкурку, гусеницы становятся тускло-оранжевыми или желтыми с черными бугорками. Они питаются в течение шести или семи дней и затем снова линяют – теперь у них желтый наряд, а два бугорка на верхушке каждого сегмента стали крупнее и более заметны. Бугорки на первом сегменте синие, на втором и третьем – оранжево-красные, на остальных, за исключением одиннадцатого, – зеленовато-синие с черноватыми пятнами и шипами. На одиннадцатом сегменте вместо пары бугорков один большой, с черным ободком. Бугорки по бокам тела синие. Следующая линька происходит через пять или шесть дней, и гусеницы становятся голубоватозелеными. Большие бугорки на верхушке второго и третьего сегментов густо-оранжевые или кораллово-красные, бугорки на первом и последнем сегменте синие, а на всех остальных желтые. Бугорки по бокам тела все еще синие. После четвертой линьки гусеницы достигают предельной длины (рис. 59), иногда до 7,5 сантиметра. Окраска в основном остается такой же, хотя цвет бугорков может измениться. Мы проследили за развитием гусениц цекропии просто для того, чтобы показать, что изменение окраски может происходить после каждой линьки. При изучении развития различных насекомых, особенно тех, о которых мы мало знаем, важно замечать и регистрировать возрастные изменения в их окраске. Помимо этого, могут происходить изменения в строении отдельных частей или в форме всего тела. Например, гусеница бабочки-хохлатки седловидной имеет в первом возрасте большие, по форме похожие на оленьи рога на первом грудном сегменте и восемь пар заметных рогов на брюшных сегментах (рис. 60). Во втором возрасте все эти рога исчезают, за исключением маленьких рудиментов первой пары (рис. 61). Личинки некоторых минирующих листья насекомых, плоские в первом, втором и третьем возрастах, становятся цилиндрическими в четвертом и пятом. Еще более замечательные изменения происходят с личинкой жука-шпанки полосатой. На рис. 62 показана личинка в первой стадии ее развития, на рис. 63 – во второй, на рис. 64 – в третьей и на рис. 65 – в пятой. С процессом линьки связано много других интересных особенностей. После каждой линьки у насекомых усиливается аппетит. Часто по количеству потребляемой пищи можно даже определить возраст. С каждой последующей линькой увеличиваются также размеры фекалий. Однако продолжительность развития в старших возрастах обычно сокращается, другими словами, скорость роста увеличивается. Рис. 62. Личинка первого возраста жука-шпанки полосатой. Рис. 63. Личинка второго возраста жукашпанки полосатой. У разных видов число линек различно и даже в пределах одного вида может изменяться в зависимости от таких условий, как влажность, температура и обеспеченность пищей. Опыты показали, что настоящие моли и шубный кожеед, которые питаются сухим веществом, иногда продолжают линять и в условиях голодания, уменьшаясь в размерах с каждой последующей линькой. Хорошо известно, что при недостаточном количестве или неподходящем виде пищи выкармливаются более мелкие особи взрослых насекомых. Не следует забывать, что в очень сложном процессе линьки заменяется не только внешний покров, но и выстилка значительной части пищеварительного тракта и органов дыхания. Насекомое в этот период обыкновенно бывает малоактивным, беспомощным и весьма чувствительным ко всяким воздействиям. Поэтому одни насекомые ищут для линьки защищенное или уединенное место, например свернутый лист, другие же выпускают шелковистые нити, служащие защитным покровом.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 23</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Исследуем окраску насекомых</p><p>Всем известно, что луч света, пройдя через стеклянную призму, дает своего рода радугу. Радужные переливы могут возникнуть, даже если луч попадает в обыкновенную лужу на шоссе. Радуга – это ряд плавно переходящих друг в друга цветовых полос с красной у одного края и фиолетовой у другого.</p><p>Ощущение цвета рождается, когда световые волны попадают на сетчатку глаза. Не вдаваясь в подробности природы цветового восприятия, скажем только, что каждому цвету соответствует световая волна определенной длины. Совокупность световых волн, составляющих спектр, дает белый свет (например, свет солнца). Падая на предмет, световые волны либо поглощаются им, либо отражаются, либо часть их поглощается, а часть отражается. Если предмет поглощает все волны, он выглядит черным; если отражает – белым; если поглощает все волны, кроме красной, которую отражает, – красным; если поглощает все волны, кроме синей, которую отражает, – синим; если предмет отражает волны двух разных частот, его окраска представляет сочетание цветов, обусловленных отраженными волнами. Конечно, весь этот процесс гораздо сложнее, но суть его именно такова.</p> <p>Для натуралиста важен не только цвет; окраска насекомого определяется расположением цветовых пятен, или рисунком. В мире насекомых мы встречаем и тускло-коричневых, почти бесцветных, и великолепно окрашенных, а иногда и таких, которые напоминают прекрасные драгоценные камни с золотыми и серебряными блестками, да еще покрытые тончайшей, изящнейшей гравировкой. Как объяснить такое разнообразие?</p><p>Поскольку цвет – это результат поглощения или отражения волн различной длины, окраска насекомых может зависеть либо от их структурных особенностей, либо от веществ, имеющихся в их покровах, – от того, поглощают они или отражают волны падающего на них света. Соответственно окраску насекомых можно подразделить на структурную и пигментную. Например, зеленая окраска многих гусениц и саранчовых обусловлена главным образом тем, что в листьях, которыми они питаются, содержится зеленое красящее вещество – хлорофилл, который слегка окрашивает кровь насекомых и просвечивает через их наружные покровы. Насекомые, питающиеся кровью высших животных, приобретают красную окраску за счет поглощенного гемоглобина. Такие красящие вещества известны как пигменты. Насекомое берет их непосредственно из нищи, либо вырабатывает из полученных с пищей веществ, либо они являются продуктами выделения. Коричневая и черная окраска насекомых обусловлена побочными продуктами обмена веществ – азотистыми веществами меланинами, которые рассеяны во внешнем слое кутикулы.</p><p>Помимо хлорофилла, в листьях есть и другие пигменты – каротин и ксантофилл; именно они дают осенним листьям такую красивую окраску. За счет этих пигментов, полученных из растительной пищи, насекомые приобретают красные и желтые цвета. Встречаются каротин и ксантофилл в кутикуле и гиподерме. Интересно отметить, что насекомые, поедающие листоеда картофельного, приобретают желтый цвет от съеденных жуков, которые в свою очередь получают его из листьев картофеля.</p><p>Вещество антоциан, которому некоторые цветы, плоды, листья и стебли обязаны красной и пурпурной окраской, дает красные, пурпурные и, возможно, синие цвета и многим насекомым. О синих цветах приходится говорить с большей осторожностью, так как мы еще очень мало знаем о синих пигментах у насекомых. Впрочем, и встречаются они редко. Синие, фиолетовые и зеленые цвета у насекомых, как правило, являются структурными. Розовые, пурпурные и зеленые цвета у некоторых видов насекомых зависят от наличия определенных веществ. Красный и желтый пигменты являются экскреторными продуктами, производными мочевой кислоты. Тускло-желтые и коричневые цвета часто обусловливаются содержащимся в листьях танином.</p><p>Радужная окраска крыла мухи и мыльного пузыря определяется одним и тем же явлением. Но в отличие от мыльного пузыря крыло мухи состоит из двух тонких, прозрачных, слегка разделенных мембран, или пластинок, и поэтому окраска крыла мухи зависит от расстояния между ними. Она объясняется интерференцией. Переливающаяся окраска крыла дневной бабочки объясняется дифракцией света на мелких параллельных желобках, или бороздках, рядком расположенных на чешуйках крыльев. Эти желобки, которые можно увидеть, рассмотрев чешуйку под микроскопом, разбивают свет на составляющие его части – почти так же, как призма расщепляет свет, образуя спектр. Какой получится цвет, это зависит от расстояния между бороздками. Однако яркие, великолепные цвета различных тропических дневных бабочек обусловлены тем, что чешуйки и окрашены, и покрыты бороздками.</p><p>Иногда чешуйки бабочек имеют смешанные цвета: дело тут не только в поверхностной окраске, но и в расслоении чешуек и частичном наложении двух или более чешуек одна на другую.</p><p>Чтобы представить себе, как получаются некоторые цвета при отражении света, поместите крыло яркосиней бабочки на предметный столик микроскопа, затенив его так, чтобы оно было видно только в проходящем свете (от зеркала микроскопа). Синий цвет пропадает. Причина этого явления заключается в том, что свет, проходя непосредственно через чешуйки, не преломляется и мы видим только цвета, образованные пигментом.</p><p>Если вы снова рассмотрите чешуйки под микроскопом, они окажутся коричневыми в лучах проходящего света и фиолетовыми – в лучах отраженного. Для невооруженного глаза цвет крыла либо коричневый, либо фиолетовый в зависимости от того, как отражается свет – от пигмента или от поверхности чешуек, покрытой узкими бороздками.</p><p>Переливающиеся синие и зеленые цвета и радужность у некоторых жуков в какой-то мере обусловлены тем, что бороздки, или углубления, преломляют свет. Их можно увидеть с помощью увеличительного стекла или микроскопа. Однако сами по себе бороздки не создают никакого цвета; только когда они сочетаются с отражающей или преломляющей поверхностью и пигментным слоем, возникает радужность. Причина металлического блеска многих насекомых почти та же, что и золота, серебра или меди, которые светонепроницаемы и практически отражают весь падающий на них свет. Отсюда и характерный металлический блеск. Но дело не только в этом. В непрозрачную поверхность названных металлов проникает лишь небольшая часть световой волны. Однако волны разной длины проникают на разную глубину, поэтому не все цвета воспринимаются одинаково свободно. В результате проходящий свет дает основной тон, а отраженный дополняет его. У золота отраженный свет – желтый, проходящий – синий. Зеленоватый блеск некоторых жуков-скакунов и жуков-златок имеет такое же происхождение. Все это довольно сложно. Серебристо-белый цвет некоторых насекомых объясняется полным отражением света. Свет могут отражать чешуйки, наполненные воздухом мешочки или трахеи и пузырьки воздуха, соединенные с волосками тела; многие водные насекомые, например жукиплавунцы, уносят эти воздушные пузырьки под воду.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 23 Исследуем окраску насекомых Всем известно, что луч света, пройдя через стеклянную призму, дает своего рода радугу. Радужные переливы могут возникнуть, даже если луч попадает в обыкновенную лужу на шоссе. Радуга – это ряд плавно переходящих друг в друга цветовых полос с красной у одного края и фиолетовой у другого. Ощущение цвета рождается, когда световые волны попадают на сетчатку глаза. Не вдаваясь в подробности природы цветового восприятия, скажем только, что каждому цвету соответствует световая волна определенной длины. Совокупность световых волн, составляющих спектр, дает белый свет (например, свет солнца). Падая на предмет, световые волны либо поглощаются им, либо отражаются, либо часть их поглощается, а часть отражается. Если предмет поглощает все волны, он выглядит черным; если отражает – белым; если поглощает все волны, кроме красной, которую отражает, – красным; если поглощает все волны, кроме синей, которую отражает, – синим; если предмет отражает волны двух разных частот, его окраска представляет сочетание цветов, обусловленных отраженными волнами. Конечно, весь этот процесс гораздо сложнее, но суть его именно такова. Для натуралиста важен не только цвет; окраска насекомого определяется расположением цветовых пятен, или рисунком. В мире насекомых мы встречаем и тускло-коричневых, почти бесцветных, и великолепно окрашенных, а иногда и таких, которые напоминают прекрасные драгоценные камни с золотыми и серебряными блестками, да еще покрытые тончайшей, изящнейшей гравировкой. Как объяснить такое разнообразие? Поскольку цвет – это результат поглощения или отражения волн различной длины, окраска насекомых может зависеть либо от их структурных особенностей, либо от веществ, имеющихся в их покровах, – от того, поглощают они или отражают волны падающего на них света. Соответственно окраску насекомых можно подразделить на структурную и пигментную. Например, зеленая окраска многих гусениц и саранчовых обусловлена главным образом тем, что в листьях, которыми они питаются, содержится зеленое красящее вещество – хлорофилл, который слегка окрашивает кровь насекомых и просвечивает через их наружные покровы. Насекомые, питающиеся кровью высших животных, приобретают красную окраску за счет поглощенного гемоглобина. Такие красящие вещества известны как пигменты. Насекомое берет их непосредственно из нищи, либо вырабатывает из полученных с пищей веществ, либо они являются продуктами выделения. Коричневая и черная окраска насекомых обусловлена побочными продуктами обмена веществ – азотистыми веществами меланинами, которые рассеяны во внешнем слое кутикулы. Помимо хлорофилла, в листьях есть и другие пигменты – каротин и ксантофилл; именно они дают осенним листьям такую красивую окраску. За счет этих пигментов, полученных из растительной пищи, насекомые приобретают красные и желтые цвета. Встречаются каротин и ксантофилл в кутикуле и гиподерме. Интересно отметить, что насекомые, поедающие листоеда картофельного, приобретают желтый цвет от съеденных жуков, которые в свою очередь получают его из листьев картофеля. Вещество антоциан, которому некоторые цветы, плоды, листья и стебли обязаны красной и пурпурной окраской, дает красные, пурпурные и, возможно, синие цвета и многим насекомым. О синих цветах приходится говорить с большей осторожностью, так как мы еще очень мало знаем о синих пигментах у насекомых. Впрочем, и встречаются они редко. Синие, фиолетовые и зеленые цвета у насекомых, как правило, являются структурными. Розовые, пурпурные и зеленые цвета у некоторых видов насекомых зависят от наличия определенных веществ. Красный и желтый пигменты являются экскреторными продуктами, производными мочевой кислоты. Тускло-желтые и коричневые цвета часто обусловливаются содержащимся в листьях танином. Радужная окраска крыла мухи и мыльного пузыря определяется одним и тем же явлением. Но в отличие от мыльного пузыря крыло мухи состоит из двух тонких, прозрачных, слегка разделенных мембран, или пластинок, и поэтому окраска крыла мухи зависит от расстояния между ними. Она объясняется интерференцией. Переливающаяся окраска крыла дневной бабочки объясняется дифракцией света на мелких параллельных желобках, или бороздках, рядком расположенных на чешуйках крыльев. Эти желобки, которые можно увидеть, рассмотрев чешуйку под микроскопом, разбивают свет на составляющие его части – почти так же, как призма расщепляет свет, образуя спектр. Какой получится цвет, это зависит от расстояния между бороздками. Однако яркие, великолепные цвета различных тропических дневных бабочек обусловлены тем, что чешуйки и окрашены, и покрыты бороздками. Иногда чешуйки бабочек имеют смешанные цвета: дело тут не только в поверхностной окраске, но и в расслоении чешуек и частичном наложении двух или более чешуек одна на другую. Чтобы представить себе, как получаются некоторые цвета при отражении света, поместите крыло яркосиней бабочки на предметный столик микроскопа, затенив его так, чтобы оно было видно только в проходящем свете (от зеркала микроскопа). Синий цвет пропадает. Причина этого явления заключается в том, что свет, проходя непосредственно через чешуйки, не преломляется и мы видим только цвета, образованные пигментом. Если вы снова рассмотрите чешуйки под микроскопом, они окажутся коричневыми в лучах проходящего света и фиолетовыми – в лучах отраженного. Для невооруженного глаза цвет крыла либо коричневый, либо фиолетовый в зависимости от того, как отражается свет – от пигмента или от поверхности чешуек, покрытой узкими бороздками. Переливающиеся синие и зеленые цвета и радужность у некоторых жуков в какой-то мере обусловлены тем, что бороздки, или углубления, преломляют свет. Их можно увидеть с помощью увеличительного стекла или микроскопа. Однако сами по себе бороздки не создают никакого цвета; только когда они сочетаются с отражающей или преломляющей поверхностью и пигментным слоем, возникает радужность. Причина металлического блеска многих насекомых почти та же, что и золота, серебра или меди, которые светонепроницаемы и практически отражают весь падающий на них свет. Отсюда и характерный металлический блеск. Но дело не только в этом. В непрозрачную поверхность названных металлов проникает лишь небольшая часть световой волны. Однако волны разной длины проникают на разную глубину, поэтому не все цвета воспринимаются одинаково свободно. В результате проходящий свет дает основной тон, а отраженный дополняет его. У золота отраженный свет – желтый, проходящий – синий. Зеленоватый блеск некоторых жуков-скакунов и жуков-златок имеет такое же происхождение. Все это довольно сложно. Серебристо-белый цвет некоторых насекомых объясняется полным отражением света. Свет могут отражать чешуйки, наполненные воздухом мешочки или трахеи и пузырьки воздуха, соединенные с волосками тела; многие водные насекомые, например жукиплавунцы, уносят эти воздушные пузырьки под воду.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 14</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Знакомимся с короедами</p><p>Как-нибудь на прогулке снимите кору с мертвой ветки или со ствола засохшего дерева и исследуйте ее внутренний слой или заболонь1. Весьма вероятно, что вы обнаружите украшения в виде аккуратно вырезанных ходов (рис. 106) – результат работы маленьких или среднего размера жуков, чаще всего коричневых, но иногда и черных, обычно с тупым задним концом тела, как будто поперечно срезанным (рис. 107). 1 Заболонь – наружные, молодые, еще не отвердевшие слои древесины, проводящие воду. – Прим. ред.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_16_pic_57.jpg"/> </p><p>Это жуки-короеды. Подобно листовым минерам, каждый короед делает ходы только ему присущего рисунка и расположения. Образ жизни короедов весьма различен, но в общем заключается в следующем. Жук-самка, проникнув в кору, выгрызает ход во внутреннем слое коры или в заболони, а чаще и в том и в другом. Этот основной ход известен как маточный и может быть простым либо разветвленным. Большинство короедов выгрызают в сторонах этого хода углубления, которые называются яйцевыми нишами, так как в них откладываются яйца. Отродившиеся личинки питаются в коре, или в заболони, или и там и там и прокладывают при этом боковые ходы, которые тянутся более или менее параллельно (рис. 108). Большинство жуков-заболонников нападают на лесные деревья, но некоторые виды, например заболонник морщинистый (его ходы показаны на рис. 108) и персиковый лубоед, селятся и на фруктовых деревьях.</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_16_pic_58.jpg"/> </p><p>Близкие родственники короедов-заболонников – амброзиевые жуки, или короеды-древесинники.</p><p>Название «амброзиевые жуки» дано им потому, что они питаются грибками, которые обязательно растут в их ходах, а «короеды-древесинники» – потому, что прокладывают ходы в твердой древесине.</p><p>Ходы этих насекомых отличаются одинаковыми размерами, отсутствием древесной пыли и других отбросов. Они черного или коричневого цвета и кажутся пятнистыми от растущих на них грибков.</p><p>Ходы разных короедов-древесинников отличаются по расположению, но у всех видов есть основной ход, который проникает глубоко в твердое дерево и часто разветвляется. Направленные вниз стороны основного хода оканчиваются короткими камерами – колыбельками. В каждую из них откладывается яйцо и выращивается личинка. Однако у некоторых видов самка кладет яйца прямо в ходах и как личинки, так и жуки живут вместе в одних и тех же помещениях.</p><p>Там, где личинки выращиваются в отдельных колыбельках, мама-жук беспрерывно ухаживает за своими детьми в течение всего их развития и ревниво охраняет их. Отверстие каждой колыбельки закрыто пробкой из грибков, употребляемых в пищу, и, как только эта пища израсходуется, она заменяется свежей. Время от времени личинки просверливают пробку и вычищают свои ячейки, выталкивая через образовавшееся отверстие шарики экскрементов. Мать быстро уносит шарики и опять запечатывает отверстие. Там же, в колыбельках, личинки превращаются в жуков, которые выползают в ходы. Ходы прокладываются только взрослыми жуками.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_16_pic_59.jpg"/> </p><p>У некоторых видов короедов ходы начинает делать самка, которая и выполняет всю или почти всю строительную работу. Самец может войти в новый ход, помогать в строительстве брачной камеры или в удалении отходов, но, как правило, его единственной обязанностью является оплодотворение самки.</p><p>Маточные ходы могут быть самыми разными по форме: простыми, правильными или неправильными, продольными, поперечными и даже разветвленными.</p><p>У других видов короедов маточный ход прокладывает самец; он же делает и всю начальную строительную работу. Начальный ход представляет собой неправильную полость с брачной камерой; когда он готов, уже самка выгрызает камеры для яиц из брачной камеры.</p><p>У одних видов ходы имеют общее продольное направление относительно волокон ствола дерева, у других – поперечное, у третьих не имеют никакого отношения к структуре дерева, но в любом случае форма завершенного хода бывает более или менее звездообразная. Маточные ходы обычно одинаковые в диаметре и достаточно большие, чтобы жуки имели возможность пройти. Более длинные ходы часто имеют на различных расстояниях углубления, известные как поворотные ниши, в которые насекомое может пятиться и менять таким образом направление своего движения. Там, где такие ниши не сделаны, самка, для того чтобы развернуться, должна пятиться в брачную камеру. При благоприятных условиях колонии короедов могут продолжать свою разрушительную деятельность на протяжении жизни двух или трех поколений. Ходы этих жуков можно подразделить приблизительно на десять общих типов: каждый тип значительно отличается по размерам, направлению и расположению ходов.</p><p>Соберите несколько различных типов повреждений и познакомьтесь с насекомыми, которые их делают.</p><p>На рис. 109 изображены ходы лимонного древесинника – название вряд ли правильное, так как насекомое размножается не только на фруктовых деревьях, но и на дубе, березе, буке, ели и сосне. Оно прогрызает свои тонкие, черноватые ходы глубоко в дереве (это видно на рисунке).</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 14 Знакомимся с короедами Как-нибудь на прогулке снимите кору с мертвой ветки или со ствола засохшего дерева и исследуйте ее внутренний слой или заболонь1. Весьма вероятно, что вы обнаружите украшения в виде аккуратно вырезанных ходов (рис. 106) – результат работы маленьких или среднего размера жуков, чаще всего коричневых, но иногда и черных, обычно с тупым задним концом тела, как будто поперечно срезанным (рис. 107). 1 Заболонь – наружные, молодые, еще не отвердевшие слои древесины, проводящие воду. – Прим. ред. Это жуки-короеды. Подобно листовым минерам, каждый короед делает ходы только ему присущего рисунка и расположения. Образ жизни короедов весьма различен, но в общем заключается в следующем. Жук-самка, проникнув в кору, выгрызает ход во внутреннем слое коры или в заболони, а чаще и в том и в другом. Этот основной ход известен как маточный и может быть простым либо разветвленным. Большинство короедов выгрызают в сторонах этого хода углубления, которые называются яйцевыми нишами, так как в них откладываются яйца. Отродившиеся личинки питаются в коре, или в заболони, или и там и там и прокладывают при этом боковые ходы, которые тянутся более или менее параллельно (рис. 108). Большинство жуков-заболонников нападают на лесные деревья, но некоторые виды, например заболонник морщинистый (его ходы показаны на рис. 108) и персиковый лубоед, селятся и на фруктовых деревьях. Близкие родственники короедов-заболонников – амброзиевые жуки, или короеды-древесинники. Название «амброзиевые жуки» дано им потому, что они питаются грибками, которые обязательно растут в их ходах, а «короеды-древесинники» – потому, что прокладывают ходы в твердой древесине. Ходы этих насекомых отличаются одинаковыми размерами, отсутствием древесной пыли и других отбросов. Они черного или коричневого цвета и кажутся пятнистыми от растущих на них грибков. Ходы разных короедов-древесинников отличаются по расположению, но у всех видов есть основной ход, который проникает глубоко в твердое дерево и часто разветвляется. Направленные вниз стороны основного хода оканчиваются короткими камерами – колыбельками. В каждую из них откладывается яйцо и выращивается личинка. Однако у некоторых видов самка кладет яйца прямо в ходах и как личинки, так и жуки живут вместе в одних и тех же помещениях. Там, где личинки выращиваются в отдельных колыбельках, мама-жук беспрерывно ухаживает за своими детьми в течение всего их развития и ревниво охраняет их. Отверстие каждой колыбельки закрыто пробкой из грибков, употребляемых в пищу, и, как только эта пища израсходуется, она заменяется свежей. Время от времени личинки просверливают пробку и вычищают свои ячейки, выталкивая через образовавшееся отверстие шарики экскрементов. Мать быстро уносит шарики и опять запечатывает отверстие. Там же, в колыбельках, личинки превращаются в жуков, которые выползают в ходы. Ходы прокладываются только взрослыми жуками. У некоторых видов короедов ходы начинает делать самка, которая и выполняет всю или почти всю строительную работу. Самец может войти в новый ход, помогать в строительстве брачной камеры или в удалении отходов, но, как правило, его единственной обязанностью является оплодотворение самки. Маточные ходы могут быть самыми разными по форме: простыми, правильными или неправильными, продольными, поперечными и даже разветвленными. У других видов короедов маточный ход прокладывает самец; он же делает и всю начальную строительную работу. Начальный ход представляет собой неправильную полость с брачной камерой; когда он готов, уже самка выгрызает камеры для яиц из брачной камеры. У одних видов ходы имеют общее продольное направление относительно волокон ствола дерева, у других – поперечное, у третьих не имеют никакого отношения к структуре дерева, но в любом случае форма завершенного хода бывает более или менее звездообразная. Маточные ходы обычно одинаковые в диаметре и достаточно большие, чтобы жуки имели возможность пройти. Более длинные ходы часто имеют на различных расстояниях углубления, известные как поворотные ниши, в которые насекомое может пятиться и менять таким образом направление своего движения. Там, где такие ниши не сделаны, самка, для того чтобы развернуться, должна пятиться в брачную камеру. При благоприятных условиях колонии короедов могут продолжать свою разрушительную деятельность на протяжении жизни двух или трех поколений. Ходы этих жуков можно подразделить приблизительно на десять общих типов: каждый тип значительно отличается по размерам, направлению и расположению ходов. Соберите несколько различных типов повреждений и познакомьтесь с насекомыми, которые их делают. На рис. 109 изображены ходы лимонного древесинника – название вряд ли правильное, так как насекомое размножается не только на фруктовых деревьях, но и на дубе, березе, буке, ели и сосне. Оно прогрызает свои тонкие, черноватые ходы глубоко в дереве (это видно на рисунке).
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 3</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Как насекомые питаются</p><p>Все животные, чтобы жить, должны питаться, и насекомые не являются исключением. Если вам приходилось наблюдать, с какой чудовищной быстротой гусеницы уничтожают листья растений, вы, вероятно, подумали, что эти насекомые просто прожорливы. До некоторой степени это действительно так, но насекомые различаются по особенностям своего питания так же сильно, как и мы. Некоторые из них весьма привередливы и скорее останутся без пищи, чем будут есть то, что им не подходит. А вот саранчовые, например, с большим удовольствием поедают все что угодно.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_5_pic_18.jpg"/> </p><p>В теплые месяцы года каждый сад, обочина дороги, поле и луг для саранчовых – великолепный ресторан, и они там настоящие завсегдатаи. Выберите достаточно крупное саранчовое и поместите его в бутылку, накрытую куском ткани, чтобы насекомое не убежало. Раз уж наша саранча уселась на дне, предложите ей кусочек кудрявого, сочного листа салата-латука. Если вы вооружитесь большим увеличительным стеклом и понаблюдаете на близком расстоянии, как ест саранча, то удивитесь, обнаружив, что ее верхние челюсти двигаются в стороны, а не вверх и вниз, как можно было бы ожидать. Эти верхние челюсти, или жвалы, похожи на пару клешней (рис. 35); они тверды, имеют зубцы, трущие поверхности и являются основными кусающими и жующими органами. Прямо над жвалами, или, вернее, перед ними, двигается вверх и вниз вырост, который называется верхней губой.</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_5_pic_19.jpg"/> </p><p></p><p>Насекомое использует ее, чтобы подталкивать кусочки листа, которые оно откусывает, по направлению к жвалам. Ниже жвал расположены нижние челюсти, или максиллы; если вы внимательно посмотрите на них вблизи, то увидите, что каждая максилла снабжена отростком, который называется щупиком.</p><p>Назначение максилл состоит в том, чтобы держать кусочек листа, пока он перетирается жвалами на более мелкие кусочки, которые можно проглотить. Непосредственно внизу, или, точнее, впереди максилл, расположена нижняя губа, или лабиум, тоже имеющая пару щупиков. Нижняя губа используется при еде в основном так же, как и верхняя. Язык, который находится на дне ротовой полости, плохо виден. Когда саранча ест, она непрерывно двигает щупиками и постукивает ими о лист.</p><p>Органы вкуса, расположенные на щупиках, помогают саранче выбирать пищу.</p><p>Если мы дадим насекомому свежий лист, то увидим, что, вгрызаясь в него повторяющимися движениями жвал, оно пожирает листовую пластинку, выедая в ней дыру с ровными краями.</p><p>Постепенно дыра расширяется (рис. 36), и в конце концов вся листовая пластинка оказывается уничтоженной.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_5_pic_20.jpg"/> </p><p>Множество кусающих и жующих насекомых, таких, как гусеницы и личинки пилильщиков, сходны с саранчовыми по способу питания. Подобно некоторым людям, которые ищут столик в углу ресторана, где во время обеда за ними никто не будет наблюдать, некоторые насекомые предпочитают питаться незаметно. Так, весьма обычная гусеница бабочки-хохлатки одета в зеленый плащ, чтобы походить по цвету на лист, на котором она питается, и каждый членик ее тела расширяется вверх и заканчивается двумя бугорками, похожими на зубчатый край листа (рис.37).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_5_pic_21.jpg"/> </p><p>Она обедает на листьях вяза, поэтому, если вы хотите увидеть, как искусно она маскируется, поищите вяз с объеденными по краям листьями. Менее разборчивые насекомые просто вгрызаются в листья и выедают дыры всюду, где им вздумается. К ним принадлежат блошки, часто встречающиеся на крестоцветных растениях, особенно на капусте, турнепсе и редисе. Листья, усыпанные крошечными дырочками (рис. 38), – результат трапезы этих жуков.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_5_pic_22.jpg"/> </p><p>Подобным образом и тоже на крестоцветных растениях питается гусеница репной белянки, но она выгрызает дыры покрупнее (рис. 39). Личинки некоторых пилильщиков, по-видимому, предпочитают питаться незаметно и принимают S-образное положение (рис. 40). Увидеть их при этом трудно, поскольку их «поза» сходна с очертаниями выгрызов по краям листа.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_5_pic_23.jpg"/> </p><p>Многие насекомые, выедающие только более мягкие ткани листа и оставляющие нетронутыми их жилки (скелет) (рис. 41), известны как вредители, скелетирующие листья; найти их можно повсюду.</p><p>Многих открыто питающихся насекомых часто можно узнать по типу повреждения которое они причиняют, настолько характерны приемы их питания. Три различных характерных типа повреждений показаны на рис. 42 – 44.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 3 Как насекомые питаются Все животные, чтобы жить, должны питаться, и насекомые не являются исключением. Если вам приходилось наблюдать, с какой чудовищной быстротой гусеницы уничтожают листья растений, вы, вероятно, подумали, что эти насекомые просто прожорливы. До некоторой степени это действительно так, но насекомые различаются по особенностям своего питания так же сильно, как и мы. Некоторые из них весьма привередливы и скорее останутся без пищи, чем будут есть то, что им не подходит. А вот саранчовые, например, с большим удовольствием поедают все что угодно. В теплые месяцы года каждый сад, обочина дороги, поле и луг для саранчовых – великолепный ресторан, и они там настоящие завсегдатаи. Выберите достаточно крупное саранчовое и поместите его в бутылку, накрытую куском ткани, чтобы насекомое не убежало. Раз уж наша саранча уселась на дне, предложите ей кусочек кудрявого, сочного листа салата-латука. Если вы вооружитесь большим увеличительным стеклом и понаблюдаете на близком расстоянии, как ест саранча, то удивитесь, обнаружив, что ее верхние челюсти двигаются в стороны, а не вверх и вниз, как можно было бы ожидать. Эти верхние челюсти, или жвалы, похожи на пару клешней (рис. 35); они тверды, имеют зубцы, трущие поверхности и являются основными кусающими и жующими органами. Прямо над жвалами, или, вернее, перед ними, двигается вверх и вниз вырост, который называется верхней губой. Насекомое использует ее, чтобы подталкивать кусочки листа, которые оно откусывает, по направлению к жвалам. Ниже жвал расположены нижние челюсти, или максиллы; если вы внимательно посмотрите на них вблизи, то увидите, что каждая максилла снабжена отростком, который называется щупиком. Назначение максилл состоит в том, чтобы держать кусочек листа, пока он перетирается жвалами на более мелкие кусочки, которые можно проглотить. Непосредственно внизу, или, точнее, впереди максилл, расположена нижняя губа, или лабиум, тоже имеющая пару щупиков. Нижняя губа используется при еде в основном так же, как и верхняя. Язык, который находится на дне ротовой полости, плохо виден. Когда саранча ест, она непрерывно двигает щупиками и постукивает ими о лист. Органы вкуса, расположенные на щупиках, помогают саранче выбирать пищу. Если мы дадим насекомому свежий лист, то увидим, что, вгрызаясь в него повторяющимися движениями жвал, оно пожирает листовую пластинку, выедая в ней дыру с ровными краями. Постепенно дыра расширяется (рис. 36), и в конце концов вся листовая пластинка оказывается уничтоженной. Множество кусающих и жующих насекомых, таких, как гусеницы и личинки пилильщиков, сходны с саранчовыми по способу питания. Подобно некоторым людям, которые ищут столик в углу ресторана, где во время обеда за ними никто не будет наблюдать, некоторые насекомые предпочитают питаться незаметно. Так, весьма обычная гусеница бабочки-хохлатки одета в зеленый плащ, чтобы походить по цвету на лист, на котором она питается, и каждый членик ее тела расширяется вверх и заканчивается двумя бугорками, похожими на зубчатый край листа (рис.37). Она обедает на листьях вяза, поэтому, если вы хотите увидеть, как искусно она маскируется, поищите вяз с объеденными по краям листьями. Менее разборчивые насекомые просто вгрызаются в листья и выедают дыры всюду, где им вздумается. К ним принадлежат блошки, часто встречающиеся на крестоцветных растениях, особенно на капусте, турнепсе и редисе. Листья, усыпанные крошечными дырочками (рис. 38), – результат трапезы этих жуков. Подобным образом и тоже на крестоцветных растениях питается гусеница репной белянки, но она выгрызает дыры покрупнее (рис. 39). Личинки некоторых пилильщиков, по-видимому, предпочитают питаться незаметно и принимают S-образное положение (рис. 40). Увидеть их при этом трудно, поскольку их «поза» сходна с очертаниями выгрызов по краям листа. Многие насекомые, выедающие только более мягкие ткани листа и оставляющие нетронутыми их жилки (скелет) (рис. 41), известны как вредители, скелетирующие листья; найти их можно повсюду. Многих открыто питающихся насекомых часто можно узнать по типу повреждения которое они причиняют, настолько характерны приемы их питания. Три различных характерных типа повреждений показаны на рис. 42 – 44.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 18</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Наблюдаем за процессом производства бумаги Некоторые насекомые умеют делать бумагу, и настолько прочную, что она не боится ветра и дождя.</p><p>Осы обыкновенные (рис. 134), яркоокрашенные насекомые, хорошо известные всем, соскабливают со старых подгнивших от непогоды заборов или досок кусочки дерева и превращают их в бумагу, которую используют для постройки гнезд. Обычно осы строят их в углублениях в земле, расширяя по мере необходимости, но иногда – в пнях или под каким-нибудь предметом, лежащим на земле. Эти осы не любят, чтобы их тревожили, поэтому не советуем наблюдать за ними во время постройки гнезда.</p><p>Однако по наступлении холодов, когда хозяева улетают, мы можем рассмотреть, как устроено гнездо.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_20_pic_72.jpg"/> </p><p>Рис. 134. Оса обыкновенная.</p><p>Бумага, послужившая «строительным материалом», коричневатая и сделана из кусочков подгнившего дерева, которые насекомые превращают в бумажную массу, мешая со слюной. По крайней мере так считалось до сих пор, пока некоторые наблюдательные люди не обнаружили, что осы используют и готовую бумагу, особенно картонные афиши, кусочки которых они тоже пережевывают и смешивают со слюной.</p> <p>Постройка гнезда начинается с закладки сотов, которые состоят из нескольких шестиугольных ячеек, открытых снизу. Центр каждого сота прочно крепится к осевому стержню, сделанному также из бумаги.</p><p>Этим стержнем гнездо прикрепляется к крышке, закрывающей углубление, если гнездо построено в земле, или к нижней поверхности лежащего предмета. Затем соты покрываются слоями, составленными из маленьких трубчатых секций, заходящих одна за другую, причем каждая соединена краями с секцией, расположенной ниже.</p><p>По мере того как колония ос увеличивается, они расширяют гнездо, добавляя новые соты и срезая изнутри бумажные покрытия. Осы могут также увеличивать размеры сотов, наращивая их по краям.</p><p>Вместо срезанных слоев снаружи строятся новые. В результате постройки таких чередующихся сотов и слоев к концу лета образуется довольно большое гнездо. Исследовав такое гнездо, вы обнаружите, что ячейки более поздних сотов крупнее, чем сотов, построенных раньше. Дело в том, что в меньших сотах весной развиваются рабочие особи, которые продолжают строительство и поддерживают жизнь гнезда до самого конца лета, когда выкармливаются уже самки и самцы. А эти особи крупнее, им нужны большие ячейки. Когда самки и самцы становятся половозрелыми, происходит спаривание и делаются запасы, чтобы поддерживать жизнь вида зимой.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_20_pic_73.jpg"/> </p><p>Очень большие, свешивающиеся с ветвей деревьев и кустов бумажные гнезда строит пятнистая оса (рис. 135). Это довольно большое насекомое черного цвета с белым пятном на лицевой стороне головы (рис. 136). Ее гнезда сходны по конструкции с гнездами ос обыкновенных, правда, бумага выделывается сероватая, но зато она плотнее, и поэтому оболочка составлена из больших листов, а не из маленьких секций, как в гнездах ос обыкновенных. Иногда используется только один лист. Эти гнезда настолько крепки, что не боятся дождя, снега и ветра и хорошо переносят зиму.</p><p>Гнезда, изображенные на рис. 137, вы, наверное, видели: они висят под карнизами зданий, на чердаках, в амбарах и сараях. Их делают осы-полисты (рис. 138) – насекомые, окрашенные в однообразный коричневый цвет. Гнездо состоит из одного сота без крышки и похоже на открытый бумажный зонтик без ручки, подвешенный за верхний конец. Эти осы не такие злые, как их собратья: вы можете подойти к соту довольно близко и наблюдать за ними во время работы, если сумеете сделать это достаточно осторожно, чтобы не напугать их. Изучив жилое гнездо, вы увидите, что почти каждая открытая ячейка содержит белое яйцо или округлую, маленькую, с мягким телом личинку. Закрытые ячейки содержат куколок в разных стадиях превращения. Личинка висит вниз головой; на месте ее удерживает липкий диск, расположенный у заднего конца тела; потом голова личинки увеличивается и полностью закрывает отверстие ячейки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_20_pic_74.jpg"/> </p><p>.</p><p>О личинках постоянно заботятся рабочие осы: вначале они кормят их сахаристым нектаром цветов и соками плодов; позднее пища становится более существенной – мягкие части гусениц, мух, пчел и других насекомых, предварительно пережеванные осами.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 18 Наблюдаем за процессом производства бумаги Некоторые насекомые умеют делать бумагу, и настолько прочную, что она не боится ветра и дождя. Осы обыкновенные (рис. 134), яркоокрашенные насекомые, хорошо известные всем, соскабливают со старых подгнивших от непогоды заборов или досок кусочки дерева и превращают их в бумагу, которую используют для постройки гнезд. Обычно осы строят их в углублениях в земле, расширяя по мере необходимости, но иногда – в пнях или под каким-нибудь предметом, лежащим на земле. Эти осы не любят, чтобы их тревожили, поэтому не советуем наблюдать за ними во время постройки гнезда. Однако по наступлении холодов, когда хозяева улетают, мы можем рассмотреть, как устроено гнездо. Рис. 134. Оса обыкновенная. Бумага, послужившая «строительным материалом», коричневатая и сделана из кусочков подгнившего дерева, которые насекомые превращают в бумажную массу, мешая со слюной. По крайней мере так считалось до сих пор, пока некоторые наблюдательные люди не обнаружили, что осы используют и готовую бумагу, особенно картонные афиши, кусочки которых они тоже пережевывают и смешивают со слюной. Постройка гнезда начинается с закладки сотов, которые состоят из нескольких шестиугольных ячеек, открытых снизу. Центр каждого сота прочно крепится к осевому стержню, сделанному также из бумаги. Этим стержнем гнездо прикрепляется к крышке, закрывающей углубление, если гнездо построено в земле, или к нижней поверхности лежащего предмета. Затем соты покрываются слоями, составленными из маленьких трубчатых секций, заходящих одна за другую, причем каждая соединена краями с секцией, расположенной ниже. По мере того как колония ос увеличивается, они расширяют гнездо, добавляя новые соты и срезая изнутри бумажные покрытия. Осы могут также увеличивать размеры сотов, наращивая их по краям. Вместо срезанных слоев снаружи строятся новые. В результате постройки таких чередующихся сотов и слоев к концу лета образуется довольно большое гнездо. Исследовав такое гнездо, вы обнаружите, что ячейки более поздних сотов крупнее, чем сотов, построенных раньше. Дело в том, что в меньших сотах весной развиваются рабочие особи, которые продолжают строительство и поддерживают жизнь гнезда до самого конца лета, когда выкармливаются уже самки и самцы. А эти особи крупнее, им нужны большие ячейки. Когда самки и самцы становятся половозрелыми, происходит спаривание и делаются запасы, чтобы поддерживать жизнь вида зимой. Очень большие, свешивающиеся с ветвей деревьев и кустов бумажные гнезда строит пятнистая оса (рис. 135). Это довольно большое насекомое черного цвета с белым пятном на лицевой стороне головы (рис. 136). Ее гнезда сходны по конструкции с гнездами ос обыкновенных, правда, бумага выделывается сероватая, но зато она плотнее, и поэтому оболочка составлена из больших листов, а не из маленьких секций, как в гнездах ос обыкновенных. Иногда используется только один лист. Эти гнезда настолько крепки, что не боятся дождя, снега и ветра и хорошо переносят зиму. Гнезда, изображенные на рис. 137, вы, наверное, видели: они висят под карнизами зданий, на чердаках, в амбарах и сараях. Их делают осы-полисты (рис. 138) – насекомые, окрашенные в однообразный коричневый цвет. Гнездо состоит из одного сота без крышки и похоже на открытый бумажный зонтик без ручки, подвешенный за верхний конец. Эти осы не такие злые, как их собратья: вы можете подойти к соту довольно близко и наблюдать за ними во время работы, если сумеете сделать это достаточно осторожно, чтобы не напугать их. Изучив жилое гнездо, вы увидите, что почти каждая открытая ячейка содержит белое яйцо или округлую, маленькую, с мягким телом личинку. Закрытые ячейки содержат куколок в разных стадиях превращения. Личинка висит вниз головой; на месте ее удерживает липкий диск, расположенный у заднего конца тела; потом голова личинки увеличивается и полностью закрывает отверстие ячейки. . О личинках постоянно заботятся рабочие осы: вначале они кормят их сахаристым нектаром цветов и соками плодов; позднее пища становится более существенной – мягкие части гусениц, мух, пчел и других насекомых, предварительно пережеванные осами.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 31</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Кое-что о куколках насекомых</p><p>Многие ночные бабочки и некоторые другие насекомые окружают свою куколку футляром из шелка или другого материала, защищающим эту беспомощную неженку от врагов, от чрезмерной влажности, внезапных изменений температуры, механических и других вредных воздействий. Впрочем, большинство насекомых не делают этого. Дневные бабочки, па-пример, окукливаются без всякого защитного покрова и притом в открытых местах. Однако многие насекомые все-таки ищут укромное место под корой дерева, в скрученном листе, в расщелине коры, а некоторые даже уходят окукливаться в землю. В таких потайных убежищах куколки и без защитного покрова благополучно выживают.</p><p>Куколка похожа на сморщенную мумию и, как правило, короче личинки. На ее внешней поверхности видны зачатки ротового аппарата, усиков, ног, половых придатков и крыльев. Разумеется, такие «крылья» и «ноги» не функционируют; если они выражены более четко, то прижаты к телу, например у куколок ночных бабочек. У куколок жуков крылья и ноги свободны, но заключены в похожее на мешок кутикулярное надкрылье. Обычно ноги не формируются полностью, пока не закончится стадия куколки. Конечности настоящих мух не видны, так как они скрыты под последней личиночной шкуркой.</p> <p>Слегка сжав живую куколку, вы почувствуете слабое движение – это ее ответ, единственная реакция, которую можно получить у куколки. Большинство куколок неподвижны, хотя есть и исключения.</p><p>Например, куколки комаров и некоторых комаров-дергунов способны плавать, двигая хвостовым концом тела; куколка златоглазки как раз перед превращением во взрослое насекомое становится активной и начинает ползать. Многие куколки, которые формировались в древесине, под корой и в земле, перед превращением во взрослое насекомое передвигаются, прокладывая себе путь наружу. Для этой цели куколки бабочек-древоточцев, например, снабжены крепкими шипиками, протачивающими древесину.</p><p>Наверное, перекапывая почву в саду, вы не раз извлекали из земли странный коричневый предмет, разделенный на членики; он похож на раковину, с выростом на одном конце, напоминающим длинную ручку (рис. 246). Это куколка бражника пятиточечного. Куколки часто имеют причудливые формы.</p><p>Куколки многих бабочек-бражников, как и бражника пятиточечного, по очертаниям похожи на кувшин.</p><p>Хоботок этих куколок необычайно длинный и не прижат к телу, а изгибается петлей, как ручка кувшина. Некоторые беспокровные куколки похожи на семена (рис. 247). Другие напоминают нимф.</p><p>Есть куколки с заметными жвалами крестообразной формы (рис. 248). Куколка дневной бабочкиголубянки тарквиния имеет сходство со спиральной раковиной (рис. 249), хотя, если смотреть сверху, ее передняя половина похожа на обезьянью морду (рис. 250). Эту куколку действительно стоит поискать.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_33_pic_123.jpg"/> </p><p>На любом кусте, например на кусте ольхи, можно найти колонии тлей и плотоядную гусеницу, которая в отличие от большинства своих сестер закапывается под массой тлей, вся в паутине, в которой запутались остатки добычи, испражнений и другие отбросы. Вы можете сами вырастить гусеницу до стадии куколки, выкармливая ее тлями. Куколка получится весьма причудливой формы.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_33_pic_124.jpg"/> </p><p>Личинки настоящих мух отличаются от других насекомых, имеющих стадию куколки: они проходят эту стадию внутри последней личиночной шкурки, которая сохраняется до тех пор, пока взрослое, уже готовое к выходу насекомое окончательно не сформируется. Эта личиночная шкурка, становясь твердой и приобретая коричневый цвет, служит как кокон и называется ложнококоном, или пупарием. У некоторых видов пупарий сохраняет форму личинки; у других он принимает более или менее бочонкообразную форму, так как тело личинки укорачивается. Куколки большинства мух выходят из пупария через Т-образное отверстие на спине возле головы (рис. 251); другие – через крестообразную щель между седьмым и восьмым брюшными сегментами. Некоторые личинки мух имеют на голове похожую на пузырь выпуклость, которая называется лобным пузырем. Он надут и выпячен. После выхода взрослой особи лобный пузырь втягивается в голову.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_33_pic_125.jpg"/> </p><p>Превращение гусеницы в бабочку, безногой личинки – в муху и личинки жука – в жука сопровождается удивительными изменениями, благодаря которым насекомое приспосабливается к новой среде и новым способам питания. Внешне эти изменения не особенно заметны. Но в результате они приводят к тому, что брюшные ноги гусеницы исчезают, а верхние челюсти заменяются сосущим ротовым аппаратом. Безногая личинка мухи превращается в шестиногое насекомое. Крылья образуются у большинства насекомых, а воспроизводящие органы – у всех. У личинок некоторых видов вместо жабр появляются дыхальца – наружные отверстия дыхательной системы. Происходят не только эти изменения. Старые ткани исчезающих или заменяющихся органов отмирают и разрушаются. Этот процесс называется гистолизом. Распадающиеся ткани и другие частицы пожираются и перевариваются специальными клетками – фагоцитами. Затем продукты переваривания посредством диффузии поступают в кровь и служат пищей уже для новых тканей, постепенно возникающих по мере разрушения старых. Процесс образования ткани называется гистогенезом. Все эти изменения происходят у разных насекомых в различной степени. У одних разрушаются и преобразуются все органы, за исключением центральной нервной системы, сердца и половой системы; у других сильно видоизменяются лишь некоторые органы.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 31 Кое-что о куколках насекомых Многие ночные бабочки и некоторые другие насекомые окружают свою куколку футляром из шелка или другого материала, защищающим эту беспомощную неженку от врагов, от чрезмерной влажности, внезапных изменений температуры, механических и других вредных воздействий. Впрочем, большинство насекомых не делают этого. Дневные бабочки, па-пример, окукливаются без всякого защитного покрова и притом в открытых местах. Однако многие насекомые все-таки ищут укромное место под корой дерева, в скрученном листе, в расщелине коры, а некоторые даже уходят окукливаться в землю. В таких потайных убежищах куколки и без защитного покрова благополучно выживают. Куколка похожа на сморщенную мумию и, как правило, короче личинки. На ее внешней поверхности видны зачатки ротового аппарата, усиков, ног, половых придатков и крыльев. Разумеется, такие «крылья» и «ноги» не функционируют; если они выражены более четко, то прижаты к телу, например у куколок ночных бабочек. У куколок жуков крылья и ноги свободны, но заключены в похожее на мешок кутикулярное надкрылье. Обычно ноги не формируются полностью, пока не закончится стадия куколки. Конечности настоящих мух не видны, так как они скрыты под последней личиночной шкуркой. Слегка сжав живую куколку, вы почувствуете слабое движение – это ее ответ, единственная реакция, которую можно получить у куколки. Большинство куколок неподвижны, хотя есть и исключения. Например, куколки комаров и некоторых комаров-дергунов способны плавать, двигая хвостовым концом тела; куколка златоглазки как раз перед превращением во взрослое насекомое становится активной и начинает ползать. Многие куколки, которые формировались в древесине, под корой и в земле, перед превращением во взрослое насекомое передвигаются, прокладывая себе путь наружу. Для этой цели куколки бабочек-древоточцев, например, снабжены крепкими шипиками, протачивающими древесину. Наверное, перекапывая почву в саду, вы не раз извлекали из земли странный коричневый предмет, разделенный на членики; он похож на раковину, с выростом на одном конце, напоминающим длинную ручку (рис. 246). Это куколка бражника пятиточечного. Куколки часто имеют причудливые формы. Куколки многих бабочек-бражников, как и бражника пятиточечного, по очертаниям похожи на кувшин. Хоботок этих куколок необычайно длинный и не прижат к телу, а изгибается петлей, как ручка кувшина. Некоторые беспокровные куколки похожи на семена (рис. 247). Другие напоминают нимф. Есть куколки с заметными жвалами крестообразной формы (рис. 248). Куколка дневной бабочкиголубянки тарквиния имеет сходство со спиральной раковиной (рис. 249), хотя, если смотреть сверху, ее передняя половина похожа на обезьянью морду (рис. 250). Эту куколку действительно стоит поискать. На любом кусте, например на кусте ольхи, можно найти колонии тлей и плотоядную гусеницу, которая в отличие от большинства своих сестер закапывается под массой тлей, вся в паутине, в которой запутались остатки добычи, испражнений и другие отбросы. Вы можете сами вырастить гусеницу до стадии куколки, выкармливая ее тлями. Куколка получится весьма причудливой формы. Личинки настоящих мух отличаются от других насекомых, имеющих стадию куколки: они проходят эту стадию внутри последней личиночной шкурки, которая сохраняется до тех пор, пока взрослое, уже готовое к выходу насекомое окончательно не сформируется. Эта личиночная шкурка, становясь твердой и приобретая коричневый цвет, служит как кокон и называется ложнококоном, или пупарием. У некоторых видов пупарий сохраняет форму личинки; у других он принимает более или менее бочонкообразную форму, так как тело личинки укорачивается. Куколки большинства мух выходят из пупария через Т-образное отверстие на спине возле головы (рис. 251); другие – через крестообразную щель между седьмым и восьмым брюшными сегментами. Некоторые личинки мух имеют на голове похожую на пузырь выпуклость, которая называется лобным пузырем. Он надут и выпячен. После выхода взрослой особи лобный пузырь втягивается в голову. Превращение гусеницы в бабочку, безногой личинки – в муху и личинки жука – в жука сопровождается удивительными изменениями, благодаря которым насекомое приспосабливается к новой среде и новым способам питания. Внешне эти изменения не особенно заметны. Но в результате они приводят к тому, что брюшные ноги гусеницы исчезают, а верхние челюсти заменяются сосущим ротовым аппаратом. Безногая личинка мухи превращается в шестиногое насекомое. Крылья образуются у большинства насекомых, а воспроизводящие органы – у всех. У личинок некоторых видов вместо жабр появляются дыхальца – наружные отверстия дыхательной системы. Происходят не только эти изменения. Старые ткани исчезающих или заменяющихся органов отмирают и разрушаются. Этот процесс называется гистолизом. Распадающиеся ткани и другие частицы пожираются и перевариваются специальными клетками – фагоцитами. Затем продукты переваривания посредством диффузии поступают в кровь и служат пищей уже для новых тканей, постепенно возникающих по мере разрушения старых. Процесс образования ткани называется гистогенезом. Все эти изменения происходят у разных насекомых в различной степени. У одних разрушаются и преобразуются все органы, за исключением центральной нервной системы, сердца и половой системы; у других сильно видоизменяются лишь некоторые органы.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 20</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Еще о том, как производятся звуки</p><p>Как мы видели в последнем приключении, некоторые насекомые производят звук трением одной части тела о другую. Однако ряд насекомых создают звуковые волны вибрацией крыльев. Жуки точильщика пестрого производят слабый тикающий звук, ударяясь головами о стенки своих ходов. Различные щелкающие звуки издают некоторые личинки, которые сверлят дерево, прогрызая себе путь через твердую древесину. Крошечные жуки-капюшонники производят звук, слышный на расстоянии.</p><p>Однако звуки, издаваемые этими насекомыми, являются случайными; специальные звуковые органы у них отсутствуют. Мухи и некоторые другие насекомые производят звуки при помощи дыхалец – наружных отверстий дыхательной системы. Позади каждого дыхальца расположена мембрана, которая вибрирует во время дыхания. Таким способом издают звуки пчелиная матка, синяя муха и хрущ. Этих насекомых обычно называют барабанщиками, так как звук производится вибрирующей мембраной.</p><p>Классический барабанщик в мире насекомых – цикада (рис. 150); ее звуковые органы считаются самыми сложными в животном царстве. У различных видов цикад части звукового аппарата несколько отличаются, но в основном он устроен следующим образом: у самца на нижней стороне третьего грудного сегмента имеются две большие пластинки, которые называются крышечками, – их очень легко увидеть и даже можно слегка приподнять. Каждая крышечка служит заслонкой – покрывает пару полостей, содержащих звуковые органы, – и, очевидно, является предохранительным покрытием.</p> <p>Различаются брюшная и боковая полости. В боковой полости расположена перепонка – вибрирующая (тимпанальная) мембрана звукового органа; в вентральной полости – две мембраны: складчатая и так называемое «зеркальце» (рис. 151). Внутри тела – большая воздушная камера, которая сообщается с наружной стороной через пару дыхалец.</p><p>Звук производится быстрой вибрацией тимпанальной мембраны, приводимой в движение мускулами.</p><p>Две другие мембраны усиливают звук, а воздух в воздушной камере действует как резонатор. Другими словами, вибрация тимпанальной мембраны передается складчатой мембране и «зеркальцу» воздухом в воздушной камере почти так же, как звуки скрипки вызывают вибрацию струн пианино.</p><p>В предыдущем приключении мы уже выяснили, что некоторые насекомые обладают слухом.</p><p>Некоторые, но не все. Самки сверчка-трубачика, например, не имеют ушей и не слышат звуков, издаваемых самцами. Однако большинство насекомых, по-видимому, имеют нечто вроде органа слуха (вспомните «ухо» самки сверчка). Эту функцию выполняют усики самца комара, возможно, и муравья, а также дневных и ночных бабочек. Звуковые колебания могут улавливать волоски некоторых гусениц, хвостовые придатки американского таракана.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_22_pic_81.jpg"/> </p><p>Найдите скопление питающихся гусениц коконопрядов и понаблюдайте за их реакцией на резкий звук (громкий крик или удар одного куска дерева о другой). Покров тела гусеницы сравнительно тонок и может воспринимать бесчисленное количество звуков.</p><p>Мы видели, что у сверчков тимпанальная мембрана уха находится на голени передних ног. Подобные органы находят и на передних ногах кузнечиков (рис. 152) и термитов. У кузнечиков «зеркальце» тимпанального органа овальной формы и хорошо видно; у сверчков и термитов оно находится внутри ноги и только две маленькие щели видны на поверхности. Воздух уравновешивается на обеих сторонах мембраны специальными каналами, которые идут через центр ноги и открываются на верхушке груди.</p><p>По действию они весьма сходны с нашими евстахиевыми трубами. У саранчовых большие и заметные «зеркальца» расположены на первом брюшном сегменте (рис. 153). У водяных клопов-гребляков, водяных скорпионов, клопов-плавтов и у многих дневных и ночных бабочек они расположены на груди.</p><p>Посмотрите, сможете ли вы найти их. Вибрирующая мембрана сама по себе не имеет значения; чтобы звук был воспринят, колебания мембраны должны передаваться в нервную систему, воздействуя на воспринимающие образования, называемые хордотональными органами, которые состоят из палочек нервов и нервных окончаний. Аппарат этот сложен, но его основой является элемент-палочка (похожая на деревянный гвоздь), находящаяся в трубчатом нервном окончании (рис. 154), связанном или не связанном с особым «зеркальцем».</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_22_pic_82.jpg"/> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Приключение 20 Еще о том, как производятся звуки Как мы видели в последнем приключении, некоторые насекомые производят звук трением одной части тела о другую. Однако ряд насекомых создают звуковые волны вибрацией крыльев. Жуки точильщика пестрого производят слабый тикающий звук, ударяясь головами о стенки своих ходов. Различные щелкающие звуки издают некоторые личинки, которые сверлят дерево, прогрызая себе путь через твердую древесину. Крошечные жуки-капюшонники производят звук, слышный на расстоянии. Однако звуки, издаваемые этими насекомыми, являются случайными; специальные звуковые органы у них отсутствуют. Мухи и некоторые другие насекомые производят звуки при помощи дыхалец – наружных отверстий дыхательной системы. Позади каждого дыхальца расположена мембрана, которая вибрирует во время дыхания. Таким способом издают звуки пчелиная матка, синяя муха и хрущ. Этих насекомых обычно называют барабанщиками, так как звук производится вибрирующей мембраной. Классический барабанщик в мире насекомых – цикада (рис. 150); ее звуковые органы считаются самыми сложными в животном царстве. У различных видов цикад части звукового аппарата несколько отличаются, но в основном он устроен следующим образом: у самца на нижней стороне третьего грудного сегмента имеются две большие пластинки, которые называются крышечками, – их очень легко увидеть и даже можно слегка приподнять. Каждая крышечка служит заслонкой – покрывает пару полостей, содержащих звуковые органы, – и, очевидно, является предохранительным покрытием. Различаются брюшная и боковая полости. В боковой полости расположена перепонка – вибрирующая (тимпанальная) мембрана звукового органа; в вентральной полости – две мембраны: складчатая и так называемое «зеркальце» (рис. 151). Внутри тела – большая воздушная камера, которая сообщается с наружной стороной через пару дыхалец. Звук производится быстрой вибрацией тимпанальной мембраны, приводимой в движение мускулами. Две другие мембраны усиливают звук, а воздух в воздушной камере действует как резонатор. Другими словами, вибрация тимпанальной мембраны передается складчатой мембране и «зеркальцу» воздухом в воздушной камере почти так же, как звуки скрипки вызывают вибрацию струн пианино. В предыдущем приключении мы уже выяснили, что некоторые насекомые обладают слухом. Некоторые, но не все. Самки сверчка-трубачика, например, не имеют ушей и не слышат звуков, издаваемых самцами. Однако большинство насекомых, по-видимому, имеют нечто вроде органа слуха (вспомните «ухо» самки сверчка). Эту функцию выполняют усики самца комара, возможно, и муравья, а также дневных и ночных бабочек. Звуковые колебания могут улавливать волоски некоторых гусениц, хвостовые придатки американского таракана. Найдите скопление питающихся гусениц коконопрядов и понаблюдайте за их реакцией на резкий звук (громкий крик или удар одного куска дерева о другой). Покров тела гусеницы сравнительно тонок и может воспринимать бесчисленное количество звуков. Мы видели, что у сверчков тимпанальная мембрана уха находится на голени передних ног. Подобные органы находят и на передних ногах кузнечиков (рис. 152) и термитов. У кузнечиков «зеркальце» тимпанального органа овальной формы и хорошо видно; у сверчков и термитов оно находится внутри ноги и только две маленькие щели видны на поверхности. Воздух уравновешивается на обеих сторонах мембраны специальными каналами, которые идут через центр ноги и открываются на верхушке груди. По действию они весьма сходны с нашими евстахиевыми трубами. У саранчовых большие и заметные «зеркальца» расположены на первом брюшном сегменте (рис. 153). У водяных клопов-гребляков, водяных скорпионов, клопов-плавтов и у многих дневных и ночных бабочек они расположены на груди. Посмотрите, сможете ли вы найти их. Вибрирующая мембрана сама по себе не имеет значения; чтобы звук был воспринят, колебания мембраны должны передаваться в нервную систему, воздействуя на воспринимающие образования, называемые хордотональными органами, которые состоят из палочек нервов и нервных окончаний. Аппарат этот сложен, но его основой является элемент-палочка (похожая на деревянный гвоздь), находящаяся в трубчатом нервном окончании (рис. 154), связанном или не связанном с особым «зеркальцем».
false
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Изучение молекул позволяет распутать эволюционный клубок</h1> <section class="px3 mb4"> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_23_img031f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Метод гибридизации ДНК</em></p><p></p><p>Стараясь установить, насколько тесно родство между отдельными видами, ученые разработали для достижения этой цели три основных метода, опирающихся на измерение степени различий в ДНК исследуемых видов, а также в молекулах их белков. Метод гибридизации ДНК основан на исследовании генетического материала — дезоксирибонуклеиновой кислоты — и использует то счастливое обстоятельство, что ее молекулы состоят из двух цепочек, слагающихся из простых соединений. Цепочки закручены одна вокруг другой двойной спиралью и удерживаются в этом положении прочными связями. Методы лабораторных исследований позволяют разорвать связи между цепочками — разделить их, развернув двойную спираль. Если проделать это с ДНК человека и гориллы, а потом соединить одну цепочку ДНК человека с одной цепочкой ДНК гориллы, все химические связи между ними восстановятся, кроме тех мест, где звенья химически различаются. (На рисунке — два пробела там, где связи направлены в противоположные стороны.) Поскольку эти различия отражают мутации (генетические изменения, которые приводят к эволюции), близость родства между человеком и гориллой определяется по числу невосстанавливающихся химических связей. Именно эти различия в ДНК и делают человека человеком, а гориллу гориллой.</p> <p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_23_img032f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Метод сравнения аминокислотной последовательности белков</em></p><p></p><p>Второй способ определения эволюционного "расстояния" между двумя видами строится на сравнении белковых молекул, например молекул белков крови. Все белковые молекулы слагаются из одних и тех же кирпичиков — из 20 разных аминокислот, соединяющихся в длинные цепи в разном порядке. Белки человека, мыши и гориллы состоят из одних и тех же аминокислот, но различно расположенных, что и определяет, кто есть кто.</p><p>Сложные лабораторные методы позволяют теперь исследовать белковую молекулу от одного ее конца до другого и определять для каждого белка точное расположение 20 аминокислот, повторяющихся вновь и вновь в различных сочетаниях. Например, гемоглобин — белок красных кровяных телец — состоит из цепи, включающей 287 единиц аминокислот, последовательное расположение которых уже установлено для многих животных. Чем больше похожи эти последовательности, тем ближе родство данных животных, чем менее они похожи, тем родство отдаленнее.</p><p>У человека и шимпанзе последовательность расположения аминокислот гемоглобина совпадает полностью. Человек и горилла состоят в близком родстве — их гемоглобин имеет только два различия. А вот между гемоглобином человека и лошади имеются 43 различия. На упрощенном рисунке символами обозначено только шесть аминокислот, а не двадцать. Стрелки указывают на точки, где имеются различия.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_23_img033f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Иммунологический метод</em></p><p></p><p>Анализ аминокислотной последовательности белков при всей его точности трудоемок, поскольку 20 аминокислот дают в белках сотни различных сочетаний. Иммунологический метод позволяет избежать кропотливого определения всей последовательности аминокислот. Он опирается на способность организма вырабатывать антитела для защиты от чужеродных белков, попадающих в кровь. Антитела, реагирующие с белками одного животного, будут реагировать и с белками близкородственных ему видов.</p><p>Если взять у человека альбумин, белок кровяной сыворотки, и впрыснуть его кроликам, в их крови начнут вырабатываться антитела, чтобы защитить организм от чужеродного вещества. На рисунке антитела обозначены оранжевым цветом. Сыворотку, содержащую антитела против альбумина человека, можно теперь использовать для измерения степени родства между человеком и различными животными. Смешанная с человеческим сывороточным альбумином, эта сыворотка (справа вверху) даст бурную реакцию, так как кролик выработал ее специально для борьбы с человеческим альбумином (пробирка доверху закрашена голубым цветом).</p><p>Альбумин кровяной сыворотки шимпанзе, лишь чуть-чуть отличающийся от человеческого, вызывает почти столь же бурную реакцию. Но сывороточный альбумин лошади очень отличается от человеческого и оказывает на такую кроличью сыворотку очень слабое воздействие.</p><p>Эта таблица выявляет несколько поразительных фактов. Она не только подтверждает результаты, полученные другими методами, показывая, что человек очень близок к горилле (только 8 различий), уже не так близок к гиббону (14 различий) и довольно далек от низших обезьян (32 различия), но и показывает, что низшие обезьяны равно удалены от остальных трех сравниваемых приматов. Эта равноудаленность позволяет сделать вывод, что низшие обезьяны разошлись с предком всех этих человекообразных обезьян одновременно и с тех пор темп эволюции альбумина кровяной сыворотки у них всех оставался удивительно постоянным. Другими словами, все они эволюционировали почти с одинаковой скоростью.</p><p>Для проверки этого важнейшего момента — скорости эволюции — Сарич и Уилсон вышли за пределы генеалогического древа приматов и сравнили приматов с хищниками. Результаты приведены в правой таблице. Число изменений альбумина кровяной сыворотки тут много выше, что указывает на гораздо большую древность разделения приматов и хищников, чем разделения самих приматов. Удивительно же в этих новых цифрах следующее: если не считать некоторого отклонения у долгопята, они практически совпадают, вновь доказывая, что все эти животные эволюционировали с одной скоростью.</p><p>Теперь нужно определить, какова же эта скорость. Ведь если мы сумеем количественно измерить степень эволюционных изменений и скорость, с которой они происходят, мы вернемся к знакомым задачам на время, расстояние и скорость из наших школьных учебников по арифметике. Зная две величины, мы можем вычислить третью. Наконец-то у нас появилась возможность точно измерять время эволюции тех или иных видов и с достаточной уверенностью отмечать места развилок на генеалогическом древе.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_23__000045f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Таблица показывает различия в сывороточном альбумине приматов</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_23__000046f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Таблица показывает приматов и хищников</em></p><p></p><p>Чем меньше различий — как, например, между человеком и человекообразными обезьянами, — тем ближе эволюционное родство.</p><p>Для решения этой задачи Сарич и Уилсон собрали огромное количество молекулярно-биологических данных. Постоянно сопоставляя и перепроверяя эти данные, они получили предположительные скорости эволюции не только для ДНК, но и для нескольких белков крови. Затем они выбрали исходную дату для построения своего генеалогического древа — происшедшее 36 миллионов лет назад разделение обезьян Нового и Старого Света (хотя далеко не все палеонтологи согласны с этой датой). От этой вехи они с помощью своих молекулярных часов начали вести отсчет времени, отмечая развилки — сначала низших и человекообразных обезьян, затем, наконец, гоминидов и шимпанзе.</p><p>Метод измерения Сарича — Уилсона показал разделение гоминидов и шимпанзе менее чем четыре миллиона лет назад, и антропологический мир пришел в ярость. Все сторонники палеонтологического подхода встретили эту дату в штыки. "А как же Омо? — кричат они. — Вспомните Канапои, Лотегем. Ведь там обнаружены гоминиды, имеющие возраст в три, четыре, пять миллионов лет, и внешне они не похожи на человекообразных обезьян. Вы просите, чтобы мы ради ваших драгоценных молекул полностью отбросили свидетельства окаменелостей. Вы просите нас принять постоянные скорости эволюции, а мы их не принимаем. И вы просите нас начать отсчет с момента во времени, относительно которого мы все еще спорим между собой".</p><p></p><p></p><p></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Изучение молекул позволяет распутать эволюционный клубок Метод гибридизации ДНК Стараясь установить, насколько тесно родство между отдельными видами, ученые разработали для достижения этой цели три основных метода, опирающихся на измерение степени различий в ДНК исследуемых видов, а также в молекулах их белков. Метод гибридизации ДНК основан на исследовании генетического материала — дезоксирибонуклеиновой кислоты — и использует то счастливое обстоятельство, что ее молекулы состоят из двух цепочек, слагающихся из простых соединений. Цепочки закручены одна вокруг другой двойной спиралью и удерживаются в этом положении прочными связями. Методы лабораторных исследований позволяют разорвать связи между цепочками — разделить их, развернув двойную спираль. Если проделать это с ДНК человека и гориллы, а потом соединить одну цепочку ДНК человека с одной цепочкой ДНК гориллы, все химические связи между ними восстановятся, кроме тех мест, где звенья химически различаются. (На рисунке — два пробела там, где связи направлены в противоположные стороны.) Поскольку эти различия отражают мутации (генетические изменения, которые приводят к эволюции), близость родства между человеком и гориллой определяется по числу невосстанавливающихся химических связей. Именно эти различия в ДНК и делают человека человеком, а гориллу гориллой. Метод сравнения аминокислотной последовательности белков Второй способ определения эволюционного "расстояния" между двумя видами строится на сравнении белковых молекул, например молекул белков крови. Все белковые молекулы слагаются из одних и тех же кирпичиков — из 20 разных аминокислот, соединяющихся в длинные цепи в разном порядке. Белки человека, мыши и гориллы состоят из одних и тех же аминокислот, но различно расположенных, что и определяет, кто есть кто. Сложные лабораторные методы позволяют теперь исследовать белковую молекулу от одного ее конца до другого и определять для каждого белка точное расположение 20 аминокислот, повторяющихся вновь и вновь в различных сочетаниях. Например, гемоглобин — белок красных кровяных телец — состоит из цепи, включающей 287 единиц аминокислот, последовательное расположение которых уже установлено для многих животных. Чем больше похожи эти последовательности, тем ближе родство данных животных, чем менее они похожи, тем родство отдаленнее. У человека и шимпанзе последовательность расположения аминокислот гемоглобина совпадает полностью. Человек и горилла состоят в близком родстве — их гемоглобин имеет только два различия. А вот между гемоглобином человека и лошади имеются 43 различия. На упрощенном рисунке символами обозначено только шесть аминокислот, а не двадцать. Стрелки указывают на точки, где имеются различия. Иммунологический метод Анализ аминокислотной последовательности белков при всей его точности трудоемок, поскольку 20 аминокислот дают в белках сотни различных сочетаний. Иммунологический метод позволяет избежать кропотливого определения всей последовательности аминокислот. Он опирается на способность организма вырабатывать антитела для защиты от чужеродных белков, попадающих в кровь. Антитела, реагирующие с белками одного животного, будут реагировать и с белками близкородственных ему видов. Если взять у человека альбумин, белок кровяной сыворотки, и впрыснуть его кроликам, в их крови начнут вырабатываться антитела, чтобы защитить организм от чужеродного вещества. На рисунке антитела обозначены оранжевым цветом. Сыворотку, содержащую антитела против альбумина человека, можно теперь использовать для измерения степени родства между человеком и различными животными. Смешанная с человеческим сывороточным альбумином, эта сыворотка (справа вверху) даст бурную реакцию, так как кролик выработал ее специально для борьбы с человеческим альбумином (пробирка доверху закрашена голубым цветом). Альбумин кровяной сыворотки шимпанзе, лишь чуть-чуть отличающийся от человеческого, вызывает почти столь же бурную реакцию. Но сывороточный альбумин лошади очень отличается от человеческого и оказывает на такую кроличью сыворотку очень слабое воздействие. Эта таблица выявляет несколько поразительных фактов. Она не только подтверждает результаты, полученные другими методами, показывая, что человек очень близок к горилле (только 8 различий), уже не так близок к гиббону (14 различий) и довольно далек от низших обезьян (32 различия), но и показывает, что низшие обезьяны равно удалены от остальных трех сравниваемых приматов. Эта равноудаленность позволяет сделать вывод, что низшие обезьяны разошлись с предком всех этих человекообразных обезьян одновременно и с тех пор темп эволюции альбумина кровяной сыворотки у них всех оставался удивительно постоянным. Другими словами, все они эволюционировали почти с одинаковой скоростью. Для проверки этого важнейшего момента — скорости эволюции — Сарич и Уилсон вышли за пределы генеалогического древа приматов и сравнили приматов с хищниками. Результаты приведены в правой таблице. Число изменений альбумина кровяной сыворотки тут много выше, что указывает на гораздо большую древность разделения приматов и хищников, чем разделения самих приматов. Удивительно же в этих новых цифрах следующее: если не считать некоторого отклонения у долгопята, они практически совпадают, вновь доказывая, что все эти животные эволюционировали с одной скоростью. Теперь нужно определить, какова же эта скорость. Ведь если мы сумеем количественно измерить степень эволюционных изменений и скорость, с которой они происходят, мы вернемся к знакомым задачам на время, расстояние и скорость из наших школьных учебников по арифметике. Зная две величины, мы можем вычислить третью. Наконец-то у нас появилась возможность точно измерять время эволюции тех или иных видов и с достаточной уверенностью отмечать места развилок на генеалогическом древе. Таблица показывает различия в сывороточном альбумине приматов Таблица показывает приматов и хищников Чем меньше различий — как, например, между человеком и человекообразными обезьянами, — тем ближе эволюционное родство. Для решения этой задачи Сарич и Уилсон собрали огромное количество молекулярно-биологических данных. Постоянно сопоставляя и перепроверяя эти данные, они получили предположительные скорости эволюции не только для ДНК, но и для нескольких белков крови. Затем они выбрали исходную дату для построения своего генеалогического древа — происшедшее 36 миллионов лет назад разделение обезьян Нового и Старого Света (хотя далеко не все палеонтологи согласны с этой датой). От этой вехи они с помощью своих молекулярных часов начали вести отсчет времени, отмечая развилки — сначала низших и человекообразных обезьян, затем, наконец, гоминидов и шимпанзе. Метод измерения Сарича — Уилсона показал разделение гоминидов и шимпанзе менее чем четыре миллиона лет назад, и антропологический мир пришел в ярость. Все сторонники палеонтологического подхода встретили эту дату в штыки. "А как же Омо? — кричат они. — Вспомните Канапои, Лотегем. Ведь там обнаружены гоминиды, имеющие возраст в три, четыре, пять миллионов лет, и внешне они не похожи на человекообразных обезьян. Вы просите, чтобы мы ради ваших драгоценных молекул полностью отбросили свидетельства окаменелостей. Вы просите нас принять постоянные скорости эволюции, а мы их не принимаем. И вы просите нас начать отсчет с момента во времени, относительно которого мы все еще спорим между собой".
false
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Дубинки как оружие, ветки для танца дождя</h1> <section class="px3 mb4"> <p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_9__000004f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Размахивая палками, два гоминида стараются напугать миролюбивого гепарда в надежде завладеть его добычей</em></p><p></p><p>Хотя сохранилось достаточно свидетельств того, что австралопитеки изготовляли разнообразные каменные орудия, от огромного количества деревянных приспособлений, которыми они, несомненно, пользовались, не осталось никаких следов. В наше время шимпанзе размахивают палками и ветками. Известны случаи, когда они швыряли ими в павианов, которые подбирались к их пище или новорожденному детенышу. А потому будет логично предположить, что гораздо более развитые австралопитеки, способные превратить камень в примитивное орудие, изготовляли дубинки, копья и всякие заостренные приспособления.</p><p>Без оружия они, конечно, обходиться не могли. Австралопитеки обитали на земле и постоянно сталкивались с разными опасными хищниками. Но не исключено, что сучьями они пользовались и для совершенно иной цели — чтобы размахивать ими перед началом дождя, как делают современные шимпанзе.</p> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_9_img004f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Надвигающаяся гроза, быть может, действовала на австралопитеков возбуждающе: размахивая сучьями, они бегали взад и вперед в танце дождя</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_9_img005f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Группа австралопитеков неторопливо бредет по плодородной африканской равнине, собирая семена и коренья, но не упуская случая полакомиться личинкой, зайцем, черепахой, птенцом или страусиными яйцами. Вероятно, собирательство было основным способом добывания пищи.</em></p><p></p><p></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Дубинки как оружие, ветки для танца дождя Размахивая палками, два гоминида стараются напугать миролюбивого гепарда в надежде завладеть его добычей Хотя сохранилось достаточно свидетельств того, что австралопитеки изготовляли разнообразные каменные орудия, от огромного количества деревянных приспособлений, которыми они, несомненно, пользовались, не осталось никаких следов. В наше время шимпанзе размахивают палками и ветками. Известны случаи, когда они швыряли ими в павианов, которые подбирались к их пище или новорожденному детенышу. А потому будет логично предположить, что гораздо более развитые австралопитеки, способные превратить камень в примитивное орудие, изготовляли дубинки, копья и всякие заостренные приспособления. Без оружия они, конечно, обходиться не могли. Австралопитеки обитали на земле и постоянно сталкивались с разными опасными хищниками. Но не исключено, что сучьями они пользовались и для совершенно иной цели — чтобы размахивать ими перед началом дождя, как делают современные шимпанзе. Надвигающаяся гроза, быть может, действовала на австралопитеков возбуждающе: размахивая сучьями, они бегали взад и вперед в танце дождя Группа австралопитеков неторопливо бредет по плодородной африканской равнине, собирая семена и коренья, но не упуская случая полакомиться личинкой, зайцем, черепахой, птенцом или страусиными яйцами. Вероятно, собирательство было основным способом добывания пищи.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 8</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Изучаем полет насекомых</p><p>Понаблюдайте за стрекозами на берегу пресноводного ручья, пруда или озера: они как будто расчерчивают воздух, то и дело устремляясь за какой-нибудь неудачливой мошкой. Вы будете очарованы их воздушными маневрами. На соседнем поле или лугу вы наверняка увидите одного иди двух мотыльков, летающих лениво, явно без цели и определенного направления. А вот мимо проносится пчела или оса. Потревоженный жук поднимается в воздух и тут же быстро опускается на куст. Даже кузнечик, подпрыгнув и оторвавшись от земли, может немного «пролететь». Сравнив способы полета всех этих насекомых, легко заметить, что они сильно различаются между собой.</p><p>Первое, что можно подумать: чем больше крылья, тем лучше летает насекомое; но даже беглое сравнение мотылька со стрекозой заставляет отказаться от такого заключения. Размеры крыльев тут ни при чем. У вислокрылки рогатой, или коридала, два больших крыла, а летает она неуклюже. Златоглазка при сравнительно крупных крыльях тоже летает плохо. И, конечно, мотылек не может состязаться в скорости или маневренности со стрекозой. Некоторые большие стрекозы пролетают более 90 километров в час, но эта скорость, значительная сама по себе, является небольшой но сравнению со скоростью самца овода, способного пролететь более 122 километров в час. Ночных бабочек с их сравнительно большими крыльями, так же как и мотыльков, нельзя назвать особенно хорошими летунами, за исключением бражников, хотя крылья у них узкие и небольшого размаха, как и вообще крылья ночных бабочек. Способность насекомого летать не зависит также и от числа крыльев. У комнатной мухи только одна пара крыльев, но попробуйте ее поймать. Вот и выходит, что мухи, имеющие всего два крыла, летают лучше, чем другие насекомые.</p> <p>Хорошо известно, что человек учился летать, изучая полет птиц и. насекомых. Динамика полета и конструкция летательного аппарата определяются подъемной силой, лобовым сопротивлением и разностью скоростей воздушных струй. Механизм полета насекомого представляется таким же сложным, но в действительности он менее сложен, так как конструкция самих крыльев и их движение вверх-вниз являются достаточными для простейшего полета. Во время колебаний, то есть движения вверх-вниз, плоскость крыла изменяется. Вы можете убедиться в этом, держа у основания оторванное крыло убитого насекомого и дуя на него под прямым углом к поверхности. Мембрана крыла поддается давлению воздуха, тогда как жесткий передний край – не очень. Таким образом, когда крыло движется вниз, мембрана в силу сопротивления воздуха отклоняется вверх, и наоборот. Отклоняясь, крыло встречает сзади определенное сопротивление, достаточное, чтобы приводить насекомое в движение.</p><p>Чем быстрее колеблются крылья, тем больше их отклонение, а следовательно, сопротивление воздуха сзади, – тем быстрее полет.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_10_pic_38.jpg"/> </p><p>Чтобы определить траекторию быстро вибрирующего крыла, прикрепите маленький кусочек золотой фольги к кончику крыла насекомого, так чтобы оно махало крыльями на темном фоне в луче солнца.</p><p>Проделав этот опыт, вы обнаружите, что траектория движения кончиков крыльев напоминает светящуюся вытянутую цифру 8. А вот другой способ: подержите насекомое в луче света проектора, так чтобы оно проецировалось на экран. Траектория движения крыла насекомого в полете состоит из непрерывной серии таких восьмерок (рис. 69).</p><p>Частоту вибрации крыла, то есть число колебаний в единицу времени, можно определить по звуку.</p><p>Подержите насекомое, скажем муху, в таком положении, чтобы каждый удар крыла делал отметку на куске закопченной бумаги или стекла, как показано на рис. 70. Затем сравните эту запись с записью звучания камертона на известной частоте.</p><p>Чем меньше крылья, тем больше частота или тем быстрее они вибрируют. Мотылек делает 9 ударов в секунду, стрекоза – 30, бражник – 72, пчела – 190, а комнатная муха – 330.</p><p>Насекомое двигает крыльями благодаря мышцам – тем более мощным, чем быстрее полет. Рис. 71 дает некоторое представление о том, как мышцы управляют крыльями. К основанию крыла, которое входит в грудную полость, прикреплены прямые мышцы. Представьте крыло в виде рычага с шарниром в точке а и вы легко поймете, как сокращение мышцы б поднимает крыло, а сокращение мышцы в опускает его.</p><p>Другие мышцы действуют на крылья косвенно, изменяя форму грудной стенки. Так, мышца г поднимает крыло, отжимая верх грудного кольца книзу, а мышца д опускает, подтягивая края грудного кольца вместе и выпячивая его верхушку. Так можно объяснить простейший механизм полета насекомого, но у насекомых, которые летают хорошо и быстро, например у стрекоз, этот процесс несколько сложнее, так как в нем участвует больше мышц. У стрекоз на каждое крыло работают девять мышц: пять опускающих, три поднимающих и одна приводящая.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_10_pic_39.jpg"/> </p><p>Рис. 71. Схема, иллюстрирующая работу мышц крыла. Рис. 72. Крылья медоносной пчелы. Зц – зацепки.</p><p>Насекомое можно сравнить с гребцами в лодке: если они будут работать веслами одновременно, лодка поплывет быстрее; насекомое летает лучше, если передние и задние крылья действуют в унисон.</p><p>Синхронное действие крыльев достигается у некоторых насекомых перекрытием заднего крыла передним; но есть такие виды насекомых, у которых развились определенные конструкции, скрепляющие оба крыла. Поймав медоносную пчелу и изучив передний край ее заднего крыла, вы обнаружите ряд крючков, называемых зацепками: они действительно зацепляются за складку на заднем крае переднего крыла (рис. 72). На заднем крыле ночной бабочки, у плечевого угла, вы найдете похожий на щетинку отросток или пучок щетинок; это зацепка, или уздечка (рис. 73). Как правило, зацепка самки состоит из нескольких щетинок; у самца это один сильный щетинкоподобный орган. У самцов некоторых бабочек, имеющих хорошо развитую зацепку, переднее крыло снабжено мембрановидной складкой, в которую вставляется конец зацепки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_10_pic_40.jpg"/> </p><p>У настоящих мух вторая пара крыльев заменена булавовидными органами – жужжальцами. Эти органы называют также балансирами, так как одно время считали, что они подобны шесту в руках канатоходца. Недавние исследования показали, однако, что эти органы действуют по другому принципу. На самом деле жужжальца во время полета очень быстро вибрируют. Частота их колебаний примерно равна частоте взмаха крыла, но обычно они находятся в противофазе с крылом. Взмах жужжальца вызывается одним-единственным мускулом; мускула, действующего в противоположном направлении, нет. Вибрация обеспечивается за счет эластичных свойств шарнира. Более того, оба жужжальца насекомого движутся в разных плоскостях, так как каждое имеет свой угол наклона. Если вы представляете, как действует гироскоп, вы поймете, как работают жужжальца, поскольку они работают совершенно так же. Можно сказать, что в полете насекомого жужжальца играют роль датчика угловой скорости.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 8 Изучаем полет насекомых Понаблюдайте за стрекозами на берегу пресноводного ручья, пруда или озера: они как будто расчерчивают воздух, то и дело устремляясь за какой-нибудь неудачливой мошкой. Вы будете очарованы их воздушными маневрами. На соседнем поле или лугу вы наверняка увидите одного иди двух мотыльков, летающих лениво, явно без цели и определенного направления. А вот мимо проносится пчела или оса. Потревоженный жук поднимается в воздух и тут же быстро опускается на куст. Даже кузнечик, подпрыгнув и оторвавшись от земли, может немного «пролететь». Сравнив способы полета всех этих насекомых, легко заметить, что они сильно различаются между собой. Первое, что можно подумать: чем больше крылья, тем лучше летает насекомое; но даже беглое сравнение мотылька со стрекозой заставляет отказаться от такого заключения. Размеры крыльев тут ни при чем. У вислокрылки рогатой, или коридала, два больших крыла, а летает она неуклюже. Златоглазка при сравнительно крупных крыльях тоже летает плохо. И, конечно, мотылек не может состязаться в скорости или маневренности со стрекозой. Некоторые большие стрекозы пролетают более 90 километров в час, но эта скорость, значительная сама по себе, является небольшой но сравнению со скоростью самца овода, способного пролететь более 122 километров в час. Ночных бабочек с их сравнительно большими крыльями, так же как и мотыльков, нельзя назвать особенно хорошими летунами, за исключением бражников, хотя крылья у них узкие и небольшого размаха, как и вообще крылья ночных бабочек. Способность насекомого летать не зависит также и от числа крыльев. У комнатной мухи только одна пара крыльев, но попробуйте ее поймать. Вот и выходит, что мухи, имеющие всего два крыла, летают лучше, чем другие насекомые. Хорошо известно, что человек учился летать, изучая полет птиц и. насекомых. Динамика полета и конструкция летательного аппарата определяются подъемной силой, лобовым сопротивлением и разностью скоростей воздушных струй. Механизм полета насекомого представляется таким же сложным, но в действительности он менее сложен, так как конструкция самих крыльев и их движение вверх-вниз являются достаточными для простейшего полета. Во время колебаний, то есть движения вверх-вниз, плоскость крыла изменяется. Вы можете убедиться в этом, держа у основания оторванное крыло убитого насекомого и дуя на него под прямым углом к поверхности. Мембрана крыла поддается давлению воздуха, тогда как жесткий передний край – не очень. Таким образом, когда крыло движется вниз, мембрана в силу сопротивления воздуха отклоняется вверх, и наоборот. Отклоняясь, крыло встречает сзади определенное сопротивление, достаточное, чтобы приводить насекомое в движение. Чем быстрее колеблются крылья, тем больше их отклонение, а следовательно, сопротивление воздуха сзади, – тем быстрее полет. Чтобы определить траекторию быстро вибрирующего крыла, прикрепите маленький кусочек золотой фольги к кончику крыла насекомого, так чтобы оно махало крыльями на темном фоне в луче солнца. Проделав этот опыт, вы обнаружите, что траектория движения кончиков крыльев напоминает светящуюся вытянутую цифру 8. А вот другой способ: подержите насекомое в луче света проектора, так чтобы оно проецировалось на экран. Траектория движения крыла насекомого в полете состоит из непрерывной серии таких восьмерок (рис. 69). Частоту вибрации крыла, то есть число колебаний в единицу времени, можно определить по звуку. Подержите насекомое, скажем муху, в таком положении, чтобы каждый удар крыла делал отметку на куске закопченной бумаги или стекла, как показано на рис. 70. Затем сравните эту запись с записью звучания камертона на известной частоте. Чем меньше крылья, тем больше частота или тем быстрее они вибрируют. Мотылек делает 9 ударов в секунду, стрекоза – 30, бражник – 72, пчела – 190, а комнатная муха – 330. Насекомое двигает крыльями благодаря мышцам – тем более мощным, чем быстрее полет. Рис. 71 дает некоторое представление о том, как мышцы управляют крыльями. К основанию крыла, которое входит в грудную полость, прикреплены прямые мышцы. Представьте крыло в виде рычага с шарниром в точке а и вы легко поймете, как сокращение мышцы б поднимает крыло, а сокращение мышцы в опускает его. Другие мышцы действуют на крылья косвенно, изменяя форму грудной стенки. Так, мышца г поднимает крыло, отжимая верх грудного кольца книзу, а мышца д опускает, подтягивая края грудного кольца вместе и выпячивая его верхушку. Так можно объяснить простейший механизм полета насекомого, но у насекомых, которые летают хорошо и быстро, например у стрекоз, этот процесс несколько сложнее, так как в нем участвует больше мышц. У стрекоз на каждое крыло работают девять мышц: пять опускающих, три поднимающих и одна приводящая. Рис. 71. Схема, иллюстрирующая работу мышц крыла. Рис. 72. Крылья медоносной пчелы. Зц – зацепки. Насекомое можно сравнить с гребцами в лодке: если они будут работать веслами одновременно, лодка поплывет быстрее; насекомое летает лучше, если передние и задние крылья действуют в унисон. Синхронное действие крыльев достигается у некоторых насекомых перекрытием заднего крыла передним; но есть такие виды насекомых, у которых развились определенные конструкции, скрепляющие оба крыла. Поймав медоносную пчелу и изучив передний край ее заднего крыла, вы обнаружите ряд крючков, называемых зацепками: они действительно зацепляются за складку на заднем крае переднего крыла (рис. 72). На заднем крыле ночной бабочки, у плечевого угла, вы найдете похожий на щетинку отросток или пучок щетинок; это зацепка, или уздечка (рис. 73). Как правило, зацепка самки состоит из нескольких щетинок; у самца это один сильный щетинкоподобный орган. У самцов некоторых бабочек, имеющих хорошо развитую зацепку, переднее крыло снабжено мембрановидной складкой, в которую вставляется конец зацепки. У настоящих мух вторая пара крыльев заменена булавовидными органами – жужжальцами. Эти органы называют также балансирами, так как одно время считали, что они подобны шесту в руках канатоходца. Недавние исследования показали, однако, что эти органы действуют по другому принципу. На самом деле жужжальца во время полета очень быстро вибрируют. Частота их колебаний примерно равна частоте взмаха крыла, но обычно они находятся в противофазе с крылом. Взмах жужжальца вызывается одним-единственным мускулом; мускула, действующего в противоположном направлении, нет. Вибрация обеспечивается за счет эластичных свойств шарнира. Более того, оба жужжальца насекомого движутся в разных плоскостях, так как каждое имеет свой угол наклона. Если вы представляете, как действует гироскоп, вы поймете, как работают жужжальца, поскольку они работают совершенно так же. Можно сказать, что в полете насекомого жужжальца играют роль датчика угловой скорости.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 30</h1> <section class="px3 mb4"> <p>А теперь займемся коконами</p><p>В приключении 6 кратко упоминалось о коконе сатурнии цекропии. По форме он похож на гамак и прочно привязан к ветке. Рассмотрите кокон внимательно. Это прочное водонепроницаемое сооружение с двумя стенками: внешняя толстая, из жесткого, похожего на бумагу шелка; внутренняя, тоже из шелка, тоньше, но такая же плотная. Между стенками множество ненатянутых шелковинок с бесчисленным количеством воздушных ячеек, которые обеспечивают прекрасную изоляцию. Кокон служит для беспомощной куколки надежным зимним убежищем: он защищает ее от влаги, резких колебаний температуры и от большинства птиц – хотя дятел часто продалбливает его. Умелый конструктор кокона – гусеница наматывает шелк на одном его конце не поперек, а вдоль, приготовляя таким образом клапан, через который она весной, превратившись в бабочку, выйдет наружу.</p><p>Попытайте счастья – может быть, вам удастся подсмотреть, как гусеница делает кокон; сначала она прикрепляет к веточке несколько шелковинок – основа, на которую наматывается еще ряд нитей. Но вот эта работа закончена – получается нетугая сетка. Теперь гусеница начинает наматывать шелк.</p> <p>Трудится она весьма прилежно и через некоторое время полностью скрывается под шелком. Наконец, когда внутренняя стенка закончена, гусеница, превращаясь в куколку, выделяет вещество, которое делает поверхность кокона твердой и блестящей.</p><p>Сатурния цекропия – представитель семейства бабочек, которые называются глазчатками, или павлиноглазками. Зимой можно увидеть покрытый листом кокон сатурнии прометея, другой бабочки этого семейства. Ее гусеница выбирает лист и покрывает шелком сначала его верхнюю сторону, а затем черешок и так надежно привязывает его к веточке прочным пучком шелка, что он выдерживает самые сильные зимние ветры. Затем она стягивает два края листа и внутри прядет кокон. Ее коконы мы часто принимаем зимой за мертвые листья, свисающие с веточек. Даже самые дотошные птицы не обнаруживают их.</p><p>В отличие от сатурнии цекропии и сатурнии прометея, которые привязывают коконы к веточкам, сатурния луна и сатурния полифем, принадлежащие к этой же группе бабочек, прядут коконы среди листьев и вместе с ними иногда падают на землю. Увидеть их удается редко. Кокон сатурнии луны (рис. 234) тонкий, похож на бумагу и содержит мало шелка; кокон сатурнии полифема (рис. 235) более плотный, но в остальном они очень схожи. Сделав кокон, гусеница полифема выделяет клейкое, смолистое вещество, которым покрывает всю внутреннюю поверхность кокона. Оно затвердевает, образуя белый слой, похожий на мел.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_32_pic_119.jpg"/> </p><p>В конце мая – начале июня можно увидеть гусениц американского кольчатого коконопряда, ползающих по земле в поисках места для окукливания. Свои маленькие, плотные, шелковистые овальные коконы, припудренные желтым порошком, они прядут в защищенном месте (рис. 236). Найти эти аккуратные коконы можно почти повсюду – в трещинах, расщелинах. Персиковая стеклянница делает довольно длинный, овальный, коричневый кокон из шелка, частичек коры и собственных отбросов (рис. 237). Она строит его на земле или прикрепляет к стволу персикового дерева. Довольно необычное строение у жесткого, овального кокона бабочки-мегалопигиды, который обычно прикрепляется к веточке (рис. 238): он снабжен висячим клапаном, обеспечивающим бабочке выход из него.</p><p>Разнообразие размеров, цветов, форм коконов и материалов, из которых они сделаны, кажется беспредельным. Одни коконы размещаются поодиночке, другие – скоплениями, и встретить их можно в самых неожиданных местах. Рассмотрите кокон яблонной узкокрылой моли. Он довольно длинный и тонкий и прикреплен не совсем обычно (рис. 239). Чаще всего эти коконы располагаются большими группами на ветках пораженных деревьев и выдают присутствие насекомого в саду. Их можно найти зимой, когда на деревьях нет листьев. Коконы могут быть сотканы плотно или редко, как, например, коконы ивовой волнянки. Почему-то все думают, что обычная форма кокона яйцеобразная или овальная, а вот кокон бабочки-пироморфиды американской плоский. Часто в шелк включаются инородные материалы. Мы уже упоминали о коконе персиковой стеклянницы можно назвать еще кокон распространенного кленового сверлильщика – насекомого, встречающегося довольно часто. Это маленькое сооружение из шелка и катышков экскрементов, вкрапленных в его поверхность. Многие насекомые, окукливающиеся в земле, захватывают шелковыми нитями частички почвы. Большинство гусениц предпочитают ткать свои коконы в определенных местах. Но гусеницы златогузки, повидимому, не выбирают: они прядут коконы среди листьев на побегах, в щелях коры и в других укромных уголках.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_32_pic_120.jpg"/> </p><p>Шелковые коконы ни в коем случае не являются монополией ночных бабочек. Их делают также личинки ручейников, муравьиные львы, златоглазки, личинки некоторых жуков, некоторые мухи и несколько видов пилильщиков. Желтоточечный ивовый пилильщик прядет свои темно-коричневые коконы на земле или недалеко от поверхности земли; они сливаются с почвой (рис. 240), и увидеть их не так легко. Два других пилильщика – американский и лиственничный – делают плотные шелковистые коконы в перегное или в кусочках земли, и отыскать их – задача для терпеливого.</p><p>Многие личинки ручейников, когда приходит время окукливаться, могут перестраивать свои шелковистые чехлики, изменяя форму и материал. Но независимо от этого все личинки ручейников надежно закрывают свои чехлики, чтобы в них не попал ил или не забрел незваный гость.</p><p>Следовательно, их чехлики становятся коконами. Муравьиные львы, перед тем как превратиться в куколку, из песчинок, скрепленных шелком, ткут в своих ямках сферический кокон (рис. 241) и аккуратно выстилают его тем же материалом. Тлевые львы, или златоглазки, тоже прядут сферические коконы, но уже целиком из шелка (рис. 242) и прикрепляют их к нижней поверхности листьев или к стеблям растений. Коконы, как бы искусно они ни были сконструированы, нельзя назвать красивыми, за исключением кокона водного сетчатокрылого насекомого – климации: он делается из жесткого, плотного шелка и покрывается нежной сетчатой вуалью (рис. 243). Наше всего коконы прядутся из шелка, но многие личинки, сверлящие дерево, используют для постройки коконов главным образом кусочки древесины. Мохнатым гусеницам шелк нужен только для, скрепления волосков, составляющих основу их кокона.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_32_pic_121.jpg"/> </p><p>Выход из куколки, или вылупление,- целая проблема для насекомых. Насекомые с жующими ротовыми частями просто прогрызают себе путь на свободу, а насекомым с сосущими ротовыми частями приходится искать какой-то другой способ. Некоторые насекомые выделяют жидкость, размягчающую шелк на одном конце кокона, а потом, раздвигая нити в стороны или разрывая их, делают отверстие. Куколки некоторых павлиноглазок снабжены парой больших толстых черных шипов для разрезания кокона. У куколки узкокрылой моли-минера на переднем конце зубчатый гребень (рис. 244). Сатурния цекропия и сатурния прометея приспосабливают на одном конце кокона своеобразный клапан, который легко отделяется, когда бабочки готовы к выходу. И уж поистине удивительно приспособление бабочки-мегалопигиды. Как раз перед превращением в куколку гусеница сооружает возле одного конца кокона укрепленную на петлях свисающую перегородку, которая служит как бы опускающейся дверью; через нее и выходят взрослые насекомые (рис. 245). Куколка златоглазки прорезает челюстями круглое отверстие с одной стороны кокона. Выйдя из кокона, куколка некоторое время ползает около него, пока не превратится во взрослое насекомое.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_32_pic_122.jpg"/> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Приключение 30 А теперь займемся коконами В приключении 6 кратко упоминалось о коконе сатурнии цекропии. По форме он похож на гамак и прочно привязан к ветке. Рассмотрите кокон внимательно. Это прочное водонепроницаемое сооружение с двумя стенками: внешняя толстая, из жесткого, похожего на бумагу шелка; внутренняя, тоже из шелка, тоньше, но такая же плотная. Между стенками множество ненатянутых шелковинок с бесчисленным количеством воздушных ячеек, которые обеспечивают прекрасную изоляцию. Кокон служит для беспомощной куколки надежным зимним убежищем: он защищает ее от влаги, резких колебаний температуры и от большинства птиц – хотя дятел часто продалбливает его. Умелый конструктор кокона – гусеница наматывает шелк на одном его конце не поперек, а вдоль, приготовляя таким образом клапан, через который она весной, превратившись в бабочку, выйдет наружу. Попытайте счастья – может быть, вам удастся подсмотреть, как гусеница делает кокон; сначала она прикрепляет к веточке несколько шелковинок – основа, на которую наматывается еще ряд нитей. Но вот эта работа закончена – получается нетугая сетка. Теперь гусеница начинает наматывать шелк. Трудится она весьма прилежно и через некоторое время полностью скрывается под шелком. Наконец, когда внутренняя стенка закончена, гусеница, превращаясь в куколку, выделяет вещество, которое делает поверхность кокона твердой и блестящей. Сатурния цекропия – представитель семейства бабочек, которые называются глазчатками, или павлиноглазками. Зимой можно увидеть покрытый листом кокон сатурнии прометея, другой бабочки этого семейства. Ее гусеница выбирает лист и покрывает шелком сначала его верхнюю сторону, а затем черешок и так надежно привязывает его к веточке прочным пучком шелка, что он выдерживает самые сильные зимние ветры. Затем она стягивает два края листа и внутри прядет кокон. Ее коконы мы часто принимаем зимой за мертвые листья, свисающие с веточек. Даже самые дотошные птицы не обнаруживают их. В отличие от сатурнии цекропии и сатурнии прометея, которые привязывают коконы к веточкам, сатурния луна и сатурния полифем, принадлежащие к этой же группе бабочек, прядут коконы среди листьев и вместе с ними иногда падают на землю. Увидеть их удается редко. Кокон сатурнии луны (рис. 234) тонкий, похож на бумагу и содержит мало шелка; кокон сатурнии полифема (рис. 235) более плотный, но в остальном они очень схожи. Сделав кокон, гусеница полифема выделяет клейкое, смолистое вещество, которым покрывает всю внутреннюю поверхность кокона. Оно затвердевает, образуя белый слой, похожий на мел. В конце мая – начале июня можно увидеть гусениц американского кольчатого коконопряда, ползающих по земле в поисках места для окукливания. Свои маленькие, плотные, шелковистые овальные коконы, припудренные желтым порошком, они прядут в защищенном месте (рис. 236). Найти эти аккуратные коконы можно почти повсюду – в трещинах, расщелинах. Персиковая стеклянница делает довольно длинный, овальный, коричневый кокон из шелка, частичек коры и собственных отбросов (рис. 237). Она строит его на земле или прикрепляет к стволу персикового дерева. Довольно необычное строение у жесткого, овального кокона бабочки-мегалопигиды, который обычно прикрепляется к веточке (рис. 238): он снабжен висячим клапаном, обеспечивающим бабочке выход из него. Разнообразие размеров, цветов, форм коконов и материалов, из которых они сделаны, кажется беспредельным. Одни коконы размещаются поодиночке, другие – скоплениями, и встретить их можно в самых неожиданных местах. Рассмотрите кокон яблонной узкокрылой моли. Он довольно длинный и тонкий и прикреплен не совсем обычно (рис. 239). Чаще всего эти коконы располагаются большими группами на ветках пораженных деревьев и выдают присутствие насекомого в саду. Их можно найти зимой, когда на деревьях нет листьев. Коконы могут быть сотканы плотно или редко, как, например, коконы ивовой волнянки. Почему-то все думают, что обычная форма кокона яйцеобразная или овальная, а вот кокон бабочки-пироморфиды американской плоский. Часто в шелк включаются инородные материалы. Мы уже упоминали о коконе персиковой стеклянницы можно назвать еще кокон распространенного кленового сверлильщика – насекомого, встречающегося довольно часто. Это маленькое сооружение из шелка и катышков экскрементов, вкрапленных в его поверхность. Многие насекомые, окукливающиеся в земле, захватывают шелковыми нитями частички почвы. Большинство гусениц предпочитают ткать свои коконы в определенных местах. Но гусеницы златогузки, повидимому, не выбирают: они прядут коконы среди листьев на побегах, в щелях коры и в других укромных уголках. Шелковые коконы ни в коем случае не являются монополией ночных бабочек. Их делают также личинки ручейников, муравьиные львы, златоглазки, личинки некоторых жуков, некоторые мухи и несколько видов пилильщиков. Желтоточечный ивовый пилильщик прядет свои темно-коричневые коконы на земле или недалеко от поверхности земли; они сливаются с почвой (рис. 240), и увидеть их не так легко. Два других пилильщика – американский и лиственничный – делают плотные шелковистые коконы в перегное или в кусочках земли, и отыскать их – задача для терпеливого. Многие личинки ручейников, когда приходит время окукливаться, могут перестраивать свои шелковистые чехлики, изменяя форму и материал. Но независимо от этого все личинки ручейников надежно закрывают свои чехлики, чтобы в них не попал ил или не забрел незваный гость. Следовательно, их чехлики становятся коконами. Муравьиные львы, перед тем как превратиться в куколку, из песчинок, скрепленных шелком, ткут в своих ямках сферический кокон (рис. 241) и аккуратно выстилают его тем же материалом. Тлевые львы, или златоглазки, тоже прядут сферические коконы, но уже целиком из шелка (рис. 242) и прикрепляют их к нижней поверхности листьев или к стеблям растений. Коконы, как бы искусно они ни были сконструированы, нельзя назвать красивыми, за исключением кокона водного сетчатокрылого насекомого – климации: он делается из жесткого, плотного шелка и покрывается нежной сетчатой вуалью (рис. 243). Наше всего коконы прядутся из шелка, но многие личинки, сверлящие дерево, используют для постройки коконов главным образом кусочки древесины. Мохнатым гусеницам шелк нужен только для, скрепления волосков, составляющих основу их кокона. Выход из куколки, или вылупление,- целая проблема для насекомых. Насекомые с жующими ротовыми частями просто прогрызают себе путь на свободу, а насекомым с сосущими ротовыми частями приходится искать какой-то другой способ. Некоторые насекомые выделяют жидкость, размягчающую шелк на одном конце кокона, а потом, раздвигая нити в стороны или разрывая их, делают отверстие. Куколки некоторых павлиноглазок снабжены парой больших толстых черных шипов для разрезания кокона. У куколки узкокрылой моли-минера на переднем конце зубчатый гребень (рис. 244). Сатурния цекропия и сатурния прометея приспосабливают на одном конце кокона своеобразный клапан, который легко отделяется, когда бабочки готовы к выходу. И уж поистине удивительно приспособление бабочки-мегалопигиды. Как раз перед превращением в куколку гусеница сооружает возле одного конца кокона укрепленную на петлях свисающую перегородку, которая служит как бы опускающейся дверью; через нее и выходят взрослые насекомые (рис. 245). Куколка златоглазки прорезает челюстями круглое отверстие с одной стороны кокона. Выйдя из кокона, куколка некоторое время ползает около него, пока не превратится во взрослое насекомое.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 22</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Осматриваем квартиры</p><p>В течение почти всего лета в обмелевших участках пруда, ручья или озера можно увидеть двигающиеся по дну палочки и камешки, – кажется, что их переносит вода. На самом деле это построенные из кусочков палочек и мелкой гальки и скрепленные в форме трубок домики, в которых живет червеобразная личинка ручейника. Если ничто не мешает ее развитию, она в конце концов превращается в похожее на ночную бабочку насекомое (рис. 157).</p><p>Ручейники обычно встречаются у ручьев, прудов и озер; ночью они часто летят на свет. Существуют различные виды ручейников. Личинки большинства из них строят домики, или чехлы, разной формы из разных материалов и скрепляют их шелком или слюной. В этих домиках они живут до тех пор, пока не станут крылатыми взрослыми насекомыми.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_24_pic_86.jpg"/> </p><p>Встречаются домики, построенные из маленьких палочек, скрепленных в длину или крест-накрест, – они удивительно напоминают миниатюрные хижины из изящных бревнышек (рис. 158).</p><p>Материалом для других домиков служат кусочки листьев – почти квадратные и расположенные «венцами», друг над другом (рис. 159), или в виде узких полосок, как бы образующих спираль (рис. 160). Камешки-балласты, прилепленные с двух сторон к домикам из гальки, помогают им противостоять течению (рис. 161). «Панцирь черепахи» (рис. 162) или «домик улитки» (рис. 163), сложенный из гальки и частиц песка, – бывают и такие жилища у ручейников. Личинка одного из видов ручейника строит свой домик из кусочков мусора; обкрученный спиралями шелка, он напоминает по форме маленький рог (рис. 164). А некоторые виды ручейников живут в полых стеблях растений.</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_24_pic_87.jpg"/> </p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_24_pic_88.jpg"/> </p><p>Рис. 162. Рис. 163. Рис. 164.</p><p>Домики личинок ручейников.</p><p>Все домики ручейников снабжены прочной шелковой подкладкой (внутренним слоем), защищающей мягкотелых личинок. Ручейники выпускают шелк не нитью, как другие прядущие шелк насекомые, а широкой клейкой полосой, к которой и крепится материал, образующий чехол. У домика с обоих концов отверстия – «парадный ход» и «черный ход». Насекомое ползает по дну, покрытому илом или гравием, высунув из «парадного хода» голову и шесть ног и перенося с собой чехол. В отличие от улитки, которая прикреплена к раковине, личинка ручейника не связана со своим чехлом. Это легко проверить: переверните чехол «вверх ногами» и придержите его пальцами. Сначала насекомое попытается «навести порядок», но, не сумев сделать этого, повернется само.</p><p>Если насекомое не прикреплено к чехлу, как же ему удается повсюду носить его с собой? Где-то в процессе своего эволюционного развития личинка ручейника приобрела два загнутых вперед крючка.</p><p>Эти крючки – их называют прицепками, – расположенные у заднего конца тела (рис. 165), вставляются в плотную шелковую подкладку и таким образом прочно держат чехол насекомого, когда оно передвигается.</p><p>Личинки ручейника дышат жабрами, похожими на короткие белые кисточки. Прикрепленные по бокам к брюшку личинки, они полностью защищены чехликом. Благодаря волнообразным движениям тела насекомого вода циркулирует через жабры. Теперь мы можем понять назначение двух отверстий в чехле: вода втекает в один его конец и вытекает из другого. Она свободно проходит через чехол, так как личинка снабжена тремя бугорками, которые не дают ему прижиматься к телу.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_24_pic_89.jpg"/> </p><p>Рис. 165. Личинка ручейника. Б – бугорок; Пр – прицепка; Ж – жабры.</p><p>Вряд ли вам удастся проследить весь процесс постройки чехла, но некоторое представление о нем все же можно получить. Поймайте подвижную, наполовину выросшую личинку и, удалив часть чехла, поместите ее в высокий стакан со слоем воды немногим больше сантиметра и кусочками строительных материалов. Понаблюдайте внимательно – и вы увидите, как личинка прикрепляет эти кусочки к своему чехлу.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 22 Осматриваем квартиры В течение почти всего лета в обмелевших участках пруда, ручья или озера можно увидеть двигающиеся по дну палочки и камешки, – кажется, что их переносит вода. На самом деле это построенные из кусочков палочек и мелкой гальки и скрепленные в форме трубок домики, в которых живет червеобразная личинка ручейника. Если ничто не мешает ее развитию, она в конце концов превращается в похожее на ночную бабочку насекомое (рис. 157). Ручейники обычно встречаются у ручьев, прудов и озер; ночью они часто летят на свет. Существуют различные виды ручейников. Личинки большинства из них строят домики, или чехлы, разной формы из разных материалов и скрепляют их шелком или слюной. В этих домиках они живут до тех пор, пока не станут крылатыми взрослыми насекомыми. Встречаются домики, построенные из маленьких палочек, скрепленных в длину или крест-накрест, – они удивительно напоминают миниатюрные хижины из изящных бревнышек (рис. 158). Материалом для других домиков служат кусочки листьев – почти квадратные и расположенные «венцами», друг над другом (рис. 159), или в виде узких полосок, как бы образующих спираль (рис. 160). Камешки-балласты, прилепленные с двух сторон к домикам из гальки, помогают им противостоять течению (рис. 161). «Панцирь черепахи» (рис. 162) или «домик улитки» (рис. 163), сложенный из гальки и частиц песка, – бывают и такие жилища у ручейников. Личинка одного из видов ручейника строит свой домик из кусочков мусора; обкрученный спиралями шелка, он напоминает по форме маленький рог (рис. 164). А некоторые виды ручейников живут в полых стеблях растений. Рис. 162. Рис. 163. Рис. 164. Домики личинок ручейников. Все домики ручейников снабжены прочной шелковой подкладкой (внутренним слоем), защищающей мягкотелых личинок. Ручейники выпускают шелк не нитью, как другие прядущие шелк насекомые, а широкой клейкой полосой, к которой и крепится материал, образующий чехол. У домика с обоих концов отверстия – «парадный ход» и «черный ход». Насекомое ползает по дну, покрытому илом или гравием, высунув из «парадного хода» голову и шесть ног и перенося с собой чехол. В отличие от улитки, которая прикреплена к раковине, личинка ручейника не связана со своим чехлом. Это легко проверить: переверните чехол «вверх ногами» и придержите его пальцами. Сначала насекомое попытается «навести порядок», но, не сумев сделать этого, повернется само. Если насекомое не прикреплено к чехлу, как же ему удается повсюду носить его с собой? Где-то в процессе своего эволюционного развития личинка ручейника приобрела два загнутых вперед крючка. Эти крючки – их называют прицепками, – расположенные у заднего конца тела (рис. 165), вставляются в плотную шелковую подкладку и таким образом прочно держат чехол насекомого, когда оно передвигается. Личинки ручейника дышат жабрами, похожими на короткие белые кисточки. Прикрепленные по бокам к брюшку личинки, они полностью защищены чехликом. Благодаря волнообразным движениям тела насекомого вода циркулирует через жабры. Теперь мы можем понять назначение двух отверстий в чехле: вода втекает в один его конец и вытекает из другого. Она свободно проходит через чехол, так как личинка снабжена тремя бугорками, которые не дают ему прижиматься к телу. Рис. 165. Личинка ручейника. Б – бугорок; Пр – прицепка; Ж – жабры. Вряд ли вам удастся проследить весь процесс постройки чехла, но некоторое представление о нем все же можно получить. Поймайте подвижную, наполовину выросшую личинку и, удалив часть чехла, поместите ее в высокий стакан со слоем воды немногим больше сантиметра и кусочками строительных материалов. Понаблюдайте внимательно – и вы увидите, как личинка прикрепляет эти кусочки к своему чехлу.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 2</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Как насекомые откладывают яйца и некоторые их странные повадки при этом</p><p>Давайте отправимся в летний июньский день к пруду, ручью или озеру, где можно понаблюдать за игрой стрекоз (рис. 20). Они стремительно летают туда и сюда, то опускаясь на водное растение, – возможно, чтобы немного отдохнуть, – то неожиданно срываясь в погоне за каким-нибудь другим летящим насекомым. Вы наверняка увидите, как стрекоза скользит над поверхностью воды, а затем внезапно устремляется вниз и касается ее, как другая стрекоза, парившая в воздухе, быстрым зигзагообразным движением спускается к поверхности воды, на мгновение как бы останавливается и висит над погруженным в воду листом водного растения, а затем продолжает полет – только для того, чтобы вскоре опять спуститься к погруженному в воду листу. А вот еще одна стрекоза: она садится на стебель водного растения, плавающего довольно близко к поверхности воды, и изгибает свое тело, погружая его в воду. Все эти стрекозы откладывают яйца. Вспомните о том, что говорилось во вступлении: не существует двух видов насекомых с совершенно сходными повадками. Наши стрекозы наглядно доказывают это: каждый вид имеет свои особенности поведения.</p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_4_pic_11.jpg"/> <p>.</p><p>Во время предыдущего приключения мы выяснили, что яйца насекомых можно найти в самых неожиданных местах. Не думайте, однако, что они откладываются где попало – в любом месте, где окажется самка, когда настанет для нее пора освободиться от созревших яиц. Она откладывает их, если, так сказать, твердо уверена, что именно здесь ее потомство будет иметь достаточно пищи. Так, стрекозы, личинки которых живут в воде, откладывают яйца там, где личинки, выйдя из яиц, окажутся в воде – среде, к которой они приспособлены и где пища для них легко доступна. Даже стрекозы, которые летают над полями, для откладки яиц возвращаются к воде.</p><p>Яйца кольчатого шелкопряда откладываются вокруг побегов и ветвей дикой вишни: когда гусеницы отрождаются из этих кладок, в их распоряжении свежие, распускающиеся листья вишни. Бабочка монарх откладывает яйца на листья ваточника, потому что ее гусеницы питаются листьями только этого растения. По той же причине самка парусника аякса ищет растения из семейства зонтичных.</p><p>Способность насекомых находить «свои» растения пока остается для нас загадкой. Безусловно, в этом принимают участие органы чувств – осязания, обоняния, вкуса и зрения, – но многие стороны связи насекомых и растений остаются еще неизвестными.</p><p>Сухопутные насекомые, как правило, не испытывают особых затруднений при откладке яиц, поскольку и они, и их потомство живут в одной и той же среде, где их личинки будут иметь свободный доступ к пище. Сложнее обстоит дело у насекомых, личинки которых живут в воде, а сами они во взрослом состоянии живут главным образом на суше. Такие крылатые летающие насекомые должны помещать свои яйца в среду, к входу в которую они плохо приспособлены.</p><p>Задача эта решается разными способами. Некоторые виды комаров откладывают яички в сухие места, где они лежат без изменений, до тех пор пока дожди или тающие снега не дадут необходимой им влаги.</p><p>Слепни, вислокрылки-коридалы и некоторые ручейники откладывают яички на ветвях деревьев, на камнях, свешивающихся над водой или на всплывающих частях водных растений. Поэтому личинкам, когда они появятся, остается лишь упасть в воду. Комарики-блефароцериды, чьи личинки прикрепляются к камням на порогах горных потоков, в ущельях и в быстрых ручьях, откладывают яйца вдоль края воды, а уж добраться до скал и камней, находящихся в воде, – забота самих личинок.</p><p>Мошки (рис. 21), личинки которых живут в таких же местах, оказываются немного храбрее: они подходят близко к воде и прикрепляют яички прямо к камням. Возможно, что они и не заслуживают похвалы за эту необыкновенную отвагу, так как фактически не входят в воду, а подлетают к камням в тот момент, когда вода разбрызгивается над ними. Если вы хотите увидеть все это сами, подойдите в начале мая или просто в первые весенние дни, когда уже стало теплеть, к стремительному потоку со скалами на дне. Если вода мелкая и не слишком быстрая, вы заметите, что, вместо того чтобы кружить над водой, а затем ринуться вниз на скалы, мошки будут скопляться на поверхности скал и откладывать здесь свои яички.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_4_pic_12.jpg"/> </p><p>Жуки-амфизоиды (рис. 22), которые тоже откладывают свои яички непосредственно на камни в быстротекущих ручьях, изобрели для этого довольно остроумный способ. Они покрыты шелковистыми волосками, которые удерживают воздушную пленку. В жаркие дни самки устраиваются на камнях, нависающих над водой, и затем, как бы окутанные воздухом, падают на омываемые водой камни и откладывают яички в самой быстрой части потока. Некоторые поденки заимствовали этот способ, а возможно, наоборот, жуки переняли его у поденок; однако поденки, для того чтобы удержать воздушную пленку, используют не волоски тела, а крылья. Одни поденки откладывают яйца с прикрепленными к ним нитями (рис. 23), другие – с поплавками (рис. 24), так что яйца могут плавать или находиться в воде во взвешенном состоянии.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_4_pic_13.jpg"/> </p><p>.</p><p>Откладка яиц у насекомых – дело не простое. Сильнейший инстинкт сохранения яиц и снабжения личинок достаточным количеством пищи привел к тому, что многие насекомые развили оригинальные приемы кладки яиц, обеспечивающие их выживание. Возьмем, к примеру, златоглазку. Если вы найдете самку, откладывающую яйца, понаблюдайте за ней во что бы то ни стало. Вот она выпускает из кончика своего тела каплю клейкой жидкости на поверхность листа. Затем поднимает брюшко и вытягивает эту каплю в нить длиной примерно 1,3 сантиметра или больше, которая почти мгновенно затвердевает на воздухе. Затем на конец нити-стебелька откладывается продолговатое яйцо размером приблизительно с булавочную головку. Когда яйцо прочно прикреплено на свое место, самка вытягивает другую нить, на которую откладывает другое яйцо. Это повторяется до тех пор, пока не будет отложен полный комплект (рис. 25). Почему мать идет на все эти трудности? Потому что ее личинки – плотоядные хищники и питаются другими насекомыми, особенно тлями. Яйца по этой причине и откладываются обычно в скоплениях тлей. Но яйца – тоже соблазнительная пища.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_4_pic_14.jpg"/> </p><p>Рис. 26. Сверчок-трубачик, откладывающий яйца в стебель. Рис. 27. Саранча, откладывающая яйца в землю.</p><p>Если бы они откладывались кучкой или группой, первая отродившаяся личинка, или, как ее называют, тлевый лев, вероятно, обнаружила бы остальные яйца и, найдя их вкусными, съела бы. Вместо полудюжины или около этого детей мама-златоглазка имела бы только одного. Поэтому она и помещает личинки повыше, вне пределов досягаемости. Конечно, ничто не мешает молодой златоглазке, отродившейся первой, вскарабкаться на стебельки, но это было бы слишком большой дополнительной работой в условиях, когда личинка окружена мягкими, сочными тлями, находящимися с ней рядом.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_4_pic_15.jpg"/> </p><p>Мы убедились в том, что яйца можно найти в самых различных местах. Многие, например, прикрепляются к ветвям, стволам деревьев, изгородям и т. п. Не интересовались ли вы, как они держатся в месте откладки, несмотря на дождь, ветер, снег и град, которые могут смыть или сбить их?</p><p>Оказывается, яйца в таких открытых местах кладутся с вязким веществом, которое после высыхания цементирует их и прочно удерживает на месте. Но не все насекомые используют открытый способ кладки яиц. Многие откладывают яйца в такие места, где они полностью скрыты, например в стебли (рис. 26), стволы деревьев, плоды, семена, корни и в землю (рис. 27). Они делают разрезы, проколы, насечки (рис. 28) или отверстия. Чтобы разрезать ткани растений или сделать ямки в почве или другом субстрате, самки, очевидно, должны иметь какие-то приспособления. Многие снабжены таким специальным органом, находящимся в задней части тела и называемым яйцекладом (рис. 29). Обычно это острый, колющий орган более или менее сложного строения. Яйцеклад должен быть прочным, так как нелегко сверлить отверстие, например, в дереве. Впрочем, некоторые наездники (рис. 30) делают это довольно легко. Они замечательные сверловщики.</p> <p>Сделав отверстие и отложив в него яйца, большинство насекомых не заботятся дальше об охране потомства и просто улетают прочь. Однако некоторые насекомые, откладывающие яйца в таких местах, где их может повредить растущее растение, принимают определенные меры, чтобы обеспечить безопасность своих яиц. Пример такого насекомого – двупятнистый дровосек. Самка, прежде чем откладывать яйца в молодой побег малины, выгрызает вокруг стебля два кольцеобразных пояса на расстоянии приблизительно полутора сантиметров друг от друга и на несколько сантиметров ниже верхушки. Затем посередине между двумя кольцами она прокалывает стебель и откладывает яйцо (рис. 31). Два кольцеобразных пояса вызывают увядание верхушки стебля, которая отпадает, что и предохраняет яйцо от повреждения разрастающимися тканями.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_4_pic_16.jpg"/> </p><p>Некоторые насекомые делают проколы или разрезы в тканях растений с помощью не яйцеклада, а вытянутых в хоботок частей головы и ротового аппарата. Это жуки-долгоносики, или слоники (рис. 32); например, сливовый долгоносик прогрызает плоды сливы, вишни и персика и в приготовленную таким образом полость откладывает яйцо. Но на этом самка не останавливается. Хоботком она заталкивает яйцо на дно полости, а затем выгрызает перед местом откладки щель в форме полумесяца и расширяет ее наклонно под полостью. В результате яйцо оказывается как бы в кармане из ткани плода и растущий плод не может его раздавить (рис. 33). Вспомним, что двупятнистый дровосек делал то же самое на малине. Вообще насекомые отличаются друг от друга гораздо меньше, чем люди, хотя и среди них встречаются оригиналы. Водяные клопы, например, обычно прикрепляют свои яички к водным растениям. Но самка некоторых видов откладывает яйца на спину самца, нередко при некотором сопротивлении с его стороны, и там они остаются, пока не вылупятся личинки (рис. 34).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_4_pic_17.jpg"/> </p><p>Рис. 32. Сливовый долгоносик. Рис. 33. Насечка, сделанная сливовым долгоносиком. Рис. 34. Водяной клопбелостом с яйцами на спине.</p><p>Встречаются самки-индивидуалистки и у клопа-гребляка: в отличие от своих сестер, которые прикрепляют яйца к водным растениям, они прикрепляют их к речному раку. Объяснить поведение этих двух насекомых так же трудно, как поведение некоторых людей.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 2 Как насекомые откладывают яйца и некоторые их странные повадки при этом Давайте отправимся в летний июньский день к пруду, ручью или озеру, где можно понаблюдать за игрой стрекоз (рис. 20). Они стремительно летают туда и сюда, то опускаясь на водное растение, – возможно, чтобы немного отдохнуть, – то неожиданно срываясь в погоне за каким-нибудь другим летящим насекомым. Вы наверняка увидите, как стрекоза скользит над поверхностью воды, а затем внезапно устремляется вниз и касается ее, как другая стрекоза, парившая в воздухе, быстрым зигзагообразным движением спускается к поверхности воды, на мгновение как бы останавливается и висит над погруженным в воду листом водного растения, а затем продолжает полет – только для того, чтобы вскоре опять спуститься к погруженному в воду листу. А вот еще одна стрекоза: она садится на стебель водного растения, плавающего довольно близко к поверхности воды, и изгибает свое тело, погружая его в воду. Все эти стрекозы откладывают яйца. Вспомните о том, что говорилось во вступлении: не существует двух видов насекомых с совершенно сходными повадками. Наши стрекозы наглядно доказывают это: каждый вид имеет свои особенности поведения. . Во время предыдущего приключения мы выяснили, что яйца насекомых можно найти в самых неожиданных местах. Не думайте, однако, что они откладываются где попало – в любом месте, где окажется самка, когда настанет для нее пора освободиться от созревших яиц. Она откладывает их, если, так сказать, твердо уверена, что именно здесь ее потомство будет иметь достаточно пищи. Так, стрекозы, личинки которых живут в воде, откладывают яйца там, где личинки, выйдя из яиц, окажутся в воде – среде, к которой они приспособлены и где пища для них легко доступна. Даже стрекозы, которые летают над полями, для откладки яиц возвращаются к воде. Яйца кольчатого шелкопряда откладываются вокруг побегов и ветвей дикой вишни: когда гусеницы отрождаются из этих кладок, в их распоряжении свежие, распускающиеся листья вишни. Бабочка монарх откладывает яйца на листья ваточника, потому что ее гусеницы питаются листьями только этого растения. По той же причине самка парусника аякса ищет растения из семейства зонтичных. Способность насекомых находить «свои» растения пока остается для нас загадкой. Безусловно, в этом принимают участие органы чувств – осязания, обоняния, вкуса и зрения, – но многие стороны связи насекомых и растений остаются еще неизвестными. Сухопутные насекомые, как правило, не испытывают особых затруднений при откладке яиц, поскольку и они, и их потомство живут в одной и той же среде, где их личинки будут иметь свободный доступ к пище. Сложнее обстоит дело у насекомых, личинки которых живут в воде, а сами они во взрослом состоянии живут главным образом на суше. Такие крылатые летающие насекомые должны помещать свои яйца в среду, к входу в которую они плохо приспособлены. Задача эта решается разными способами. Некоторые виды комаров откладывают яички в сухие места, где они лежат без изменений, до тех пор пока дожди или тающие снега не дадут необходимой им влаги. Слепни, вислокрылки-коридалы и некоторые ручейники откладывают яички на ветвях деревьев, на камнях, свешивающихся над водой или на всплывающих частях водных растений. Поэтому личинкам, когда они появятся, остается лишь упасть в воду. Комарики-блефароцериды, чьи личинки прикрепляются к камням на порогах горных потоков, в ущельях и в быстрых ручьях, откладывают яйца вдоль края воды, а уж добраться до скал и камней, находящихся в воде, – забота самих личинок. Мошки (рис. 21), личинки которых живут в таких же местах, оказываются немного храбрее: они подходят близко к воде и прикрепляют яички прямо к камням. Возможно, что они и не заслуживают похвалы за эту необыкновенную отвагу, так как фактически не входят в воду, а подлетают к камням в тот момент, когда вода разбрызгивается над ними. Если вы хотите увидеть все это сами, подойдите в начале мая или просто в первые весенние дни, когда уже стало теплеть, к стремительному потоку со скалами на дне. Если вода мелкая и не слишком быстрая, вы заметите, что, вместо того чтобы кружить над водой, а затем ринуться вниз на скалы, мошки будут скопляться на поверхности скал и откладывать здесь свои яички. Жуки-амфизоиды (рис. 22), которые тоже откладывают свои яички непосредственно на камни в быстротекущих ручьях, изобрели для этого довольно остроумный способ. Они покрыты шелковистыми волосками, которые удерживают воздушную пленку. В жаркие дни самки устраиваются на камнях, нависающих над водой, и затем, как бы окутанные воздухом, падают на омываемые водой камни и откладывают яички в самой быстрой части потока. Некоторые поденки заимствовали этот способ, а возможно, наоборот, жуки переняли его у поденок; однако поденки, для того чтобы удержать воздушную пленку, используют не волоски тела, а крылья. Одни поденки откладывают яйца с прикрепленными к ним нитями (рис. 23), другие – с поплавками (рис. 24), так что яйца могут плавать или находиться в воде во взвешенном состоянии. . Откладка яиц у насекомых – дело не простое. Сильнейший инстинкт сохранения яиц и снабжения личинок достаточным количеством пищи привел к тому, что многие насекомые развили оригинальные приемы кладки яиц, обеспечивающие их выживание. Возьмем, к примеру, златоглазку. Если вы найдете самку, откладывающую яйца, понаблюдайте за ней во что бы то ни стало. Вот она выпускает из кончика своего тела каплю клейкой жидкости на поверхность листа. Затем поднимает брюшко и вытягивает эту каплю в нить длиной примерно 1,3 сантиметра или больше, которая почти мгновенно затвердевает на воздухе. Затем на конец нити-стебелька откладывается продолговатое яйцо размером приблизительно с булавочную головку. Когда яйцо прочно прикреплено на свое место, самка вытягивает другую нить, на которую откладывает другое яйцо. Это повторяется до тех пор, пока не будет отложен полный комплект (рис. 25). Почему мать идет на все эти трудности? Потому что ее личинки – плотоядные хищники и питаются другими насекомыми, особенно тлями. Яйца по этой причине и откладываются обычно в скоплениях тлей. Но яйца – тоже соблазнительная пища. Рис. 26. Сверчок-трубачик, откладывающий яйца в стебель. Рис. 27. Саранча, откладывающая яйца в землю. Если бы они откладывались кучкой или группой, первая отродившаяся личинка, или, как ее называют, тлевый лев, вероятно, обнаружила бы остальные яйца и, найдя их вкусными, съела бы. Вместо полудюжины или около этого детей мама-златоглазка имела бы только одного. Поэтому она и помещает личинки повыше, вне пределов досягаемости. Конечно, ничто не мешает молодой златоглазке, отродившейся первой, вскарабкаться на стебельки, но это было бы слишком большой дополнительной работой в условиях, когда личинка окружена мягкими, сочными тлями, находящимися с ней рядом. Мы убедились в том, что яйца можно найти в самых различных местах. Многие, например, прикрепляются к ветвям, стволам деревьев, изгородям и т. п. Не интересовались ли вы, как они держатся в месте откладки, несмотря на дождь, ветер, снег и град, которые могут смыть или сбить их? Оказывается, яйца в таких открытых местах кладутся с вязким веществом, которое после высыхания цементирует их и прочно удерживает на месте. Но не все насекомые используют открытый способ кладки яиц. Многие откладывают яйца в такие места, где они полностью скрыты, например в стебли (рис. 26), стволы деревьев, плоды, семена, корни и в землю (рис. 27). Они делают разрезы, проколы, насечки (рис. 28) или отверстия. Чтобы разрезать ткани растений или сделать ямки в почве или другом субстрате, самки, очевидно, должны иметь какие-то приспособления. Многие снабжены таким специальным органом, находящимся в задней части тела и называемым яйцекладом (рис. 29). Обычно это острый, колющий орган более или менее сложного строения. Яйцеклад должен быть прочным, так как нелегко сверлить отверстие, например, в дереве. Впрочем, некоторые наездники (рис. 30) делают это довольно легко. Они замечательные сверловщики. Сделав отверстие и отложив в него яйца, большинство насекомых не заботятся дальше об охране потомства и просто улетают прочь. Однако некоторые насекомые, откладывающие яйца в таких местах, где их может повредить растущее растение, принимают определенные меры, чтобы обеспечить безопасность своих яиц. Пример такого насекомого – двупятнистый дровосек. Самка, прежде чем откладывать яйца в молодой побег малины, выгрызает вокруг стебля два кольцеобразных пояса на расстоянии приблизительно полутора сантиметров друг от друга и на несколько сантиметров ниже верхушки. Затем посередине между двумя кольцами она прокалывает стебель и откладывает яйцо (рис. 31). Два кольцеобразных пояса вызывают увядание верхушки стебля, которая отпадает, что и предохраняет яйцо от повреждения разрастающимися тканями. Некоторые насекомые делают проколы или разрезы в тканях растений с помощью не яйцеклада, а вытянутых в хоботок частей головы и ротового аппарата. Это жуки-долгоносики, или слоники (рис. 32); например, сливовый долгоносик прогрызает плоды сливы, вишни и персика и в приготовленную таким образом полость откладывает яйцо. Но на этом самка не останавливается. Хоботком она заталкивает яйцо на дно полости, а затем выгрызает перед местом откладки щель в форме полумесяца и расширяет ее наклонно под полостью. В результате яйцо оказывается как бы в кармане из ткани плода и растущий плод не может его раздавить (рис. 33). Вспомним, что двупятнистый дровосек делал то же самое на малине. Вообще насекомые отличаются друг от друга гораздо меньше, чем люди, хотя и среди них встречаются оригиналы. Водяные клопы, например, обычно прикрепляют свои яички к водным растениям. Но самка некоторых видов откладывает яйца на спину самца, нередко при некотором сопротивлении с его стороны, и там они остаются, пока не вылупятся личинки (рис. 34). Рис. 32. Сливовый долгоносик. Рис. 33. Насечка, сделанная сливовым долгоносиком. Рис. 34. Водяной клопбелостом с яйцами на спине. Встречаются самки-индивидуалистки и у клопа-гребляка: в отличие от своих сестер, которые прикрепляют яйца к водным растениям, они прикрепляют их к речному раку. Объяснить поведение этих двух насекомых так же трудно, как поведение некоторых людей.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 12</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Знакомимся с жизнью «отшельников»</p><p>Толщина листа настолько мала, что кажется невероятным существование таких маленьких насекомых, которые могли бы жить и расти между его поверхностями. Вам, несомненно, приходилось видеть листья, обесцвеченные или обезображенные пятнами (рис. 91) и извилистыми линиями (рис. 92), но вряд ли вы подозревали, что это работа насекомых.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_14_pic_49.jpg"/> </p><p>.</p><p>Насекомые, живущие между двумя эпидермальными поверхностями листа, известны как листовые минирующие насекомые, или минеры. Как правило, они плоские, не имеют ног и щетинок, а если имеют, то в сильно уменьшенном виде (рис. 93). Голова обычно клинообразная – такая форма весьма удобна для отделения двух эпидермальных слоев, по мере того как насекомое продвигается вперед, – и до некоторой степени подвижна. У одних видов усики и глаза уменьшены, у других глаза расположены рядом с головой. Верхние челюсти, как правило, острые и управляются мощными мускулами. У видов, питающихся соками, челюсти плоские, с множеством острых зубцов, которые разрезают клетки растения для добывания сока. Твердые пластинки, или бугорки, на теле помогают сохранять устойчивое положение, когда насекомое питается внутри мины – проложенного им длинного хода.</p> <p>Листовые минеры – это в основном личинки насекомых; они остаются внутри листа только до тех пор, пока не вырастут и не превратятся в крылатых взрослых насекомых. Посмотрите против света на зеленый лист с обесцвеченным пятном или извилистой линией – вы увидите, как питается насекомое.</p><p>Извилистая или прямая мина постепенно расширяется (см. рис. 92) – там размещается растущая личинка. Мины в виде пятен и линий имеют различные очертания и часто взаимно переходят одна в другую.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_14_pic_50.jpg"/> </p><p>Принято различать два главных типа мин: линейные (см. рис. 92) и в виде пятен (см. рис. 91).</p><p>Встречаются и видоизменения этих типов, например мины линейно-пятнообразные (рис. 94), напоминающие очертания трубы (рис. 95), мины с пальцевидными выступами (рис. 96) и мины с одной искривленной стороной. Если насекомое сначала делает линейную мину, а затем внезапно расширяет ее в пятно, получается линейно-пятнообразная мина; если расширяет свой ход постепенно, – мина, напоминающая трубу; если прядет нити внутри мины, она сворачивается в складку благодаря сжиманию нитей и получается мина с одной искривленной стороной. Линейные мины могут быть прямыми, изогнутыми и извилистыми. Извилистая мина называется змеевиком, так как напоминает очертаниями змейку (см. рис. 92). Пятнообразные мины имеют вид пятен неправильной формы и любого размера и увеличиваются, по мере того как минеры питаются и растут.</p><p>Особенности питания листовых минеров определяются в основном местоположением мины. Некоторые виды, питающиеся только в палисадном слое (см. рис. 93), прокладывают мины у верхней поверхности листа, и те видны только с верхней стороны. Минеры, питающиеся паренхиматозными клетками, выгрызают ходы в нижней поверхности листьев, и их; мины видны только с нижней стороны. Минеры, питающиеся обоими видами клеток, прокладывают ходы, которые видны с обеих сторон листа.</p><p>Некоторые мины делаются у середины листа, другие – вдоль его края.</p><p>Способы питания листовых минеров различны. Многоугольный листовой минер, называемый так потому, что его маленькие мины часто имеют прямоугольные очертания, питаясь, двигается по направлению от внешнего края мины к ее середине; следовательно, он должен, перед тем как начать питаться, точно наметить края площадки, на которой будет сделана мина, иначе запас его пищи истощится до выкормки во взрослую особь. В течение первых двух возрастов насекомое питается соком, работая на нижней поверхности мины и довольствуясь жидким содержимым клетки. После третьей линьки насекомое начинает питаться тканью листа, но не расширяет границ своей мины; вместо этого личинка возвращается обратно по ранее пройденной прямоугольной площадке мины и сдирает все клетки между верхним и нижним эпидермальными слоями. Все испражнения откладываются в виде крошечных шариков у внешнего края мины. Таким образом, насекомое питается, передвигаясь по направлению к центру мины, и имеет постоянный источник свежей пищи, не загрязненный фекалиями.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_14_pic_51.jpg"/> </p><p>В отличие от многоугольного листового минера большинство минеров питается либо соком, либо тканями. Линейные минеры обычно питаются клеточным соком, пятнообразные – паренхиматозными клетками или клетками палисадного слоя. Часто вся семья питается, вместе, образуя безобразную мину в виде большого пятна. Если мы посмотрим на свет минированный, но еще зеленый лист щавеля или свеклы, то увидим в нем несколько личинок; углубления, проделанные каждой, соединяются затем в большую пузыревидную мину. Некоторые минеры, когда их источник питания истощится или листья увянут либо станут почему-либо неподходящими для питания, вгрызаются в новые.</p><p>Мины служат временным убежищем и используются развивающимися в них насекомыми для защиты.</p><p>Однако насекомые и здесь не находятся в полной безопасности: различным хищникам и паразитам все же удается до них добраться. Если не считать этой опасности, личинки минера, казалось бы, живут припеваючи: пищи у них в изобилии и никаких забот, кроме как есть и расти. Но на самом деле их существование не так уж радужно и осложнено двумя нелегкими проблемами: не разрезать клетки, содержащие сок, чтобы он не вытек и не затопил личинки, и избавляться от экскрементов. Разрезать клетки личинки просто избегают, а вторая проблема решается несколькими путями. Просто организованные минеры разрешили ее путем распределения отбросов ровным слоем на нижней поверхности мины. Эти минеры делают пятнообразные мины и, как правило, питаются вдоль внешнего края, где пища остается незагрязненной. Хороший пример – минер, живущий в листьях хмелеграба. Он питается только о палисадном слое и делает чрезвычайно тонкую мину, которая может покрыть всю площадь листа. Действительно, мина настолько тонка, что похожий на пергамент верхний слой поврежденного листа можно удалить, как лист бумаги. Отбросы на таких заминированных листьях размазаны по всему основанию мины и имеют вид черной массы (рис. 97).</p><p>Маленькая муха, протачивающая мины в листьях крестоцветных, выгрызает мину с пальцевидными отростками, которые и использует как камеры для отбросов. Минер, прокладывающий туннели в верхней поверхности листьев белой акации или псевдоакации, делает маленькую мину на нижней поверхности листа под кутикулой и заталкивает в нее свои похожие на крахмальный осадок фекалии.</p><p>Минер, чья обитель – листья липы американской, разрешил проблему удаления отходов питания подругому: он передвигается по направлению к центру, оставляя экскременты у внешнего края мины.</p><p>Другой вид может совершать этот процесс в обратном направлении.</p><p>Некоторые линейные минеры нашли довольно простое решение: они оставляют экскременты позади, по мере того как выгрызают себе путь вперед. У одних видов экскременты откладываются единой непрерывной центральной цепочкой (рис. 98), у других – прерывающейся центральной цепочкой, у третьих образуются две параллельные линии, по одной на каждой стороне мины. А вот листовой яблоневый минер, например, оказался более изобретательным. Он делает в поверхности листа маленькие отверстия, через которые выталкивает свои крахмалистые испражнения наружу (рис. 99). Их экскременты имеют вид маленьких шариков, прилипающих один к другому, подобно крошечным звеньям сосисок.</p><p>Мины можно найти на листьях многих растений начиная с середины лета и до осени. Тип мины и растение, на котором она сделана, обычно являются характерными и позволяют определить минера.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_14_pic_52.jpg"/> </p><p>Мины легко собирать и сохранять, засушивая целые листья между газетами или страницами журнала.</p><p>Собирая коллекцию минированных листьев и наводя в книгах справки о насекомых, вы сможете познакомиться с различными листовыми минерами. Кроме того, мины – доступный материал для интересных экологических исследований; по ним можно полностью восстановить историю развития насекомого: определить положение яйца, тип питания, число линек. Личиночные и куколочные покровы, которые часто остаются в мине, дают любопытный дополнительный материал. Отметьте минированный лист, нетуго завязав вокруг его черешка тряпочку, и можно начинать наблюдение; не забывайте только вести записи я делать зарисовки. Если насекомое окукливается в листе, сорвите лист, поместите его в покрытую тонкой материей банку и оставьте ее на открытом воздухе (в защищенном месте), до тех пор пока не выйдет взрослая особь. Если минеры покидают свои мины и окукливаются в другом месте, попытайтесь найти их.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 12 Знакомимся с жизнью «отшельников» Толщина листа настолько мала, что кажется невероятным существование таких маленьких насекомых, которые могли бы жить и расти между его поверхностями. Вам, несомненно, приходилось видеть листья, обесцвеченные или обезображенные пятнами (рис. 91) и извилистыми линиями (рис. 92), но вряд ли вы подозревали, что это работа насекомых. . Насекомые, живущие между двумя эпидермальными поверхностями листа, известны как листовые минирующие насекомые, или минеры. Как правило, они плоские, не имеют ног и щетинок, а если имеют, то в сильно уменьшенном виде (рис. 93). Голова обычно клинообразная – такая форма весьма удобна для отделения двух эпидермальных слоев, по мере того как насекомое продвигается вперед, – и до некоторой степени подвижна. У одних видов усики и глаза уменьшены, у других глаза расположены рядом с головой. Верхние челюсти, как правило, острые и управляются мощными мускулами. У видов, питающихся соками, челюсти плоские, с множеством острых зубцов, которые разрезают клетки растения для добывания сока. Твердые пластинки, или бугорки, на теле помогают сохранять устойчивое положение, когда насекомое питается внутри мины – проложенного им длинного хода. Листовые минеры – это в основном личинки насекомых; они остаются внутри листа только до тех пор, пока не вырастут и не превратятся в крылатых взрослых насекомых. Посмотрите против света на зеленый лист с обесцвеченным пятном или извилистой линией – вы увидите, как питается насекомое. Извилистая или прямая мина постепенно расширяется (см. рис. 92) – там размещается растущая личинка. Мины в виде пятен и линий имеют различные очертания и часто взаимно переходят одна в другую. Принято различать два главных типа мин: линейные (см. рис. 92) и в виде пятен (см. рис. 91). Встречаются и видоизменения этих типов, например мины линейно-пятнообразные (рис. 94), напоминающие очертания трубы (рис. 95), мины с пальцевидными выступами (рис. 96) и мины с одной искривленной стороной. Если насекомое сначала делает линейную мину, а затем внезапно расширяет ее в пятно, получается линейно-пятнообразная мина; если расширяет свой ход постепенно, – мина, напоминающая трубу; если прядет нити внутри мины, она сворачивается в складку благодаря сжиманию нитей и получается мина с одной искривленной стороной. Линейные мины могут быть прямыми, изогнутыми и извилистыми. Извилистая мина называется змеевиком, так как напоминает очертаниями змейку (см. рис. 92). Пятнообразные мины имеют вид пятен неправильной формы и любого размера и увеличиваются, по мере того как минеры питаются и растут. Особенности питания листовых минеров определяются в основном местоположением мины. Некоторые виды, питающиеся только в палисадном слое (см. рис. 93), прокладывают мины у верхней поверхности листа, и те видны только с верхней стороны. Минеры, питающиеся паренхиматозными клетками, выгрызают ходы в нижней поверхности листьев, и их; мины видны только с нижней стороны. Минеры, питающиеся обоими видами клеток, прокладывают ходы, которые видны с обеих сторон листа. Некоторые мины делаются у середины листа, другие – вдоль его края. Способы питания листовых минеров различны. Многоугольный листовой минер, называемый так потому, что его маленькие мины часто имеют прямоугольные очертания, питаясь, двигается по направлению от внешнего края мины к ее середине; следовательно, он должен, перед тем как начать питаться, точно наметить края площадки, на которой будет сделана мина, иначе запас его пищи истощится до выкормки во взрослую особь. В течение первых двух возрастов насекомое питается соком, работая на нижней поверхности мины и довольствуясь жидким содержимым клетки. После третьей линьки насекомое начинает питаться тканью листа, но не расширяет границ своей мины; вместо этого личинка возвращается обратно по ранее пройденной прямоугольной площадке мины и сдирает все клетки между верхним и нижним эпидермальными слоями. Все испражнения откладываются в виде крошечных шариков у внешнего края мины. Таким образом, насекомое питается, передвигаясь по направлению к центру мины, и имеет постоянный источник свежей пищи, не загрязненный фекалиями. В отличие от многоугольного листового минера большинство минеров питается либо соком, либо тканями. Линейные минеры обычно питаются клеточным соком, пятнообразные – паренхиматозными клетками или клетками палисадного слоя. Часто вся семья питается, вместе, образуя безобразную мину в виде большого пятна. Если мы посмотрим на свет минированный, но еще зеленый лист щавеля или свеклы, то увидим в нем несколько личинок; углубления, проделанные каждой, соединяются затем в большую пузыревидную мину. Некоторые минеры, когда их источник питания истощится или листья увянут либо станут почему-либо неподходящими для питания, вгрызаются в новые. Мины служат временным убежищем и используются развивающимися в них насекомыми для защиты. Однако насекомые и здесь не находятся в полной безопасности: различным хищникам и паразитам все же удается до них добраться. Если не считать этой опасности, личинки минера, казалось бы, живут припеваючи: пищи у них в изобилии и никаких забот, кроме как есть и расти. Но на самом деле их существование не так уж радужно и осложнено двумя нелегкими проблемами: не разрезать клетки, содержащие сок, чтобы он не вытек и не затопил личинки, и избавляться от экскрементов. Разрезать клетки личинки просто избегают, а вторая проблема решается несколькими путями. Просто организованные минеры разрешили ее путем распределения отбросов ровным слоем на нижней поверхности мины. Эти минеры делают пятнообразные мины и, как правило, питаются вдоль внешнего края, где пища остается незагрязненной. Хороший пример – минер, живущий в листьях хмелеграба. Он питается только о палисадном слое и делает чрезвычайно тонкую мину, которая может покрыть всю площадь листа. Действительно, мина настолько тонка, что похожий на пергамент верхний слой поврежденного листа можно удалить, как лист бумаги. Отбросы на таких заминированных листьях размазаны по всему основанию мины и имеют вид черной массы (рис. 97). Маленькая муха, протачивающая мины в листьях крестоцветных, выгрызает мину с пальцевидными отростками, которые и использует как камеры для отбросов. Минер, прокладывающий туннели в верхней поверхности листьев белой акации или псевдоакации, делает маленькую мину на нижней поверхности листа под кутикулой и заталкивает в нее свои похожие на крахмальный осадок фекалии. Минер, чья обитель – листья липы американской, разрешил проблему удаления отходов питания подругому: он передвигается по направлению к центру, оставляя экскременты у внешнего края мины. Другой вид может совершать этот процесс в обратном направлении. Некоторые линейные минеры нашли довольно простое решение: они оставляют экскременты позади, по мере того как выгрызают себе путь вперед. У одних видов экскременты откладываются единой непрерывной центральной цепочкой (рис. 98), у других – прерывающейся центральной цепочкой, у третьих образуются две параллельные линии, по одной на каждой стороне мины. А вот листовой яблоневый минер, например, оказался более изобретательным. Он делает в поверхности листа маленькие отверстия, через которые выталкивает свои крахмалистые испражнения наружу (рис. 99). Их экскременты имеют вид маленьких шариков, прилипающих один к другому, подобно крошечным звеньям сосисок. Мины можно найти на листьях многих растений начиная с середины лета и до осени. Тип мины и растение, на котором она сделана, обычно являются характерными и позволяют определить минера. Мины легко собирать и сохранять, засушивая целые листья между газетами или страницами журнала. Собирая коллекцию минированных листьев и наводя в книгах справки о насекомых, вы сможете познакомиться с различными листовыми минерами. Кроме того, мины – доступный материал для интересных экологических исследований; по ним можно полностью восстановить историю развития насекомого: определить положение яйца, тип питания, число линек. Личиночные и куколочные покровы, которые часто остаются в мине, дают любопытный дополнительный материал. Отметьте минированный лист, нетуго завязав вокруг его черешка тряпочку, и можно начинать наблюдение; не забывайте только вести записи я делать зарисовки. Если насекомое окукливается в листе, сорвите лист, поместите его в покрытую тонкой материей банку и оставьте ее на открытом воздухе (в защищенном месте), до тех пор пока не выйдет взрослая особь. Если минеры покидают свои мины и окукливаются в другом месте, попытайтесь найти их.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 27</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Изучаем галлы</p><p>Вы наверняка видели зимой свисающие с голых ветвей деревьев образования, похожие на орехи или высохшие яблоки (рис. 194). Хотя их называют яблоками (более точно – дубовыми яблоками, так как находят в основном на дубах), это, разумеется, вовсе не яблоки, а особый нарост, или разрастание, которое называется галлом. Галлы образуются на всевозможных растениях; особенно многочисленны они на ивах, дубах, розах, бобовых и на сложноцветных. Только в одной Северной Америке известно свыше тысячи различных видов галлов. Они встречаются почти на любой части растения: на бутонах, листьях, черешках листьев, цветочных головках, стеблях, коре и корнях. Обычно галлообразование вызывается живыми организмами: низшими грибами, нематодами, клещами и насекомыми. Они могут возникнуть в результате механического раздражения. Галлы имеют великое множество форм, иногда весьма причудливых, часто ярко окрашены, поэтому заметить их нетрудно. Каждый вид галла образуется всегда определенным организмом, на определенном виде растения, на одной и той же его части. Это облегчает определение галлообразователя.</p> <p>Мы еще мало знаем о причинах образования галлов и разнообразия их форм. Насекомое, создающее галл, откладывает яйцо на растение-хозяина или заключает его в ткань. Отродившаяся личинка прокладывает путь к растущим меристематическим тканям, то есть в клетки, которые способны делиться и размножаться. Следовательно, галлы являются результатом разрастания клеток растения и не могут возникнуть на стебле, или листе, или на любой части растения, которая уже сформировалась.</p><p>Как только личинка достигла растущих тканей, начинает формироваться галл. Стимулом к его формированию является, по-видимому, выделение личинкой некоторых веществ, по крайней мере мы так предполагаем, поскольку физиология образования галла все еще неясна. По мере того как галл развивается, он образует крахмал, который под действием фермента, выделяемого личинкой, превращается в сахар. Сахар используется растением для образования клеток и тканей, которые насекомое в свою очередь использует как пищу. Поскольку питательного материала производится больше, чем нужно насекомому, избыток его стимулирует повышенную активность и усиленное размножение клеток, а в конечном итоге – ненормальное разрастание. Когда мы поймем весь этот процесс, он, возможно, окажется проще, чем представляется сейчас.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_29_pic_103.jpg"/> </p><p>Рис. 194. Галл дубовой яблоковидной орехотворки. Рис. 195. Срез галла, сделанный летом; видна личинка.</p><p>Рассмотрите чернильный орешек – галл дубовой яблоковидной орехотворки – летом, когда он еще зеленый. Нетрудно увидеть, что он крепкий и жесткий. Вскройте его. Внутри галл состоит из губчатой, волокнистой пли пробковидной массы; в самом центре его находится ячейка с хорошо выраженными твердыми стенками, занятая маленькой, мягкой личинкой (рис. 195). Оказывается, это убежище с солидными запасами в «кладовых», притом защищенное от хищников и паразитов. Исследуйте чернильный орешек, когда наступит зима. Вы обнаружите, что его оболочка стала тонкой как пергамент, очень ломкой и в ней появилась маленькая дырочка, через которую вышло взрослое насекомое, похожее на осу. От пористой, волокнистой или пробковидной массы ничего не осталось, кроме ряда волокон, подобно радиусам, расходящихся из центра и поддерживающих центральную ячейку (рис. 196).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_29_pic_104.jpg"/> </p><p>Галлы бывают самых разных очертаний и размеров. Некоторые напоминают пузырь или пятно, например встречающиеся на астрах и золотарнике. Они обычно представляют собой овальные плоские утолщения поверхности листа и могут иметь в диаметре примерно от 0,5 до 1,25 сантиметра. Галл дубовой блестковидной галлицы (рис. 197) толще и похож на мелкое блюдце. Некоторые галлы совсем деревянистые, как, например, галлы бруснично-почковой (рис. 198) и подагрической дубовой орехотворок (рис. 199). Есть галлы конической формы, такие, как орешковый конусовидный галл (рис. 200). Он зеленый или зеленый с красноватым концом и располагается на листьях. Встречаются даже колючие галлы, как, например, галлы колючей резанной орехотворки (рис. 201). Зеленый или красноватый в основании, этот шаровидный галл развивается на побегах садовых роз. Очень часто галлы напоминают по форме какой-нибудь предмет или часть тела животного; например, гребневидный галл ильмовой галловой тли похож на гребень петуха (рис. 202). Это зеленоватый с красными кончиками гребневидный вырост, развивающийся на жилках листа вяза.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_29_pic_105.jpg"/> </p><p>Некоторые галлы, как, например, галлы дубовой фигоподобной орехотворки (рис. 203), часто встречаются в середине лета на черешках листьев и на маленьких веточках белого и карликового дуба.</p><p>Галлы шаровидной орехотворки (рис. 204) можно также увидеть на различных дубах. Кленовые листья иногда густо усеяны круглыми пятнышками примерно до сантиметра в диаметре, похожими на глаза.</p><p>Этот галл известен как кленовый глазчатый листовой галл; он очень декоративен: желтый круг, а края и центральная точка вишнево-красные (рис. 205). Зимой на стеблях золотарника довольно заметны два галла, которые служат своим создателям зимними квартирами. Один галл шаровидный (рис. 206), и в нем находится в состоянии зимней спячки безногая личинка мухи.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_29_pic_106.jpg"/> </p><p>Другой имеет форму веретена (рис. 207) и является убежищем для куколки бабочки. У этого галла интересное окно. Достигнув своего полного роста, как раз перед тем как превратиться в куколку, гусеница прорезает в верхнем конце галла маленькое овальное отверстие и закрывает его небольшой пробкой из обломков. Затем она окукливается и остается внутри своего зимнего дома до прихода весны.</p><p>А весной полностью развившаяся бабочка освобождается из своей куколочной оболочки, выталкивает головой пробку и выходит наружу. Пожалуй, наиболее интересен галл орехотворки-шерстесеятеля, белое с розоватым рисунком образование, как бы покрытое шерстью, которое окружает веточки белого дуба (рис. 208). Этот галл, сделанный маленькой осой-орехотворкой, можно считать одним из самых красивых предметов в природе. Он нежного кремовато-белого цвета, изумительно оттененного яркими розовато-красными пятнами.</p><p>Галлы легко собирать и хранить, из них можно составить интересную коллекцию. Вывести создателей галлов тоже нетрудно и очень увлекательно. Для этого нужно только, взяв веточку, лист или другую часть растения, на которой образовался галл, поместить ее в террариум, причем срезанный конец листа или веточки опустить в воду.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_29_pic_107.jpg"/> </p><p>Однако изучение насекомых-галлообразователей сопряжено с некоторыми трудностями: не всегда можно быть уверенным, что именно то насекомое, которое вышло из галла, вызвало его образование.</p><p>Многие насекомые используют для откладывания яичек чужие галлы. Такие насекомые-гости называются инквилинами, или сожителями. Кроме того, и создатели галлов, и инквилины подвергаются нападению насекомых-паразитов, что окончательно запутывает взаимоотношения насекомых. Хороший пример – галл шишковидной ивовой галлицы: это настоящий многоквартирный дом (рис. 209). Он изучался во всех деталях, причем оказалось, что, помимо своего создателя, он содержит еще тридцать один вид различных насекомых; из них десять сожителей, шестнадцать паразитов и пять переходных форм. Но пусть это вас не обескураживает: выведение галловых насекомых – занятие очень интересное, и, несомненно, здесь вас ждет много любопытных находок.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 27 Изучаем галлы Вы наверняка видели зимой свисающие с голых ветвей деревьев образования, похожие на орехи или высохшие яблоки (рис. 194). Хотя их называют яблоками (более точно – дубовыми яблоками, так как находят в основном на дубах), это, разумеется, вовсе не яблоки, а особый нарост, или разрастание, которое называется галлом. Галлы образуются на всевозможных растениях; особенно многочисленны они на ивах, дубах, розах, бобовых и на сложноцветных. Только в одной Северной Америке известно свыше тысячи различных видов галлов. Они встречаются почти на любой части растения: на бутонах, листьях, черешках листьев, цветочных головках, стеблях, коре и корнях. Обычно галлообразование вызывается живыми организмами: низшими грибами, нематодами, клещами и насекомыми. Они могут возникнуть в результате механического раздражения. Галлы имеют великое множество форм, иногда весьма причудливых, часто ярко окрашены, поэтому заметить их нетрудно. Каждый вид галла образуется всегда определенным организмом, на определенном виде растения, на одной и той же его части. Это облегчает определение галлообразователя. Мы еще мало знаем о причинах образования галлов и разнообразия их форм. Насекомое, создающее галл, откладывает яйцо на растение-хозяина или заключает его в ткань. Отродившаяся личинка прокладывает путь к растущим меристематическим тканям, то есть в клетки, которые способны делиться и размножаться. Следовательно, галлы являются результатом разрастания клеток растения и не могут возникнуть на стебле, или листе, или на любой части растения, которая уже сформировалась. Как только личинка достигла растущих тканей, начинает формироваться галл. Стимулом к его формированию является, по-видимому, выделение личинкой некоторых веществ, по крайней мере мы так предполагаем, поскольку физиология образования галла все еще неясна. По мере того как галл развивается, он образует крахмал, который под действием фермента, выделяемого личинкой, превращается в сахар. Сахар используется растением для образования клеток и тканей, которые насекомое в свою очередь использует как пищу. Поскольку питательного материала производится больше, чем нужно насекомому, избыток его стимулирует повышенную активность и усиленное размножение клеток, а в конечном итоге – ненормальное разрастание. Когда мы поймем весь этот процесс, он, возможно, окажется проще, чем представляется сейчас. Рис. 194. Галл дубовой яблоковидной орехотворки. Рис. 195. Срез галла, сделанный летом; видна личинка. Рассмотрите чернильный орешек – галл дубовой яблоковидной орехотворки – летом, когда он еще зеленый. Нетрудно увидеть, что он крепкий и жесткий. Вскройте его. Внутри галл состоит из губчатой, волокнистой пли пробковидной массы; в самом центре его находится ячейка с хорошо выраженными твердыми стенками, занятая маленькой, мягкой личинкой (рис. 195). Оказывается, это убежище с солидными запасами в «кладовых», притом защищенное от хищников и паразитов. Исследуйте чернильный орешек, когда наступит зима. Вы обнаружите, что его оболочка стала тонкой как пергамент, очень ломкой и в ней появилась маленькая дырочка, через которую вышло взрослое насекомое, похожее на осу. От пористой, волокнистой или пробковидной массы ничего не осталось, кроме ряда волокон, подобно радиусам, расходящихся из центра и поддерживающих центральную ячейку (рис. 196). Галлы бывают самых разных очертаний и размеров. Некоторые напоминают пузырь или пятно, например встречающиеся на астрах и золотарнике. Они обычно представляют собой овальные плоские утолщения поверхности листа и могут иметь в диаметре примерно от 0,5 до 1,25 сантиметра. Галл дубовой блестковидной галлицы (рис. 197) толще и похож на мелкое блюдце. Некоторые галлы совсем деревянистые, как, например, галлы бруснично-почковой (рис. 198) и подагрической дубовой орехотворок (рис. 199). Есть галлы конической формы, такие, как орешковый конусовидный галл (рис. 200). Он зеленый или зеленый с красноватым концом и располагается на листьях. Встречаются даже колючие галлы, как, например, галлы колючей резанной орехотворки (рис. 201). Зеленый или красноватый в основании, этот шаровидный галл развивается на побегах садовых роз. Очень часто галлы напоминают по форме какой-нибудь предмет или часть тела животного; например, гребневидный галл ильмовой галловой тли похож на гребень петуха (рис. 202). Это зеленоватый с красными кончиками гребневидный вырост, развивающийся на жилках листа вяза. Некоторые галлы, как, например, галлы дубовой фигоподобной орехотворки (рис. 203), часто встречаются в середине лета на черешках листьев и на маленьких веточках белого и карликового дуба. Галлы шаровидной орехотворки (рис. 204) можно также увидеть на различных дубах. Кленовые листья иногда густо усеяны круглыми пятнышками примерно до сантиметра в диаметре, похожими на глаза. Этот галл известен как кленовый глазчатый листовой галл; он очень декоративен: желтый круг, а края и центральная точка вишнево-красные (рис. 205). Зимой на стеблях золотарника довольно заметны два галла, которые служат своим создателям зимними квартирами. Один галл шаровидный (рис. 206), и в нем находится в состоянии зимней спячки безногая личинка мухи. Другой имеет форму веретена (рис. 207) и является убежищем для куколки бабочки. У этого галла интересное окно. Достигнув своего полного роста, как раз перед тем как превратиться в куколку, гусеница прорезает в верхнем конце галла маленькое овальное отверстие и закрывает его небольшой пробкой из обломков. Затем она окукливается и остается внутри своего зимнего дома до прихода весны. А весной полностью развившаяся бабочка освобождается из своей куколочной оболочки, выталкивает головой пробку и выходит наружу. Пожалуй, наиболее интересен галл орехотворки-шерстесеятеля, белое с розоватым рисунком образование, как бы покрытое шерстью, которое окружает веточки белого дуба (рис. 208). Этот галл, сделанный маленькой осой-орехотворкой, можно считать одним из самых красивых предметов в природе. Он нежного кремовато-белого цвета, изумительно оттененного яркими розовато-красными пятнами. Галлы легко собирать и хранить, из них можно составить интересную коллекцию. Вывести создателей галлов тоже нетрудно и очень увлекательно. Для этого нужно только, взяв веточку, лист или другую часть растения, на которой образовался галл, поместить ее в террариум, причем срезанный конец листа или веточки опустить в воду. Однако изучение насекомых-галлообразователей сопряжено с некоторыми трудностями: не всегда можно быть уверенным, что именно то насекомое, которое вышло из галла, вызвало его образование. Многие насекомые используют для откладывания яичек чужие галлы. Такие насекомые-гости называются инквилинами, или сожителями. Кроме того, и создатели галлов, и инквилины подвергаются нападению насекомых-паразитов, что окончательно запутывает взаимоотношения насекомых. Хороший пример – галл шишковидной ивовой галлицы: это настоящий многоквартирный дом (рис. 209). Он изучался во всех деталях, причем оказалось, что, помимо своего создателя, он содержит еще тридцать один вид различных насекомых; из них десять сожителей, шестнадцать паразитов и пять переходных форм. Но пусть это вас не обескураживает: выведение галловых насекомых – занятие очень интересное, и, несомненно, здесь вас ждет много любопытных находок.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 21</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Почему насекомые поют</p><p>Почему самцы «поют»? И, если уж мы об этом заговорили, почему вообще насекомые «поют»? Служит ли их «пение» какой-нибудь цели? Если нет, то для чего им органы, производящие звуки?</p><p>В ряде случаев звук, производимый насекомым, является результатом его обычной жизнедеятельности.</p><p>Звуки, издаваемые личинками, протачивающими дерево, жужжание и гудение летающих насекомых можно сравнить с шуршанием шелкового платья или шумом автомобильного мотора. Такие, например, насекомые, как пчела, муха и таракан, непрерывно чистят усики; звуки, которые рождаются при этом, безусловно, случайны.</p><p>Все слышали гудение мухи или жужжание пчелы, но можете ли вы похвастаться, что обнаружили много оттенков? Пчеловоды знают, что жужжание пчел часто имеет разную высоту. Жужжание активной энергичной пчелы соответствует звуку с частотой 435 колебаний в секунду (нота ля), усталой пчелы – с частотой 326 колебаний в секунду (нота ми), в то время как звуки, создаваемые дыхальцами того же насекомого, выше по меньшей мере на октаву и часто поднимаются еще выше в зависимости от эмоционального состояния насекомого. Опытному пчеловоду хорошо знакомы звуки роения, гудение семьи, оставшейся без матки, сердитое жужжание сражающейся пчелы. Весьма вероятно, что члены пчелиной семьи различают все эти звуки. А частота колебаний, по-видимому, регулируется в соответствии с конкретным проявлением жизнедеятельности. Это относится и к звуку, издаваемому самкой комара, которая «настраивается» так, чтобы привести в колебание волоски на усиках-антеннах самцов. Частотные отклонения обнаруживаются и в звуках, производимых другими насекомыми, но в подавляющем большинстве случаев они являются результатом деятельности насекомого, а не средством связи. Понаблюдав, например, за работой осы целифрона у берега пруда (см. приключение 13), вы заметите, что, когда оса собирает грязь, она слабо гудит, а когда лепит из этой грязи гнездо, издает звук более высокий, который переходит в резкий, почти скрежещущий, слышный на значительном расстоянии.</p> <p>Кажется почти чудом, что вибрация крыльев насекомых выполняет в произведении ими звука примерно такую же роль, как вибрирующие язычки звучащей губной гармоники. Ведь для того, чтобы воспроизвести до самой низкой октавы – ноту, постоянно используемую в музыке, – крылья Должны вибрировать со скоростью 32 взмаха в секунду, или около 2000 раз в минуту, и все же насекомые, которые «поют» таким образом, есть. Более того, их звуки не ограничены низкими октавами. Обычная комнатная муха, жужжа, воспроизводит фа средней октавы; скорость вибрации ее крыльев – 345 раз в секунду, или 20 700 раз в минуту.</p><p>Как правило, высота звука, производимого крыльями, для каждого вида насекомых постоянна.</p><p>Саранчовые шелестят, шуршат или потрескивают; сверчки пронзительно верещат или скрипят; кузнечики скребут или пиликают. Любой человек, особенно обладающий музыкальным слухом, может, познакомившись с «песнями» насекомых, быстро научиться узнавать «певцов» – почти так же, как орнитолог различает птиц по их пению.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_23_pic_83.jpg"/> </p><p>Рис. 155. Хрущ.</p><p>Несомненно, насекомые часто производят звуки с какой-то определенной целью. Мы упоминали о различных звуках, издаваемых медоносной пчелой, и о способе, с помощью которого самец комара находит самку.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_23_pic_84.jpg"/> </p><p>Некоторые насекомые производят звуки настолько резкие и неприятные, что пугают ими даже людей.</p><p>Хорошим примером может служить совершенно безобидный хрущ (рис. 155). Ряд насекомых, когда их берут в руки, издают слабый звук: например, слегка сдавив цикаду, можно услышать характерное тихое стрекотание. Человеческое ухо едва улавливает такие звуки, но птиц или других животных они могут заставить выронить пойманное насекомое. Кузнечик, смело встречая врага и вступая с ним в бой, энергично потирает задние ноги о края брюшка и издает при этом отчетливый скрежещущий звук.</p><p>Можно утверждать, что стрекочущие сигналы помогают взрослым особям и личинкам пассалюса рогатого, которые живут «на одной жилплощади» – в гниющем дереве, держаться вместе и не терять друг друга.</p><p>Как правило, звуки, издаваемые насекомыми, являются половыми призывами. Это, несомненно, относится к самке сверчка-трубачика (рис. 156), которая особым образом отвечает на пение самца.</p><p>Когда самец ищет самку, он поднимает крылья почти перпендикулярно к телу. Стрекотательный кантик левого надкрылья трется о стрекотательную жилку на правом надкрылье. При этом на верхней поверхности третьего грудного сегмента обнажается железа, выделяющая жидкость с характерным запахом. Самка, лишенная органа слуха, не слышит стрекотания самца, но улавливает и реагирует на него: влезает на спину самца, чтобы выпить жидкость, выделенную железой. В этот момент и происходит спаривание. Таким образом, процесс спаривания зависит в данном случае не от звуковых сигналов, а от реакции на запах пищи.</p><p>Раз уж мы заговорили о сверчке-трубачике, вспомним, что скорость стрекотания сверчков зависит от температуры. В теплую погоду стрекотание быстрое и более высокого тона; в холодную замедляется и переходит в треск. Выведена формула, позволяющая по скорости стрекотания определить температуру воздуха. Для сверчка-трубачика эта формула (где Т – температура по Фаренгейту; N – число стрекотаний в минуту) имеет такой вид: для домового сверчка для кузнечика «Голос» сверчка-трубачика особенно хорошо слышен ночью, когда другие звуки затихают. </p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_23_pic_85.jpg"/> <p>Но вообще это насекомое стрекочет непрерывно, и днем и ночью: подсчитано 2640 стрекотаний подряд. Но сверчки-трубачики знамениты не только этой замечательной способностью: они принадлежат к немногим насекомым, которые поют хором, в то время как большинство насекомых-музыкантов – солисты.</p><p>Когда вечер только-только наступил, сверчки, готовясь начать свой концерт, разумеется, некоторое время «настраивают инструменты». Но вот уже все «играют» в унисон, в монотонном ритме, и так всю ночь. Иногда отдельные «оркестранты» позволяют себе передохнуть, но, возобновляя «игру», они никогда не нарушают такта.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 21 Почему насекомые поют Почему самцы «поют»? И, если уж мы об этом заговорили, почему вообще насекомые «поют»? Служит ли их «пение» какой-нибудь цели? Если нет, то для чего им органы, производящие звуки? В ряде случаев звук, производимый насекомым, является результатом его обычной жизнедеятельности. Звуки, издаваемые личинками, протачивающими дерево, жужжание и гудение летающих насекомых можно сравнить с шуршанием шелкового платья или шумом автомобильного мотора. Такие, например, насекомые, как пчела, муха и таракан, непрерывно чистят усики; звуки, которые рождаются при этом, безусловно, случайны. Все слышали гудение мухи или жужжание пчелы, но можете ли вы похвастаться, что обнаружили много оттенков? Пчеловоды знают, что жужжание пчел часто имеет разную высоту. Жужжание активной энергичной пчелы соответствует звуку с частотой 435 колебаний в секунду (нота ля), усталой пчелы – с частотой 326 колебаний в секунду (нота ми), в то время как звуки, создаваемые дыхальцами того же насекомого, выше по меньшей мере на октаву и часто поднимаются еще выше в зависимости от эмоционального состояния насекомого. Опытному пчеловоду хорошо знакомы звуки роения, гудение семьи, оставшейся без матки, сердитое жужжание сражающейся пчелы. Весьма вероятно, что члены пчелиной семьи различают все эти звуки. А частота колебаний, по-видимому, регулируется в соответствии с конкретным проявлением жизнедеятельности. Это относится и к звуку, издаваемому самкой комара, которая «настраивается» так, чтобы привести в колебание волоски на усиках-антеннах самцов. Частотные отклонения обнаруживаются и в звуках, производимых другими насекомыми, но в подавляющем большинстве случаев они являются результатом деятельности насекомого, а не средством связи. Понаблюдав, например, за работой осы целифрона у берега пруда (см. приключение 13), вы заметите, что, когда оса собирает грязь, она слабо гудит, а когда лепит из этой грязи гнездо, издает звук более высокий, который переходит в резкий, почти скрежещущий, слышный на значительном расстоянии. Кажется почти чудом, что вибрация крыльев насекомых выполняет в произведении ими звука примерно такую же роль, как вибрирующие язычки звучащей губной гармоники. Ведь для того, чтобы воспроизвести до самой низкой октавы – ноту, постоянно используемую в музыке, – крылья Должны вибрировать со скоростью 32 взмаха в секунду, или около 2000 раз в минуту, и все же насекомые, которые «поют» таким образом, есть. Более того, их звуки не ограничены низкими октавами. Обычная комнатная муха, жужжа, воспроизводит фа средней октавы; скорость вибрации ее крыльев – 345 раз в секунду, или 20 700 раз в минуту. Как правило, высота звука, производимого крыльями, для каждого вида насекомых постоянна. Саранчовые шелестят, шуршат или потрескивают; сверчки пронзительно верещат или скрипят; кузнечики скребут или пиликают. Любой человек, особенно обладающий музыкальным слухом, может, познакомившись с «песнями» насекомых, быстро научиться узнавать «певцов» – почти так же, как орнитолог различает птиц по их пению. Рис. 155. Хрущ. Несомненно, насекомые часто производят звуки с какой-то определенной целью. Мы упоминали о различных звуках, издаваемых медоносной пчелой, и о способе, с помощью которого самец комара находит самку. Некоторые насекомые производят звуки настолько резкие и неприятные, что пугают ими даже людей. Хорошим примером может служить совершенно безобидный хрущ (рис. 155). Ряд насекомых, когда их берут в руки, издают слабый звук: например, слегка сдавив цикаду, можно услышать характерное тихое стрекотание. Человеческое ухо едва улавливает такие звуки, но птиц или других животных они могут заставить выронить пойманное насекомое. Кузнечик, смело встречая врага и вступая с ним в бой, энергично потирает задние ноги о края брюшка и издает при этом отчетливый скрежещущий звук. Можно утверждать, что стрекочущие сигналы помогают взрослым особям и личинкам пассалюса рогатого, которые живут «на одной жилплощади» – в гниющем дереве, держаться вместе и не терять друг друга. Как правило, звуки, издаваемые насекомыми, являются половыми призывами. Это, несомненно, относится к самке сверчка-трубачика (рис. 156), которая особым образом отвечает на пение самца. Когда самец ищет самку, он поднимает крылья почти перпендикулярно к телу. Стрекотательный кантик левого надкрылья трется о стрекотательную жилку на правом надкрылье. При этом на верхней поверхности третьего грудного сегмента обнажается железа, выделяющая жидкость с характерным запахом. Самка, лишенная органа слуха, не слышит стрекотания самца, но улавливает и реагирует на него: влезает на спину самца, чтобы выпить жидкость, выделенную железой. В этот момент и происходит спаривание. Таким образом, процесс спаривания зависит в данном случае не от звуковых сигналов, а от реакции на запах пищи. Раз уж мы заговорили о сверчке-трубачике, вспомним, что скорость стрекотания сверчков зависит от температуры. В теплую погоду стрекотание быстрое и более высокого тона; в холодную замедляется и переходит в треск. Выведена формула, позволяющая по скорости стрекотания определить температуру воздуха. Для сверчка-трубачика эта формула (где Т – температура по Фаренгейту; N – число стрекотаний в минуту) имеет такой вид: для домового сверчка для кузнечика «Голос» сверчка-трубачика особенно хорошо слышен ночью, когда другие звуки затихают. Но вообще это насекомое стрекочет непрерывно, и днем и ночью: подсчитано 2640 стрекотаний подряд. Но сверчки-трубачики знамениты не только этой замечательной способностью: они принадлежат к немногим насекомым, которые поют хором, в то время как большинство насекомых-музыкантов – солисты. Когда вечер только-только наступил, сверчки, готовясь начать свой концерт, разумеется, некоторое время «настраивают инструменты». Но вот уже все «играют» в унисон, в монотонном ритме, и так всю ночь. Иногда отдельные «оркестранты» позволяют себе передохнуть, но, возобновляя «игру», они никогда не нарушают такта.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 19</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Слышим музыку и выясняем ее происхождение</p><p>Наверно, все слышали летней ночью пение полевых сверчков. Петь могут только самцы – самки не способны производить звуки. Одно время думали, что самцы стрекочут, чтобы привлечь самок, но на самом деле оказалось, что самки не удостаивают вниманием их серенады. </p><p>Лучший и единственный способ выяснить, как стрекочут сверчки, – расположившись поближе, понаблюдать за одним или двумя самцами (их можно отличить от самок по отсутствию яйцеклада).</p><p>Между прочим, сверчки быстро становятся ручными; держат их в большой банке, или в террариуме из цветочного горшка с ламповым стеклом, или в аквариуме, куда насыпано немного почвы. Кормить их надо кусочками дыни и других фруктов, салатом-латуком, размоченным хлебом и обязательно давать им немного костяной муки, иначе они будут поедать друг друга.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_21_pic_75.jpg"/> </p><p>Рис. 139. Стрекочущий самец сверчка. Рис. 140. Переднее крыло самца сверчка.</p><p>СЖ – стрекотательная жилка; СК – стрекотательный кантик; 3 – зеркальцерезонатор Когда самец стрекочет, мы видим только, что он поднимает свои надкрылья под углом 45° (рис. 139) и трет их друг о друга. На самом деле все гораздо сложнее. Рассмотрев через лупу одно из надкрылий, вы обнаружите, что жилки образуют специальную систему, которая служит рамой для мембраны крыла, натянутой, как кожа на барабане, и являющейся резонатором. Заметьте также, что у основания крыла расположена толстая поперечная жилка, покрытая поперечными рубцами; она называется стрекотательной жилкой (рис. 140). На внутреннем крае крыла, у его основания, найдите твердый участок – стрекотательный кантик. Сверчок издает звуки, проводя стрекотательным кантиком нижнего надкрылья по стрекотательной жилке (рис. 141) перекрывающего надкрылья. Мы можем произвести подобный звук, водя пилочкой по краю жестяной банки.</p> <p>Поскольку надкрылья являются отличными резонаторами (тимпанальными органами) и дрожат, когда производится звук, окружающий воздух начинает колебаться, создавая таким образом звуковые волны, которые распространяются на значительное расстояние. Интересно отметить, что сверчок может чередовать надкрылья, то есть использовать одно надкрылье как стрекотательный кантик, а другое – как стрекотательную жилку, и наоборот. Это уменьшает изнашивание звуковых органов.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_21_pic_76.jpg"/> </p><p>Звукопроизводящий аппарат был бы бесполезен для сверчков, если бы они не могли слышать звуков.</p><p>Могут ли насекомые слышать – довольно спорный вопрос, хотя, по-видимому, некоторые из них обладают слухом. Мы можем доказать это на тех же сверчках. Поместите самца в маленький проволочный садок (приблизительно 7 сантиметров в диаметре), сделанный из очень мелкой сетки, закройте одну его сторону бумагой и поставьте садок на стол. В небольшую картонную коробку с несколькими маленькими отверстиями для воздуха поместите самку. В тот момент, когда самец начнет стрекотать, выпустите самку на стол со стороны, где находится бумажная стенка, которая окажется таким образом между ней и самцом. Самка тотчас же начнет двигаться по направлению к самцу, хотя он совершенно скрыт от нее. Останови он свое стрекотание – и самка не будет знать, в каком направлении ей двигаться, и в конце концов остановится. Как же сверчки слышат? Найдите на голени передней ноги маленькое белое дискообразное пятно, отверстие тимпанального органа (рис. 142) – это и есть «ухо».</p><p>Самцы кузнечиков (рис. 143) производят звуки в основном таким же способом, как и самцы сверчков.</p><p>Однако кузнечики-музыканты – левши: стрекотательная жилка есть у них только на левом крыле (рис. 144). Стрекотательная жилка состоит приблизительно из 55 зубцов. Для того чтобы стрекотать, насекомое сначала немного раскрывает надкрылья, а затем постепенно закрывает их. По мере того как они закрываются, стрекотательный кантик щелкает по зубцам, производя в быстрой последовательности от двадцати до тридцати резких «тикающих» звуков.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_21_pic_77.jpg"/> </p><p>Обычное наше саранчовое, травянка, производит звук трением задних ног о внешнюю поверхность передних крыльев. Бедра ног (рис. 145) снабжены рядком стрекотательных бугорков (рис. 146), образующих стрекотательную кромку, которая трется о выпуклые жилки крыльев. Два крыла и бедра составляют пару похожих на скрипку органов: утолщенные жилки соответствуют струнам, мембрана крыла – футляру инструмента, а стрекотательная кромка бедра – смычку. Когда насекомое собирается «играть», оно принимает почти горизонтальное положение и, поднимая сразу обе задние ноги, трет бедра о внешнюю поверхность крыльев. Кобылка каро-линская, хорошо известное насекомое, встречающееся летом на полях, лугах и обочинах дорог, издает потрескивающий звук во время полета или паря в воздухе и потирая задние крылья о передние. Там, где крылья накладываются одно на другое, возникает громкий и далеко не музыкальный звук.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_21_pic_78.jpg"/> </p><p>Звук, возникающий в результате трения одной части тела о другую, мы называем стрекотанием.</p><p>Органы, производящие такие звуки, найдены у очень многих насекомых; они сильно различаются по форме и местоположению на теле. У некоторых жуков они расположены на голове. Водяные клопыгребляки и клопы-гладыши производят щелкающие звуки, потирая передние ноги о свои хоботки.</p><p>Бабочки некоторых бражников могут издавать звук трением щупиков о хоботок. Жук-древогрыз темный (рис. 147) трет своими передними ногами о выступ у заднего угла первого грудного сегмента.</p><p>Хорошо знакомые многим жуки-щелкуны (рис. 148) производят звук при помощи острого отростка, расположенного на нижней поверхности тела. Отросток этот входит в желобок на брюшной поверхности среднегруди. Соединение между переднегрудью и среднегрудью у щелкунов более гибкое, чем у большинства насекомых. Когда переднегрудь изгибается вверх, ее отросток скользит по острой кромке на переднем крае среднегру-ди и производит щелкающий звук.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_21_pic_79.jpg"/> </p><p>Вы легко можете наблюдать все это, положив жука-щелкуна на спинку. Он тотчас же подпрыгнет вверх, изгибая свое тело и резко выпрямляя его. Когда жук подпрыгивает, он поворачивается правым боком вверх, издавая характерный щелкающий звук, и приземляется на ноги.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_21_pic_80.jpg"/> </p><p>Обычно звуки издают взрослые насекомые, но личинки некоторых насекомых также производят слабые звуки. Самый интересный пример – личинка сахарного жука – пассалюса рогатого. Загляните в гниющее дерево, и вы наверняка найдете там и взрослого жука и личинку. При изучении личинки может показаться, что у нее только четыре ноги, но если вы посмотрите внимательно, то увидите, что и задние ноги есть, но они крошечные и видоизменены в орган, производящий звук трением. Вы увидите также, что каждый тазик средних ног покрыт рядком тонких поперечных складок. Для того чтобы произвести звук, личинка трет задние ноги об эти складки (рис. 149).</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 19 Слышим музыку и выясняем ее происхождение Наверно, все слышали летней ночью пение полевых сверчков. Петь могут только самцы – самки не способны производить звуки. Одно время думали, что самцы стрекочут, чтобы привлечь самок, но на самом деле оказалось, что самки не удостаивают вниманием их серенады. Лучший и единственный способ выяснить, как стрекочут сверчки, – расположившись поближе, понаблюдать за одним или двумя самцами (их можно отличить от самок по отсутствию яйцеклада). Между прочим, сверчки быстро становятся ручными; держат их в большой банке, или в террариуме из цветочного горшка с ламповым стеклом, или в аквариуме, куда насыпано немного почвы. Кормить их надо кусочками дыни и других фруктов, салатом-латуком, размоченным хлебом и обязательно давать им немного костяной муки, иначе они будут поедать друг друга. Рис. 139. Стрекочущий самец сверчка. Рис. 140. Переднее крыло самца сверчка. СЖ – стрекотательная жилка; СК – стрекотательный кантик; 3 – зеркальцерезонатор Когда самец стрекочет, мы видим только, что он поднимает свои надкрылья под углом 45° (рис. 139) и трет их друг о друга. На самом деле все гораздо сложнее. Рассмотрев через лупу одно из надкрылий, вы обнаружите, что жилки образуют специальную систему, которая служит рамой для мембраны крыла, натянутой, как кожа на барабане, и являющейся резонатором. Заметьте также, что у основания крыла расположена толстая поперечная жилка, покрытая поперечными рубцами; она называется стрекотательной жилкой (рис. 140). На внутреннем крае крыла, у его основания, найдите твердый участок – стрекотательный кантик. Сверчок издает звуки, проводя стрекотательным кантиком нижнего надкрылья по стрекотательной жилке (рис. 141) перекрывающего надкрылья. Мы можем произвести подобный звук, водя пилочкой по краю жестяной банки. Поскольку надкрылья являются отличными резонаторами (тимпанальными органами) и дрожат, когда производится звук, окружающий воздух начинает колебаться, создавая таким образом звуковые волны, которые распространяются на значительное расстояние. Интересно отметить, что сверчок может чередовать надкрылья, то есть использовать одно надкрылье как стрекотательный кантик, а другое – как стрекотательную жилку, и наоборот. Это уменьшает изнашивание звуковых органов. Звукопроизводящий аппарат был бы бесполезен для сверчков, если бы они не могли слышать звуков. Могут ли насекомые слышать – довольно спорный вопрос, хотя, по-видимому, некоторые из них обладают слухом. Мы можем доказать это на тех же сверчках. Поместите самца в маленький проволочный садок (приблизительно 7 сантиметров в диаметре), сделанный из очень мелкой сетки, закройте одну его сторону бумагой и поставьте садок на стол. В небольшую картонную коробку с несколькими маленькими отверстиями для воздуха поместите самку. В тот момент, когда самец начнет стрекотать, выпустите самку на стол со стороны, где находится бумажная стенка, которая окажется таким образом между ней и самцом. Самка тотчас же начнет двигаться по направлению к самцу, хотя он совершенно скрыт от нее. Останови он свое стрекотание – и самка не будет знать, в каком направлении ей двигаться, и в конце концов остановится. Как же сверчки слышат? Найдите на голени передней ноги маленькое белое дискообразное пятно, отверстие тимпанального органа (рис. 142) – это и есть «ухо». Самцы кузнечиков (рис. 143) производят звуки в основном таким же способом, как и самцы сверчков. Однако кузнечики-музыканты – левши: стрекотательная жилка есть у них только на левом крыле (рис. 144). Стрекотательная жилка состоит приблизительно из 55 зубцов. Для того чтобы стрекотать, насекомое сначала немного раскрывает надкрылья, а затем постепенно закрывает их. По мере того как они закрываются, стрекотательный кантик щелкает по зубцам, производя в быстрой последовательности от двадцати до тридцати резких «тикающих» звуков. Обычное наше саранчовое, травянка, производит звук трением задних ног о внешнюю поверхность передних крыльев. Бедра ног (рис. 145) снабжены рядком стрекотательных бугорков (рис. 146), образующих стрекотательную кромку, которая трется о выпуклые жилки крыльев. Два крыла и бедра составляют пару похожих на скрипку органов: утолщенные жилки соответствуют струнам, мембрана крыла – футляру инструмента, а стрекотательная кромка бедра – смычку. Когда насекомое собирается «играть», оно принимает почти горизонтальное положение и, поднимая сразу обе задние ноги, трет бедра о внешнюю поверхность крыльев. Кобылка каро-линская, хорошо известное насекомое, встречающееся летом на полях, лугах и обочинах дорог, издает потрескивающий звук во время полета или паря в воздухе и потирая задние крылья о передние. Там, где крылья накладываются одно на другое, возникает громкий и далеко не музыкальный звук. Звук, возникающий в результате трения одной части тела о другую, мы называем стрекотанием. Органы, производящие такие звуки, найдены у очень многих насекомых; они сильно различаются по форме и местоположению на теле. У некоторых жуков они расположены на голове. Водяные клопыгребляки и клопы-гладыши производят щелкающие звуки, потирая передние ноги о свои хоботки. Бабочки некоторых бражников могут издавать звук трением щупиков о хоботок. Жук-древогрыз темный (рис. 147) трет своими передними ногами о выступ у заднего угла первого грудного сегмента. Хорошо знакомые многим жуки-щелкуны (рис. 148) производят звук при помощи острого отростка, расположенного на нижней поверхности тела. Отросток этот входит в желобок на брюшной поверхности среднегруди. Соединение между переднегрудью и среднегрудью у щелкунов более гибкое, чем у большинства насекомых. Когда переднегрудь изгибается вверх, ее отросток скользит по острой кромке на переднем крае среднегру-ди и производит щелкающий звук. Вы легко можете наблюдать все это, положив жука-щелкуна на спинку. Он тотчас же подпрыгнет вверх, изгибая свое тело и резко выпрямляя его. Когда жук подпрыгивает, он поворачивается правым боком вверх, издавая характерный щелкающий звук, и приземляется на ноги. Обычно звуки издают взрослые насекомые, но личинки некоторых насекомых также производят слабые звуки. Самый интересный пример – личинка сахарного жука – пассалюса рогатого. Загляните в гниющее дерево, и вы наверняка найдете там и взрослого жука и личинку. При изучении личинки может показаться, что у нее только четыре ноги, но если вы посмотрите внимательно, то увидите, что и задние ноги есть, но они крошечные и видоизменены в орган, производящий звук трением. Вы увидите также, что каждый тазик средних ног покрыт рядком тонких поперечных складок. Для того чтобы произвести звук, личинка трет задние ноги об эти складки (рис. 149).
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 32</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Сколько у насекомых способов самозащиты?</p><p>Почти все «население» мира животных снабжено различными средствами защиты от врагов. Насекомые не составляют исключения, и некоторые их защитные приспособления совершенно уникальны. Но паразиты, хищные насекомые и различные животные все же уничтожают великое множество насекомых, невзирая на тщательно разработанную систему обороны. Ведь нападающей стороне нужна нища, вот и возникает борьба за существование. Ни одно защитное приспособление нельзя считать полностью надежным, но оно спасет если не от одного врага, то от другого. Например, далеко не все виды птиц лакомятся мохнатыми гусеницами.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_34_pic_126.jpg"/> </p><p>Хитиновый наружный скелет насекомых – это своеобразные доспехи. Еще одно защитное средство насекомых – звуки. Вспомним «страшное» жужжание жуков некоторых хрущей (см. рис. 155), стрекотание храброго сверчка (рис. 252), скрип жуков-дровосеков и жуков-долгоносиков,</p><p>«бормочущую» цикаду, «скрипучих» жуков-вертячек. Обо всех этих насекомых мы уже говорили в приключении 20.</p> <p>Многие насекомые выпускают защитную жидкость, напоминающую мелассу. Неприятная на вкус «меласса» саранчи эффективно отпугивает врагов. Жужелицы выталкивают из анальных желез острую на вкус и иногда даже едкую жидкость. Очень любопытен способ обороны жуков-бомбардиров.</p><p>Потревоженный бомбардир выпускает жидкость, которая при соприкосновении с воздухом мгновенно превращается в мельчайшие брызги, образующие как бы облако дыма; в это же самое время отчетливо слышен звук выстрела – как будто из миниатюрной пушки (рис. 253).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_34_pic_127.jpg"/> </p><p>Такую «артиллерию» очень интересно наблюдать: нередко насекомое быстро выстреливает несколько раз подряд. Эти выделения кислые и едкие; они окрашивают кожу человека в ржаво-красный цвет.</p><p>Североамериканские виды жуков-бомбардиров – маленькие и безвредные насекомые, но их южноамериканский собрат значительно крупнее и брать его можно только в рукавицах, потому что он может сильно обжечь и окрасить кожу. Некоторые жуки-чернотелки защищаются таким же способом, как скунс,- поднимают задний конец тела и выпускают маслянистую жидкость с неприятным запахом.</p><p>Личинка американского пилильщика (рис. 254) разбрызгивает из желез, открывающихся над дыхальцами, струи водянистой жидкости. Клопы-щитники выпускают жидкость с неприятным запахом через два отверстия на нижней поверхности груди, позади или возле средних тазиков. Постельный клоп имеет подобные железы на поверхности первых трех брюшных сегментов. Личинки некоторых жуковлистоедов выпускают жидкость с довольно специфическим запахом. Многие насекомые снабжены гиподермальными железами, открывающимися в мешковидные впадины стенок тела; защищаясь, насекомое выпячивает их. Этот аппарат называется осметерией (рис. 255). Гусеница бабочки-парусника имеет вилкообразно раздвоенную осметерию, которая выпячивается из верхней части переднегруди и выделяет отвратительнейший запах. Сожмите слегка такую гусеницу и понаблюдайте за ней с помощью лупы.</p><p>У гусеницы мегалопигиды на шее довольно любопытный разбрызгивающий аппарат, который выбрасывает муравьиную кислоту. Защитной жидкостью может служить даже кровь. Кровь божьих коровок, жуков-светляков и жуков-нарывников, или маек, содержит чрезвычайно едкое вещество – кантаридин, отлично защищающее их от птиц, пресмыкающихся и хищных насекомых. У жуков-маек желтая кровь вытекает из поры на конце бедра, когда насекомых берут в руки. Весьма распространенный нарывник – лютиковая майка (рис. 256), которая обитает на лугах и пастбищах, питаясь различными лютиками.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_34_pic_128.jpg"/> </p><p>Как средство обороны, вероятно, более эффективны волоски, чем запахи или защитные жидкости: птицы все же поедают насекомых, невзирая на неприятный запах, а мохнатых гусениц не трогают.</p><p>Правда, иногда это случается. Жертвами оказываются гусеницы американской белой бабочки (рис. 257), американского кольчатого коконопряда (рис. 258) и непарника. Некоторых гусениц, впадающих в зимнюю спячку, например гусениц медведицы виргинской (рис. 259), волоски защищают от резких колебаний температуры.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_34_pic_129.jpg"/> </p><p>У многих насекомых волоски железистые и выпускают зловонную или раздражающую жидкость.</p><p>Волоски гусеницы златогузки выделяют жидкость, вызывающую почти такое же воспаление кожи, как сумах ядоносный. Собирать этих гусениц надо очень осторожно. Гусеница сатурнии ио (рис. 260) вооружена ядовитыми шипиками; они очень острые, но хрупкие и легко ломаются. Ядовитые волоски есть и у гусениц сибины седловидной (рис. 261) и дубовой эуклеи (рис. 262). Ядовитые шипики и волоски – весьма эффективное защитное средство против птиц, за исключением разве что кукушки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_34_pic_130.jpg"/> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_34_pic_131.jpg"/> </p><p>Жало также отличное оружие защиты. Жало медоносной пчелы – острый, похожий на ланцет сложный орган, расположенный в задней части тела и состоящий из двух зазубренных жал, которые заключены в футляр и приводятся в действие сильными мускулами (рис. 263). Рассмотрите жало в микроскоп: оно соединено с парой желез, вырабатывающих яд. Одна из желез выделяет кислоту, а другая – щелочное вещество. По-видимому, для смертоносного действия необходимы обе жидкости, а у насекомых, которые просто парализуют свою жертву, например у одиночных ос, щелочные железы не функционируют. Когда пчела жалит, жало, а вместе с ним и кончик брюшка отрываются от ее тела, поскольку расправленные в обратном направлении зазубрины застревают в теле ужаленного.</p><p>У ос, например пятнистой осы, осы обыкновенной и других, тоже есть жала. Используют они их в основном для того, чтобы парализовать гусениц и пауков, необходимых для питания. Бумажная оса может ужалить очень сильно, но нрав у нее добродушный. У осы целифрон тоже есть жало, но, если ее не потревожить, она не пускает его в ход. Различные виды муравьев при помощи жала выпускают в жертву муравьиную кислоту. Ядовитые выделения муравья солеиопсиса парного вызывают серьезное раздражение.</p><p>Многие насекомые защищаются с помощью челюстей; например, муравьи своими мандибулами причиняют весьма ощутимую боль. У солдат термитов огромные мандибулы (рис. 264), используются они в основном в целях обороны, хотя не совсем ясно, насколько эффективно это оружие.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 32 Сколько у насекомых способов самозащиты? Почти все «население» мира животных снабжено различными средствами защиты от врагов. Насекомые не составляют исключения, и некоторые их защитные приспособления совершенно уникальны. Но паразиты, хищные насекомые и различные животные все же уничтожают великое множество насекомых, невзирая на тщательно разработанную систему обороны. Ведь нападающей стороне нужна нища, вот и возникает борьба за существование. Ни одно защитное приспособление нельзя считать полностью надежным, но оно спасет если не от одного врага, то от другого. Например, далеко не все виды птиц лакомятся мохнатыми гусеницами. Хитиновый наружный скелет насекомых – это своеобразные доспехи. Еще одно защитное средство насекомых – звуки. Вспомним «страшное» жужжание жуков некоторых хрущей (см. рис. 155), стрекотание храброго сверчка (рис. 252), скрип жуков-дровосеков и жуков-долгоносиков, «бормочущую» цикаду, «скрипучих» жуков-вертячек. Обо всех этих насекомых мы уже говорили в приключении 20. Многие насекомые выпускают защитную жидкость, напоминающую мелассу. Неприятная на вкус «меласса» саранчи эффективно отпугивает врагов. Жужелицы выталкивают из анальных желез острую на вкус и иногда даже едкую жидкость. Очень любопытен способ обороны жуков-бомбардиров. Потревоженный бомбардир выпускает жидкость, которая при соприкосновении с воздухом мгновенно превращается в мельчайшие брызги, образующие как бы облако дыма; в это же самое время отчетливо слышен звук выстрела – как будто из миниатюрной пушки (рис. 253). Такую «артиллерию» очень интересно наблюдать: нередко насекомое быстро выстреливает несколько раз подряд. Эти выделения кислые и едкие; они окрашивают кожу человека в ржаво-красный цвет. Североамериканские виды жуков-бомбардиров – маленькие и безвредные насекомые, но их южноамериканский собрат значительно крупнее и брать его можно только в рукавицах, потому что он может сильно обжечь и окрасить кожу. Некоторые жуки-чернотелки защищаются таким же способом, как скунс,- поднимают задний конец тела и выпускают маслянистую жидкость с неприятным запахом. Личинка американского пилильщика (рис. 254) разбрызгивает из желез, открывающихся над дыхальцами, струи водянистой жидкости. Клопы-щитники выпускают жидкость с неприятным запахом через два отверстия на нижней поверхности груди, позади или возле средних тазиков. Постельный клоп имеет подобные железы на поверхности первых трех брюшных сегментов. Личинки некоторых жуковлистоедов выпускают жидкость с довольно специфическим запахом. Многие насекомые снабжены гиподермальными железами, открывающимися в мешковидные впадины стенок тела; защищаясь, насекомое выпячивает их. Этот аппарат называется осметерией (рис. 255). Гусеница бабочки-парусника имеет вилкообразно раздвоенную осметерию, которая выпячивается из верхней части переднегруди и выделяет отвратительнейший запах. Сожмите слегка такую гусеницу и понаблюдайте за ней с помощью лупы. У гусеницы мегалопигиды на шее довольно любопытный разбрызгивающий аппарат, который выбрасывает муравьиную кислоту. Защитной жидкостью может служить даже кровь. Кровь божьих коровок, жуков-светляков и жуков-нарывников, или маек, содержит чрезвычайно едкое вещество – кантаридин, отлично защищающее их от птиц, пресмыкающихся и хищных насекомых. У жуков-маек желтая кровь вытекает из поры на конце бедра, когда насекомых берут в руки. Весьма распространенный нарывник – лютиковая майка (рис. 256), которая обитает на лугах и пастбищах, питаясь различными лютиками. Как средство обороны, вероятно, более эффективны волоски, чем запахи или защитные жидкости: птицы все же поедают насекомых, невзирая на неприятный запах, а мохнатых гусениц не трогают. Правда, иногда это случается. Жертвами оказываются гусеницы американской белой бабочки (рис. 257), американского кольчатого коконопряда (рис. 258) и непарника. Некоторых гусениц, впадающих в зимнюю спячку, например гусениц медведицы виргинской (рис. 259), волоски защищают от резких колебаний температуры. У многих насекомых волоски железистые и выпускают зловонную или раздражающую жидкость. Волоски гусеницы златогузки выделяют жидкость, вызывающую почти такое же воспаление кожи, как сумах ядоносный. Собирать этих гусениц надо очень осторожно. Гусеница сатурнии ио (рис. 260) вооружена ядовитыми шипиками; они очень острые, но хрупкие и легко ломаются. Ядовитые волоски есть и у гусениц сибины седловидной (рис. 261) и дубовой эуклеи (рис. 262). Ядовитые шипики и волоски – весьма эффективное защитное средство против птиц, за исключением разве что кукушки. Жало также отличное оружие защиты. Жало медоносной пчелы – острый, похожий на ланцет сложный орган, расположенный в задней части тела и состоящий из двух зазубренных жал, которые заключены в футляр и приводятся в действие сильными мускулами (рис. 263). Рассмотрите жало в микроскоп: оно соединено с парой желез, вырабатывающих яд. Одна из желез выделяет кислоту, а другая – щелочное вещество. По-видимому, для смертоносного действия необходимы обе жидкости, а у насекомых, которые просто парализуют свою жертву, например у одиночных ос, щелочные железы не функционируют. Когда пчела жалит, жало, а вместе с ним и кончик брюшка отрываются от ее тела, поскольку расправленные в обратном направлении зазубрины застревают в теле ужаленного. У ос, например пятнистой осы, осы обыкновенной и других, тоже есть жала. Используют они их в основном для того, чтобы парализовать гусениц и пауков, необходимых для питания. Бумажная оса может ужалить очень сильно, но нрав у нее добродушный. У осы целифрон тоже есть жало, но, если ее не потревожить, она не пускает его в ход. Различные виды муравьев при помощи жала выпускают в жертву муравьиную кислоту. Ядовитые выделения муравья солеиопсиса парного вызывают серьезное раздражение. Многие насекомые защищаются с помощью челюстей; например, муравьи своими мандибулами причиняют весьма ощутимую боль. У солдат термитов огромные мандибулы (рис. 264), используются они в основном в целях обороны, хотя не совсем ясно, насколько эффективно это оружие.
false
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Генеалогическое древо (свидетельство белков)</h1> <section class="px3 mb4"> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_24__000047ff.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Генеалогическое древо (свидетельство белков)</em></p><p></p><p>Различия в белках двух видов отражают эволюционные изменения этих видов после их отделения от общего предка. Анализ показывает, что между альбуминами кровяных сывороток шимпанзе и гориллы существует шесть различий. Эти данные определяют первую маленькую развилку (верхняя часть диаграммы) генеалогического древа, которое составил Винсент Сарич. У человека обнаружено семь отличий как от шимпанзе, так и от гориллы. Поскольку шимпанзе и горилле уже поставлено по три различия, оставшиеся четыре достаются человеку, и его развилку можно нанести почти в той же точке, что и развилку шимпанзе — горилла.</p><p>Сывороточный альбумин макакарезуса имеет в среднем 31 отличие от альбумина первых трех видов. Более высокая цифра отражает заметно большую степень эволюционных изменений, другими словами — более раннее разделение, а потому развилка, отделяющая низших обезьян от человекообразных и от человека, должна быть нанесена ниже. Так как лабораторные исследования показывают непрерывную эволюцию по всем линиям, 31 различие должно быть поделено следующим образом: 16 приходится на долю низших обезьян, а 15–16 — на долю человекообразных и человека (3 + 12 = 15 у шимпанзе и 4 + 12 = 16 у человека).</p> <p>Подобные же развилки можно определить для всех указанных тут животных — лошадь и зебру отделяют друг от друга 8 различий, но у обеих обнаруживается примерно по 190 отличий от сывороточного альбумина приматов, что указывает на очень древнее разделение (около 94 у лошади и около 96 у человека).</p><p>Это очень серьезная дилемма. Как может наука двигаться вперед, если палеонтологи утверждают, что разделение человека и человекообразных обезьян произошло тогда-то, тогда-то или тогда-то — вплоть до 50 миллионов лет назад, а иммунологи утверждают, что оно случилось всего четыре миллиона лет назад? Кому верить?</p><p>Ни тем, ни другим, советует Шервуд Уошберн. Хотя исследования Сарича и Уилсона произвели на него большое впечатление, он не упускает из вида и окаменелостей. "Все до единого часы, которыми пользуются иммунологи, — утверждает он, — немножко по-разному врут. Они идут с разной скоростью, и у нас пока нет никаких доказательств, что они не капризничают. Их еще по-настоящему не разметили. Но все их стрелки указывают в одном общем направлении, и это заставляет задуматься".</p><p>По его мнению, в первую очередь необходимо привязать данные Сарича — Уилсона к какой-то исходной точке в геологическом прошлом, которая удовлетворила бы всех. И тогда после некоторой подгонки, уточнений и регулирования часов все события, возможно, распределятся по своим местам во времени. Если бы, например, Сарич и Уилсон приняли, что разделение обезьян Нового и Старого Света произошло 50 миллионов лет назад, тогда разделение человека и человекообразных обезьян отодвинулось бы по их шкале за отметку пять миллионов лет. А если, как того желают некоторые палеонтологи, считать, что разделение низших обезьян произошло 75 миллионов лет назад, то разделение человека и человекообразных обезьян отодвинется за семь-восемь миллионов лет и т. д.</p><p>Если разделение человека и человекообразных обезьян произошло семь миллионов — или даже восемь-девять миллионов — лет назад, это в определенной мере снимает проблему возраста окаменелостей. Но не разрешает ее окончательно. По-прежнему неясно, как рассматривать рамапитека, возраст которого исчисляется 18–14 миллионами лет. Известно, что он не типичная человекообразная обезьяна и, возможно, был одним из прямых предков человека. Но этот вопрос со временем разрешится. Новые и лучше сохранившиеся окаменелости, возможно, подтвердят мнение, которого придерживаются очень многие: что рамапитек — это своего рода ранний, может быть, еще не прямоходящий австралопитек в процессе становления. Или же они подтвердят предположение, что рамапитек вовсе не относится к линии человека. Эта возможность не исчезает до тех пор, пока мы не узнаем о рамапитеке заметно больше, чем знаем сейчас. И разумеется, его патент на право считаться предком человека сразу аннулируется, если вдруг будет открыт совершенно новый и более подходящий кандидат на это звание.</p><p>Но пока подобного кандидата нет, и рамапитек — лучшее, чем мы располагаем. Будем же по-прежнему считать его предком и попробуем проследить наше происхождение от него, используя новейшие гипотезы, опирающиеся на недавние находки в Омо и на восточном берегу озера Рудольф.</p><p>Не так давно Бернард Кэмпбелл закончил подобную работу-последнее слово в составлении генеалогических дерев и в наименовании гоминидов. Занимаясь этим, он разрешил две проблемы, которые я сознательно отложил напоследок. Первая проблема связана с тем, как соотносятся между собой три австралопитека — бойсеи, массивный и африканский. Вторая проблема — это проблема человека умелого.</p><p>Вспомним суть дела. Впервые австралопитеки были открыты в Южной Африке — их два типа, массивный и изящный. Дальше к северу, в Олдувае, а затем в Омо, у озера Рудольф и в Афарском Треугольнике, также удалось найти два типа. Меньший из них несколько похож на маленький южный изящный тип — на австралопитека африканского, и многие считают, что они принадлежат к одной линии. Но крупный северный тип настолько массивнее своего южного массивного сородича, что он получил особое наименование — бойсеи, чтобы отличить его от южного австралопитека массивного.</p><p>Сравнивая между собой всех трех австралопитеков, поражаешься сверхмассивности северянина, обладателя мощной челюсти — рядом с ним различия между двумя южными типами словно бы сразу сходят на нет. Оба настолько отличаются от австралопитека бойсеи, что начинают казаться похожими друг на друга.</p><p>Объяснение этому дает генеалогическое древо на следующей странице, которое графически изображает гипотезу Кэмпбелла о соотношении трех типов австралопитека. Он постулирует общего прародителя всех австралопитеков, который произошел от рамапитека. Где-то в прошлом, между десятью и шестью миллионами лет назад, этот единственный вид, следуя по уже знакомому нам пути медленной специализации для заполнения разных экологических ниш, начал разделяться на два вида. Один тип — бойсеи — все больше и больше приспосабливался к грубой растительной пище. Со временем благодаря адаптационному воздействию естественного отбора на зубы и челюсти бойсеи резцы и клыки стали маленькими, а коренные зубы и кости челюсти увеличились. Чем дольше продолжалась эта специализация, тем более заметной она становилась. А длилась она, по-видимому, несколько миллионов лет, чем и объясняется крайняя массивность челюстей и задних зубов очень поздних бойсеи ских окаменел остей, которые Ричард Лики нашел у озера Рудольф, а также единственного бойсейского черепа, найденного его родителями в Олдувае.</p><p>Тем временем изящный тип, австралопитек африканский, нашел себе другую экологическую нишу. Вынужденный стать практически всеядным, он под воздействием естественного отбора не обзаводился более крупными коренными зубами, а развивал свои склонности к питанию мясом, к охоте и употреблению орудий и вырабатывал в целом более гибкий образ жизни, легко принимающий новшества.</p><p>Не исключено, что изящные типы легче приспосабливались к постепенному изменению климата, к существованию в более разнообразных условиях — для них было достаточно наличия хоть какой-нибудь пищи, а также воды на расстоянии нескольких часов ходьбы. Вероятно, они были распространены в Африке гораздо шире, чем бойсеи, во всяком случае, они проникли далеко на юг, в более прохладную, сухую и подверженную сезонным изменениям зону, нежели экваториальный пояс на севере.</p> <p>По-видимому, не случайно в Южной Африке не найдено ни единой окаменелости австралопитека бойсеи, а севернее не отыскалось ни одной окаменелости австралопитека массивного. Какие выводы мы можем сделать из такого их распределения? Кэмпбелл считает, что южный австралопитек массивный знаменует начало позднейшей специализации изящных типов, проникших в Южную Африку. И он не так массивен, как бойсеи, по очень простой причине: специализация его началась позднее и массивность не успела развиться до такой степени.</p><p>Как видно из диаграммы, Кэмпбелл считает, что, пока изящные типы на севере развивались в человека умелого, а затем в человека прямоходящего, южные изящные типы, возможно, следовали сценарию, напоминающему то, что было разыграно в северных областях на несколько миллионов лет раньше. Но в этот, второй, раз южная популяция изящного австралопитека не пошла путем северной и не развилась в человека умелого — по крайней мере никаких окаменелых свидетельств этого найти не удалось. Наоборот, она, по-видимому, развилась в австралопитека массивного. Несмотря на отсутствие надежного датирования в Южной Африке, другие данные позволили прийти к выводу, что окаменелости массивного типа там все много моложе окаменелостей изящного типа-по меньшей мере на миллион лет.</p><p>Кэмпбелл разрешает эту щекотливую проблему, допуская, что популяции австралопитека африканского в разных местах эволюционировали по-разному. На севере он становится человеком умелым, на юге — австралопитеком массивным.</p><p>Не исключено, что существовала третья линия австралопитековых, развивавшаяся в Азии. Вопрос об этой третьей линии крайне неясен. Он связан с некоторыми окаменелостями, которые в 30-х годах нашел на Яве голландский антрополог Густав фон Кёнигсвальд. Довольно долго его находки считались остатками примитивной азиатской расы одного из первых типов человека прямоходящего — предков яванского и пекинского питекантропов и некоторых других. Обнаружение африканских окаменелостей человека умелого дает теперь возможность провести сравнение между ними и находками Кёнигсвальда и выявить их общие черты. Был ли тип, обнаруженный Кёнигсвальдом, разновидностью человека умелого? Мы, в сущности, этого не знаем. Окаменелости скудны, датирование неясно. Пласты, в которых они были найдены, нередко настолько разрушены, что из них уже нельзя извлечь никаких полезных сведений. Тем не менее Кэмпбелл определил у типа, открытого Кёнигсвальдом (и получившего зубодробительное название Modjokertensis — моджокертский), столько признаков, объединяющих его с человеком умелым, что включил его в свое генеалогическое древо как австралопитека африканского, переходящего в человека.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_24_img034f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Генеалогическое древо (переоценка окаменелостей)</em></p><p></p><p>Генеалогическое древо, составленное в 1972 году Бернардом Кэмпбеллом, отражает выводы, опирающиеся на новейшие находки, а также новейшие взгляды на те типы гоминидов, которые не включены в генеалогические древа.</p><p>Схема Кэмпбелла, более подробная, рисует вместо простых разветвлений сложное переплетение популяций (сплошные линии указывают границы видов, пунктир — подвидов).</p><p>Рамапитек (синий цвет) показан здесь как предок австралопитека африканского (голубой цвет), а австралопитек бойсеи (лиловый цвет) — как тупик эволюции. У отметки в три миллиона лет австралопитек африканский разделился на австралопитека массивного, позднее вымершего, человека умелого (африканского) и моджокертского (найденного в Азии в 1936 году и до последнего времени считавшегося человеком прямоходящим), от которых произошел человек прямоходящий (зеленый цвет). Человек прямоходящий разделился на географические подвиды, от которых произошли несколько подвидов человека разумного (желтый цвет).</p><p>Следовательно, можно предположить, что австралопитек африканский был прогрессирующим, легко приспособляющимся и жизнестойким существом, которое широко распространилось по тропикам Старого Света, эволюционируя по мере своих переселений, как и любое существо в подобных условиях. Это хорошо известный почерк эволюции: три популяции, на долгое время предоставленные самим себе, обрели разную судьбу. Во всяком случае, такова гипотеза Кэмпбелла.</p><p>Далее кэмпбелловский сценарий разрешает проблему оценки человека умелого и дает ответ на вопрос, остававшийся пока открытым: был ли он поздней разновидностью австралопитека африканского или же самостоятельным видом? Большинство ученых признают теперь, что он все больше и больше отличается от современного ему австралопитека африканского в Южной Африке и вырабатывает особенности, явно ведущие к более современной форме Homo. Кэмпбелл пришел к заключению, что будет разумнее признать человека умелого отдельным этапом эволюции австралопитека африканского в человека и отнести его к роду Homo как вид Homo habilis — человек умелый.</p><p>А не ошибается ли Кэмпбелл? Это не исключено. И он сам первый признал бы такую возможность. Подобно всем тем, кто пытается решить эту увлекательнейшую головоломку, он занимается переоценкой имеющихся у него данных в свете все новых находок и открытий. Различия между человеком умелым и австралопитеком массивным и бойсеи просто напрашиваются, чтобы их изобразили графически. Кэмпбелл предложил вполне логичную схему. Многие с ней не согласятся, особенно те, кто до сих пор верит, что все австралопитековые типы представляют собой вариации одного вида.</p><p>На этом пока приходится завершить изложение доводов в пользу происхождения человека от австралопитеков. Остается подвести итоги.</p><p>Австралопитековые произошли от человекообразных обезьян. Это ясно следует из изучения, как окаменелостей, так и физических особенностей, а также поведения современных человекообразных обезьян. Ближайшими родичами австралопитеков среди этих последних были шимпанзе и горилла. Но австралопитеки пошли иным эволюционным путем, заняв совсем иную экологическую нишу — приспособившись к жизни в открытой местности. Благодаря сложнейшей положительной обратной связи при взаимовлиянии ловкости пальцев, употребления орудий, двуногости и охоты это привело к возникновению особого образа жизни, включавшего изготовление орудий, дележ пищи, образование семьи и непрерывный рост интеллекта, так что в конце концов они достигли той стадии развития, когда их уже можно называть людьми. Приближение к этой стадии началось около трех миллионов лет назад, а окончательно она была достигнута 1,3 миллиона лет назад.</p> <p>Это оставляет временной промежуток в 1,7 миллиона лет (плюс — минус двести тысяч лет), в течение которого становление человека еще продолжалось. Процесс этот, вероятно, протекал неравномерно, и нет никаких оснований считать, что скорость его в разных областях мира была одинакова. Наоборот, это крайне маловероятно: ведь живые организмы приспосабливаются к условиям среды обитания, а они в разных местах различны. Вполне возможно, что отдельные популяции оказывались изолированными от остального мира и постепенно вымирали. В таком случае их окаменелости, если они будут когда-либо найдены, вызовут немало недоумений — как вызвали их отдельные вкрапления переживших свое время своеобразных изолированных неандертальцев, долго сохранявшиеся на северо-западе Европы.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_24_img035fff1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Генеалогическое древо (разные точки зрения)</em></p><p></p><p>Каждое приведенное здесь генеалогическое древо показывает, насколько по-разному истолковывают специалисты фактические данные и как меняются теории в связи с новыми находками. Они нанесены на одни и те же геологические периоды, но без дат, поскольку их составители не могут прийти к согласию относительно того, когда именно возник и сколько времени существует тот или иной вид. Гоминиды обозначены теми же цветами, что и в схеме.</p><p>Первое древо составил в 1959 году знаменитый английский палеонтолог, ныне покойный У. Ле Гро Кларк. Оно включает ряд вымерших человекообразных обезьян (слева), и одна из этих линий ведет к современным гиббонам. Неандертальского и родезийского человека Кларк поместил в тупиковые ветви эволюции.</p><p>Древо, опубликованное в 1971 году Джоном Нейпьером (Куин-Элизабет колледж, Лондон), начинается очень древним приматом египтопитеком И ведет к рамапитеку. Древнейшего человека Нейпьер называет "умелым", более позднего — "прямоходящим". Он признает только два типа австралопитеков — африканского и бойсеи (которого называет парантропом), но предками человека их не считает.</p><p>Филлип Тобайас (Витватерсрандский университет, Южная Африка) сосредоточивает все внимание на гоминидах и свое генеалогическое древо 1965 года начинает с общего предка австралопитековых. От общей линии отделяются сначала австралопитек бойсеи, затем африканский, оба они вымирают, а тем временем от общего предка австралопитековых ведет линию человек умелый, человек прямоходящий, неандерталец и современный человек.</p><p>Лоринг Брейс (Мичиганский университет) смотрит на эволюцию гоминидов просто: составленное им в 1971 году генеалогическое древо прямо ведет от египтопитека к современному человеку. Он признает только одну форму австралопитека.</p><p>Пятое древо, также составленное Брей сом в 1971 году, отражает взгляды Луиса Лики, первооткрывателя окаменел остей ущелья Олдувай. Здесь в основную линию помещен проконсул (по мнению некоторых, стоявший ближе к горилле, чем к гоминидам). Лики называл рамапитека кениапитеком и признавал только одного австралопитека — сверхмассивного бойсеи. Гоминида же, которого некоторые называют австралопитеком африканским или австралопитеком умелым, он назвал человеком умелым, и линия человека умелого ведет у него непосредственно к современному человеку с возможным ответвлением, которое проходит через питекантропа (яванского человека прямоходящего) и завершается неандертальцем.</p><p>Но как бы то ни было, обязательным условием для эволюции вида, который из австралопитека преобразился в человека, было поддержание общего контакта — пусть очень слабого и опосредствованного, — который обеспечивал бы дальнейший обмен генами.</p><p>Вот о чем говорят нам короткие извилистые линии генеалогического древа, составленного Бернардом Кэмпбеллом. Эволюция подобна виноградной лозе, выпускающей много побегов, часть которых засохнет и погибнет, но большинство перевьется между собой и образует сложное сплетение вместо единого плотного ствола.</p><p>Такова модель генеалогического древа, которую нам следует запомнить, обратив особое внимание на решающий период в 1,7 миллиона лет. Если в переплетении звеньев и побегов, слагающихся в цепь эволюции человека, существует недостающее звено (то, что имеет право на такое наименование), им должен быть, по мнению Кэмпбелла, австралопитек, становящийся человеком, который жил в африканской саванне неподалеку от озер и рек — этот древний ландшафт, вероятно, мало чем отличался от подобных же ландшафтов, существующих в современной Африке. Где-то на этом дальнем берегу, растянувшись почти на два миллиона лет, простерлась пограничная полоса, по одну сторону которой находится человекообразная обезьяна, а по другую — человек.</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Генеалогическое древо (свидетельство белков) Генеалогическое древо (свидетельство белков) Различия в белках двух видов отражают эволюционные изменения этих видов после их отделения от общего предка. Анализ показывает, что между альбуминами кровяных сывороток шимпанзе и гориллы существует шесть различий. Эти данные определяют первую маленькую развилку (верхняя часть диаграммы) генеалогического древа, которое составил Винсент Сарич. У человека обнаружено семь отличий как от шимпанзе, так и от гориллы. Поскольку шимпанзе и горилле уже поставлено по три различия, оставшиеся четыре достаются человеку, и его развилку можно нанести почти в той же точке, что и развилку шимпанзе — горилла. Сывороточный альбумин макакарезуса имеет в среднем 31 отличие от альбумина первых трех видов. Более высокая цифра отражает заметно большую степень эволюционных изменений, другими словами — более раннее разделение, а потому развилка, отделяющая низших обезьян от человекообразных и от человека, должна быть нанесена ниже. Так как лабораторные исследования показывают непрерывную эволюцию по всем линиям, 31 различие должно быть поделено следующим образом: 16 приходится на долю низших обезьян, а 15–16 — на долю человекообразных и человека (3 + 12 = 15 у шимпанзе и 4 + 12 = 16 у человека). Подобные же развилки можно определить для всех указанных тут животных — лошадь и зебру отделяют друг от друга 8 различий, но у обеих обнаруживается примерно по 190 отличий от сывороточного альбумина приматов, что указывает на очень древнее разделение (около 94 у лошади и около 96 у человека). Это очень серьезная дилемма. Как может наука двигаться вперед, если палеонтологи утверждают, что разделение человека и человекообразных обезьян произошло тогда-то, тогда-то или тогда-то — вплоть до 50 миллионов лет назад, а иммунологи утверждают, что оно случилось всего четыре миллиона лет назад? Кому верить? Ни тем, ни другим, советует Шервуд Уошберн. Хотя исследования Сарича и Уилсона произвели на него большое впечатление, он не упускает из вида и окаменелостей. "Все до единого часы, которыми пользуются иммунологи, — утверждает он, — немножко по-разному врут. Они идут с разной скоростью, и у нас пока нет никаких доказательств, что они не капризничают. Их еще по-настоящему не разметили. Но все их стрелки указывают в одном общем направлении, и это заставляет задуматься". По его мнению, в первую очередь необходимо привязать данные Сарича — Уилсона к какой-то исходной точке в геологическом прошлом, которая удовлетворила бы всех. И тогда после некоторой подгонки, уточнений и регулирования часов все события, возможно, распределятся по своим местам во времени. Если бы, например, Сарич и Уилсон приняли, что разделение обезьян Нового и Старого Света произошло 50 миллионов лет назад, тогда разделение человека и человекообразных обезьян отодвинулось бы по их шкале за отметку пять миллионов лет. А если, как того желают некоторые палеонтологи, считать, что разделение низших обезьян произошло 75 миллионов лет назад, то разделение человека и человекообразных обезьян отодвинется за семь-восемь миллионов лет и т. д. Если разделение человека и человекообразных обезьян произошло семь миллионов — или даже восемь-девять миллионов — лет назад, это в определенной мере снимает проблему возраста окаменелостей. Но не разрешает ее окончательно. По-прежнему неясно, как рассматривать рамапитека, возраст которого исчисляется 18–14 миллионами лет. Известно, что он не типичная человекообразная обезьяна и, возможно, был одним из прямых предков человека. Но этот вопрос со временем разрешится. Новые и лучше сохранившиеся окаменелости, возможно, подтвердят мнение, которого придерживаются очень многие: что рамапитек — это своего рода ранний, может быть, еще не прямоходящий австралопитек в процессе становления. Или же они подтвердят предположение, что рамапитек вовсе не относится к линии человека. Эта возможность не исчезает до тех пор, пока мы не узнаем о рамапитеке заметно больше, чем знаем сейчас. И разумеется, его патент на право считаться предком человека сразу аннулируется, если вдруг будет открыт совершенно новый и более подходящий кандидат на это звание. Но пока подобного кандидата нет, и рамапитек — лучшее, чем мы располагаем. Будем же по-прежнему считать его предком и попробуем проследить наше происхождение от него, используя новейшие гипотезы, опирающиеся на недавние находки в Омо и на восточном берегу озера Рудольф. Не так давно Бернард Кэмпбелл закончил подобную работу-последнее слово в составлении генеалогических дерев и в наименовании гоминидов. Занимаясь этим, он разрешил две проблемы, которые я сознательно отложил напоследок. Первая проблема связана с тем, как соотносятся между собой три австралопитека — бойсеи, массивный и африканский. Вторая проблема — это проблема человека умелого. Вспомним суть дела. Впервые австралопитеки были открыты в Южной Африке — их два типа, массивный и изящный. Дальше к северу, в Олдувае, а затем в Омо, у озера Рудольф и в Афарском Треугольнике, также удалось найти два типа. Меньший из них несколько похож на маленький южный изящный тип — на австралопитека африканского, и многие считают, что они принадлежат к одной линии. Но крупный северный тип настолько массивнее своего южного массивного сородича, что он получил особое наименование — бойсеи, чтобы отличить его от южного австралопитека массивного. Сравнивая между собой всех трех австралопитеков, поражаешься сверхмассивности северянина, обладателя мощной челюсти — рядом с ним различия между двумя южными типами словно бы сразу сходят на нет. Оба настолько отличаются от австралопитека бойсеи, что начинают казаться похожими друг на друга. Объяснение этому дает генеалогическое древо на следующей странице, которое графически изображает гипотезу Кэмпбелла о соотношении трех типов австралопитека. Он постулирует общего прародителя всех австралопитеков, который произошел от рамапитека. Где-то в прошлом, между десятью и шестью миллионами лет назад, этот единственный вид, следуя по уже знакомому нам пути медленной специализации для заполнения разных экологических ниш, начал разделяться на два вида. Один тип — бойсеи — все больше и больше приспосабливался к грубой растительной пище. Со временем благодаря адаптационному воздействию естественного отбора на зубы и челюсти бойсеи резцы и клыки стали маленькими, а коренные зубы и кости челюсти увеличились. Чем дольше продолжалась эта специализация, тем более заметной она становилась. А длилась она, по-видимому, несколько миллионов лет, чем и объясняется крайняя массивность челюстей и задних зубов очень поздних бойсеи ских окаменел остей, которые Ричард Лики нашел у озера Рудольф, а также единственного бойсейского черепа, найденного его родителями в Олдувае. Тем временем изящный тип, австралопитек африканский, нашел себе другую экологическую нишу. Вынужденный стать практически всеядным, он под воздействием естественного отбора не обзаводился более крупными коренными зубами, а развивал свои склонности к питанию мясом, к охоте и употреблению орудий и вырабатывал в целом более гибкий образ жизни, легко принимающий новшества. Не исключено, что изящные типы легче приспосабливались к постепенному изменению климата, к существованию в более разнообразных условиях — для них было достаточно наличия хоть какой-нибудь пищи, а также воды на расстоянии нескольких часов ходьбы. Вероятно, они были распространены в Африке гораздо шире, чем бойсеи, во всяком случае, они проникли далеко на юг, в более прохладную, сухую и подверженную сезонным изменениям зону, нежели экваториальный пояс на севере. По-видимому, не случайно в Южной Африке не найдено ни единой окаменелости австралопитека бойсеи, а севернее не отыскалось ни одной окаменелости австралопитека массивного. Какие выводы мы можем сделать из такого их распределения? Кэмпбелл считает, что южный австралопитек массивный знаменует начало позднейшей специализации изящных типов, проникших в Южную Африку. И он не так массивен, как бойсеи, по очень простой причине: специализация его началась позднее и массивность не успела развиться до такой степени. Как видно из диаграммы, Кэмпбелл считает, что, пока изящные типы на севере развивались в человека умелого, а затем в человека прямоходящего, южные изящные типы, возможно, следовали сценарию, напоминающему то, что было разыграно в северных областях на несколько миллионов лет раньше. Но в этот, второй, раз южная популяция изящного австралопитека не пошла путем северной и не развилась в человека умелого — по крайней мере никаких окаменелых свидетельств этого найти не удалось. Наоборот, она, по-видимому, развилась в австралопитека массивного. Несмотря на отсутствие надежного датирования в Южной Африке, другие данные позволили прийти к выводу, что окаменелости массивного типа там все много моложе окаменелостей изящного типа-по меньшей мере на миллион лет. Кэмпбелл разрешает эту щекотливую проблему, допуская, что популяции австралопитека африканского в разных местах эволюционировали по-разному. На севере он становится человеком умелым, на юге — австралопитеком массивным. Не исключено, что существовала третья линия австралопитековых, развивавшаяся в Азии. Вопрос об этой третьей линии крайне неясен. Он связан с некоторыми окаменелостями, которые в 30-х годах нашел на Яве голландский антрополог Густав фон Кёнигсвальд. Довольно долго его находки считались остатками примитивной азиатской расы одного из первых типов человека прямоходящего — предков яванского и пекинского питекантропов и некоторых других. Обнаружение африканских окаменелостей человека умелого дает теперь возможность провести сравнение между ними и находками Кёнигсвальда и выявить их общие черты. Был ли тип, обнаруженный Кёнигсвальдом, разновидностью человека умелого? Мы, в сущности, этого не знаем. Окаменелости скудны, датирование неясно. Пласты, в которых они были найдены, нередко настолько разрушены, что из них уже нельзя извлечь никаких полезных сведений. Тем не менее Кэмпбелл определил у типа, открытого Кёнигсвальдом (и получившего зубодробительное название Modjokertensis — моджокертский), столько признаков, объединяющих его с человеком умелым, что включил его в свое генеалогическое древо как австралопитека африканского, переходящего в человека. Генеалогическое древо (переоценка окаменелостей) Генеалогическое древо, составленное в 1972 году Бернардом Кэмпбеллом, отражает выводы, опирающиеся на новейшие находки, а также новейшие взгляды на те типы гоминидов, которые не включены в генеалогические древа. Схема Кэмпбелла, более подробная, рисует вместо простых разветвлений сложное переплетение популяций (сплошные линии указывают границы видов, пунктир — подвидов). Рамапитек (синий цвет) показан здесь как предок австралопитека африканского (голубой цвет), а австралопитек бойсеи (лиловый цвет) — как тупик эволюции. У отметки в три миллиона лет австралопитек африканский разделился на австралопитека массивного, позднее вымершего, человека умелого (африканского) и моджокертского (найденного в Азии в 1936 году и до последнего времени считавшегося человеком прямоходящим), от которых произошел человек прямоходящий (зеленый цвет). Человек прямоходящий разделился на географические подвиды, от которых произошли несколько подвидов человека разумного (желтый цвет). Следовательно, можно предположить, что австралопитек африканский был прогрессирующим, легко приспособляющимся и жизнестойким существом, которое широко распространилось по тропикам Старого Света, эволюционируя по мере своих переселений, как и любое существо в подобных условиях. Это хорошо известный почерк эволюции: три популяции, на долгое время предоставленные самим себе, обрели разную судьбу. Во всяком случае, такова гипотеза Кэмпбелла. Далее кэмпбелловский сценарий разрешает проблему оценки человека умелого и дает ответ на вопрос, остававшийся пока открытым: был ли он поздней разновидностью австралопитека африканского или же самостоятельным видом? Большинство ученых признают теперь, что он все больше и больше отличается от современного ему австралопитека африканского в Южной Африке и вырабатывает особенности, явно ведущие к более современной форме Homo. Кэмпбелл пришел к заключению, что будет разумнее признать человека умелого отдельным этапом эволюции австралопитека африканского в человека и отнести его к роду Homo как вид Homo habilis — человек умелый. А не ошибается ли Кэмпбелл? Это не исключено. И он сам первый признал бы такую возможность. Подобно всем тем, кто пытается решить эту увлекательнейшую головоломку, он занимается переоценкой имеющихся у него данных в свете все новых находок и открытий. Различия между человеком умелым и австралопитеком массивным и бойсеи просто напрашиваются, чтобы их изобразили графически. Кэмпбелл предложил вполне логичную схему. Многие с ней не согласятся, особенно те, кто до сих пор верит, что все австралопитековые типы представляют собой вариации одного вида. На этом пока приходится завершить изложение доводов в пользу происхождения человека от австралопитеков. Остается подвести итоги. Австралопитековые произошли от человекообразных обезьян. Это ясно следует из изучения, как окаменелостей, так и физических особенностей, а также поведения современных человекообразных обезьян. Ближайшими родичами австралопитеков среди этих последних были шимпанзе и горилла. Но австралопитеки пошли иным эволюционным путем, заняв совсем иную экологическую нишу — приспособившись к жизни в открытой местности. Благодаря сложнейшей положительной обратной связи при взаимовлиянии ловкости пальцев, употребления орудий, двуногости и охоты это привело к возникновению особого образа жизни, включавшего изготовление орудий, дележ пищи, образование семьи и непрерывный рост интеллекта, так что в конце концов они достигли той стадии развития, когда их уже можно называть людьми. Приближение к этой стадии началось около трех миллионов лет назад, а окончательно она была достигнута 1,3 миллиона лет назад. Это оставляет временной промежуток в 1,7 миллиона лет (плюс — минус двести тысяч лет), в течение которого становление человека еще продолжалось. Процесс этот, вероятно, протекал неравномерно, и нет никаких оснований считать, что скорость его в разных областях мира была одинакова. Наоборот, это крайне маловероятно: ведь живые организмы приспосабливаются к условиям среды обитания, а они в разных местах различны. Вполне возможно, что отдельные популяции оказывались изолированными от остального мира и постепенно вымирали. В таком случае их окаменелости, если они будут когда-либо найдены, вызовут немало недоумений — как вызвали их отдельные вкрапления переживших свое время своеобразных изолированных неандертальцев, долго сохранявшиеся на северо-западе Европы. Генеалогическое древо (разные точки зрения) Каждое приведенное здесь генеалогическое древо показывает, насколько по-разному истолковывают специалисты фактические данные и как меняются теории в связи с новыми находками. Они нанесены на одни и те же геологические периоды, но без дат, поскольку их составители не могут прийти к согласию относительно того, когда именно возник и сколько времени существует тот или иной вид. Гоминиды обозначены теми же цветами, что и в схеме. Первое древо составил в 1959 году знаменитый английский палеонтолог, ныне покойный У. Ле Гро Кларк. Оно включает ряд вымерших человекообразных обезьян (слева), и одна из этих линий ведет к современным гиббонам. Неандертальского и родезийского человека Кларк поместил в тупиковые ветви эволюции. Древо, опубликованное в 1971 году Джоном Нейпьером (Куин-Элизабет колледж, Лондон), начинается очень древним приматом египтопитеком И ведет к рамапитеку. Древнейшего человека Нейпьер называет "умелым", более позднего — "прямоходящим". Он признает только два типа австралопитеков — африканского и бойсеи (которого называет парантропом), но предками человека их не считает. Филлип Тобайас (Витватерсрандский университет, Южная Африка) сосредоточивает все внимание на гоминидах и свое генеалогическое древо 1965 года начинает с общего предка австралопитековых. От общей линии отделяются сначала австралопитек бойсеи, затем африканский, оба они вымирают, а тем временем от общего предка австралопитековых ведет линию человек умелый, человек прямоходящий, неандерталец и современный человек. Лоринг Брейс (Мичиганский университет) смотрит на эволюцию гоминидов просто: составленное им в 1971 году генеалогическое древо прямо ведет от египтопитека к современному человеку. Он признает только одну форму австралопитека. Пятое древо, также составленное Брей сом в 1971 году, отражает взгляды Луиса Лики, первооткрывателя окаменел остей ущелья Олдувай. Здесь в основную линию помещен проконсул (по мнению некоторых, стоявший ближе к горилле, чем к гоминидам). Лики называл рамапитека кениапитеком и признавал только одного австралопитека — сверхмассивного бойсеи. Гоминида же, которого некоторые называют австралопитеком африканским или австралопитеком умелым, он назвал человеком умелым, и линия человека умелого ведет у него непосредственно к современному человеку с возможным ответвлением, которое проходит через питекантропа (яванского человека прямоходящего) и завершается неандертальцем. Но как бы то ни было, обязательным условием для эволюции вида, который из австралопитека преобразился в человека, было поддержание общего контакта — пусть очень слабого и опосредствованного, — который обеспечивал бы дальнейший обмен генами. Вот о чем говорят нам короткие извилистые линии генеалогического древа, составленного Бернардом Кэмпбеллом. Эволюция подобна виноградной лозе, выпускающей много побегов, часть которых засохнет и погибнет, но большинство перевьется между собой и образует сложное сплетение вместо единого плотного ствола. Такова модель генеалогического древа, которую нам следует запомнить, обратив особое внимание на решающий период в 1,7 миллиона лет. Если в переплетении звеньев и побегов, слагающихся в цепь эволюции человека, существует недостающее звено (то, что имеет право на такое наименование), им должен быть, по мнению Кэмпбелла, австралопитек, становящийся человеком, который жил в африканской саванне неподалеку от озер и рек — этот древний ландшафт, вероятно, мало чем отличался от подобных же ландшафтов, существующих в современной Африке. Где-то на этом дальнем берегу, растянувшись почти на два миллиона лет, простерлась пограничная полоса, по одну сторону которой находится человекообразная обезьяна, а по другую — человек.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 26</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Знакомимся с охотниками, и принимаем участие в охоте</p><p>В словаре слово «охотиться» определяется как «преследовать или искать жертву, для того чтобы поймать ее и убить». Многие насекомые подходят под это определение – они известны как хищники.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_28_pic_96.jpg"/> </p><p>Для жуков-скакунов с их длинными ногами (рис. 178 и 179) не составляет труда ловить насекомых, на которых они охотятся. Не менее хищны жужелицы (рас. 180). Днем они прячутся под камнями и мусором, а ночью выходят на добычу. Их жертвы – различные насекомые, многие из которых являются вредителями растений. Жужелицы в саду – верная гарантия, что гусеницы совок не причинят никакого вреда. Наиболее крупных жужелиц весьма удачно называют охотниками за гусеницами, хотя они питаются не только гусеницами, но и другими насекомыми. Один из видов жужелиц, большой радужно-зеленый жук с красноватым краем по внешней кромке надкрыльев, известен под названием «красотел пахучий» (см. рис. 180). Этот вид был завезен из Европы для борьбы с непарным шелкопрядом и златогузкой.</p> <p>Личинки и жуки божьих коровок (рис. 181) охотятся на щитовок, тлей и других вредителей растений и пожирают их в больших количествах. Божьи коровки имеют овальную или круглую форму и значительно различаются по цвету и рисунку. Обычно они красные или желтые с черными пятнами или черные с желтыми и красными пятнами. Личинки их темной окраски, часто с красными или желтыми пятнами или полосами и покрыты хорошо различимыми шипиками (рис. 182).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_28_pic_97.jpg"/> </p><p>Рис. 180. Жужелица-красотел пахучий. Рис. 181. Божья коровка. Рис. 182. Личинка божьей коровки.</p><p>Стрекозы также полезны: они охотятся па комаров и других вредных насекомых, захватывая их своеобразной «корзинкой», «сплетенной» из… собственных ног.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_28_pic_98.jpg"/> </p><p>Хищные личинки стрекоз, которые живут в воде, оказывают нам такую же услугу, питаясь личинками и куколками комаров и других насекомых. Их называют также наядами; на взрослых особей (см. рис. 20) они совсем не похожи. Это маленькие тускло окрашенные создания с шестью странными ногами, похожими на ноги паука; крыльев у них нет, а есть только четыре маленьких зачатка, вытянутых вниз по спине. Поместив в небольшой аквариум со слоем песка и водными растениями несколько наяд и каких-нибудь водных насекомых (например, личинок комаров), вы сможете наблюдать весьма любопытный способ, с помощью которого наши охотники захватывают добычу. Они медленно передвигаются по песку и иногда останавливаются, чтобы «обозреть окрестность». Высмотрев жертву, они подкрадываются к ней. Нижняя губа, снабженная длинным, складывающимся основанием и парой пальцеобразных клешней и шипиков, моментально выбрасывается вперед – и добыча захвачена (рис. 183). Губа складывается, убирается опять под голову, а жертва передается в рот. У некоторых видов губа покрывает лицевую часть головы, как маска (рис. 184).</p><p>Если вы когда-нибудь видели богомола, то знаете, как хорошо приспособлены его передние ноги для захвата жертвы. Когда это оригинальное насекомое находится в покое, ноги его подняты так, как будто оно «молится». Но стоит какому-нибудь насекомому попасть в поле зрения богомола, как ноги его внезапно быстро «защелкиваются»; острые шипики, которыми вооружены бедра и голени (рис. 185), крепко держат жертву. Иногда богомол не ждет, чтобы насекомое подошло достаточно близко, а сам подкрадывается к нему, двигаясь медленно и осторожно. Мгновение – и жертва в надежной «стальной» ловушке. Богомол приступает к пиру, делая жвалами отверстия в мягком теле жертвы. Но вот трапеза окончена, охотник привычно очищает шипики на ногах и уже готов к дальнейшим «подвигам». Богомолы ползают по листве деревьев и кустарников; особенно часто их можно встретить в садах. Понаблюдайте за богомолом, а еще лучше перенесите его в террариум и подсадите туда несколько насекомых разных видов – так вам будет удобнее и интереснее.</p><p>Клоп-фимата (рис. 186) также является насекомым, передние ноги которого видоизменены для захвата жертвы. Рассмотрим его подробнее. Фимат прячется в цветах, ожидая, чтобы какое-нибудь насекомое – часто гораздо больше его по размерам – приблизилось к нему. Тазики его передних ног несколько удлинены, бедро сильно утолщено (ширина его составляет 1/2 или 2/3 длины), а голень, имеющая форму серпа, тесно примыкает к расширенному и искривленному концу бедра. Голень и бедро густо усажены зубцами, так что клоп крепко держит свою жертву, оказавшуюся как бы между двумя сомкнутыми пилами.</p><p>У некоторых видов скорпионовых мух видоизменены и приспособлены для захвата насекомых задние ноги. Эти мухи встречаются в траве, растущей по берегам тенистых ручьев и в сырых лесах с густой порослью. Хорошо приспособлены для захватывания жертв передние ноги водяных скорпионов (рис. 187) и гигантских водяных клопов-белостомов (см. рис. 34). Эти клопы – самые настоящие хищники: они питаются насекомыми, улитками и даже мелкой рыбой.</p><p>Личинка жука-плавунца поднимается и стоит в напряженной позе, широко открыв серпообразные полые челюсти с отверстиями на концах. Когда жертва уже близко, личинка плавунца делает стремительное движение вперед и, челюстями захватив добычу, высасывает из нее кровь.</p><p>Подобным же образом устроены челюсти златоглазки (рис. 188). Ее мандибулы и максиллы имеют небольшие желобки, которые в сомкнутом состоянии образуют полую трубку с отверстиями на концах – через них всасывается жидкая пища. Понаблюдайте за златоглазкой, когда она, схватив своими клешнеобразными челюстями тлю, поднимает ее высоко в воздух и пьет зеленую кровь до тех пор, пока от тли не останется одна сморщенная шкурка.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_28_pic_99.jpg"/> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_28_pic_100.jpg"/> </p><p>.</p><p>Близкий родственник златоглазки – муравьиный лев – не утруждает себя поисками добычи: он выкапывает круглую ямку и, лежа на дне, ожидает, чтобы в нее попало насекомое (рис. 189). Внешность муравьиного льва весьма экстравагантна; его ротовые части сходны с ротовыми частями златоглазки, так что жидкие части тела жертвы могут поступать в рот или, точнее, в глотку, так как собственно рта у этого насекомого нет.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_28_pic_101.jpg"/> </p><p>Муравьиный лев роет свои конические ямки в песчаной или рыхлой почве, защищенной от дождя и ветра. По этим ямкам его и можно найти и, поместив в неглубокую коробочку или ванночку, куда насыпано немного почвы, понаблюдать, как он их выкапывает,- это очень интересное зрелище.</p><p>Обратите внимание на то, как двигается насекомое, копая ямку,- по часовой стрелке или против.</p><p>Муравьиному льву приходится лежать в ожидании пищи дни и даже недели. В таких условиях он может достигнуть зрелости лишь через два или три года. Чтобы проследить развитие муравьиных львов, надо кормить их регулярно. Вскоре они начнут прясть кокон, как раз под поверхностью песка. В конце концов появятся и взрослые особи, и если раньше вы не видели, как выглядит взрослый муравьиный лев, то будете удивлены: он совершенно непохож на личинку.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_28_pic_102.jpg"/> </p><p>Довольно интересные насекомые клопы-хшцнецы также весьма хищны; они охотятся на бабочек-совок и других вредных насекомых. Широко известным видом является клоп-хищнец редувий – охотник за постельными клопами (рис. 190), который часто заползает в дома. Другой довольно известный хищнец, арилюс, имеет на переднегруди гребень в виде зубчатого колеса (рис. 191). Найти этих клопов нетрудно.</p><p>Мухи-ктыри, встречающиеся в открытом поле, бросаются на своих жертв в воздухе сверху вниз (рис. 192) или хватают на листьях и несут в укромное местечко, где высасывают соки из их тел.</p><p>Мухи-ктыри (рис. 193) – крупные насекомые, чрезвычайно хищные, с удлиненным телом и очень тонким брюшком, хотя есть среди них и толстые, напоминающие шмелей. Они нападают не только на других мух, но и на таких сильных насекомых, как шмели, жуки-скакуны и стрекозы.</p> <p>Можно назвать и других хищников, которых существует великое множество: водяные клопы-гребляки, клопы-гладыши, вислокрылки. Некоторые клопы-щитники, которые в основном растительноядны, охотятся на других насекомых. Многие осы ловят насекомых и пауков, заготовляя их впрок в своих гнездах. Они так и называются – охотники за пауками. Самой большой и, возможно, наиболее известной из этих ос является оса – истребитель цикад.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 26 Знакомимся с охотниками, и принимаем участие в охоте В словаре слово «охотиться» определяется как «преследовать или искать жертву, для того чтобы поймать ее и убить». Многие насекомые подходят под это определение – они известны как хищники. Для жуков-скакунов с их длинными ногами (рис. 178 и 179) не составляет труда ловить насекомых, на которых они охотятся. Не менее хищны жужелицы (рас. 180). Днем они прячутся под камнями и мусором, а ночью выходят на добычу. Их жертвы – различные насекомые, многие из которых являются вредителями растений. Жужелицы в саду – верная гарантия, что гусеницы совок не причинят никакого вреда. Наиболее крупных жужелиц весьма удачно называют охотниками за гусеницами, хотя они питаются не только гусеницами, но и другими насекомыми. Один из видов жужелиц, большой радужно-зеленый жук с красноватым краем по внешней кромке надкрыльев, известен под названием «красотел пахучий» (см. рис. 180). Этот вид был завезен из Европы для борьбы с непарным шелкопрядом и златогузкой. Личинки и жуки божьих коровок (рис. 181) охотятся на щитовок, тлей и других вредителей растений и пожирают их в больших количествах. Божьи коровки имеют овальную или круглую форму и значительно различаются по цвету и рисунку. Обычно они красные или желтые с черными пятнами или черные с желтыми и красными пятнами. Личинки их темной окраски, часто с красными или желтыми пятнами или полосами и покрыты хорошо различимыми шипиками (рис. 182). Рис. 180. Жужелица-красотел пахучий. Рис. 181. Божья коровка. Рис. 182. Личинка божьей коровки. Стрекозы также полезны: они охотятся па комаров и других вредных насекомых, захватывая их своеобразной «корзинкой», «сплетенной» из… собственных ног. Хищные личинки стрекоз, которые живут в воде, оказывают нам такую же услугу, питаясь личинками и куколками комаров и других насекомых. Их называют также наядами; на взрослых особей (см. рис. 20) они совсем не похожи. Это маленькие тускло окрашенные создания с шестью странными ногами, похожими на ноги паука; крыльев у них нет, а есть только четыре маленьких зачатка, вытянутых вниз по спине. Поместив в небольшой аквариум со слоем песка и водными растениями несколько наяд и каких-нибудь водных насекомых (например, личинок комаров), вы сможете наблюдать весьма любопытный способ, с помощью которого наши охотники захватывают добычу. Они медленно передвигаются по песку и иногда останавливаются, чтобы «обозреть окрестность». Высмотрев жертву, они подкрадываются к ней. Нижняя губа, снабженная длинным, складывающимся основанием и парой пальцеобразных клешней и шипиков, моментально выбрасывается вперед – и добыча захвачена (рис. 183). Губа складывается, убирается опять под голову, а жертва передается в рот. У некоторых видов губа покрывает лицевую часть головы, как маска (рис. 184). Если вы когда-нибудь видели богомола, то знаете, как хорошо приспособлены его передние ноги для захвата жертвы. Когда это оригинальное насекомое находится в покое, ноги его подняты так, как будто оно «молится». Но стоит какому-нибудь насекомому попасть в поле зрения богомола, как ноги его внезапно быстро «защелкиваются»; острые шипики, которыми вооружены бедра и голени (рис. 185), крепко держат жертву. Иногда богомол не ждет, чтобы насекомое подошло достаточно близко, а сам подкрадывается к нему, двигаясь медленно и осторожно. Мгновение – и жертва в надежной «стальной» ловушке. Богомол приступает к пиру, делая жвалами отверстия в мягком теле жертвы. Но вот трапеза окончена, охотник привычно очищает шипики на ногах и уже готов к дальнейшим «подвигам». Богомолы ползают по листве деревьев и кустарников; особенно часто их можно встретить в садах. Понаблюдайте за богомолом, а еще лучше перенесите его в террариум и подсадите туда несколько насекомых разных видов – так вам будет удобнее и интереснее. Клоп-фимата (рис. 186) также является насекомым, передние ноги которого видоизменены для захвата жертвы. Рассмотрим его подробнее. Фимат прячется в цветах, ожидая, чтобы какое-нибудь насекомое – часто гораздо больше его по размерам – приблизилось к нему. Тазики его передних ног несколько удлинены, бедро сильно утолщено (ширина его составляет 1/2 или 2/3 длины), а голень, имеющая форму серпа, тесно примыкает к расширенному и искривленному концу бедра. Голень и бедро густо усажены зубцами, так что клоп крепко держит свою жертву, оказавшуюся как бы между двумя сомкнутыми пилами. У некоторых видов скорпионовых мух видоизменены и приспособлены для захвата насекомых задние ноги. Эти мухи встречаются в траве, растущей по берегам тенистых ручьев и в сырых лесах с густой порослью. Хорошо приспособлены для захватывания жертв передние ноги водяных скорпионов (рис. 187) и гигантских водяных клопов-белостомов (см. рис. 34). Эти клопы – самые настоящие хищники: они питаются насекомыми, улитками и даже мелкой рыбой. Личинка жука-плавунца поднимается и стоит в напряженной позе, широко открыв серпообразные полые челюсти с отверстиями на концах. Когда жертва уже близко, личинка плавунца делает стремительное движение вперед и, челюстями захватив добычу, высасывает из нее кровь. Подобным же образом устроены челюсти златоглазки (рис. 188). Ее мандибулы и максиллы имеют небольшие желобки, которые в сомкнутом состоянии образуют полую трубку с отверстиями на концах – через них всасывается жидкая пища. Понаблюдайте за златоглазкой, когда она, схватив своими клешнеобразными челюстями тлю, поднимает ее высоко в воздух и пьет зеленую кровь до тех пор, пока от тли не останется одна сморщенная шкурка. . Близкий родственник златоглазки – муравьиный лев – не утруждает себя поисками добычи: он выкапывает круглую ямку и, лежа на дне, ожидает, чтобы в нее попало насекомое (рис. 189). Внешность муравьиного льва весьма экстравагантна; его ротовые части сходны с ротовыми частями златоглазки, так что жидкие части тела жертвы могут поступать в рот или, точнее, в глотку, так как собственно рта у этого насекомого нет. Муравьиный лев роет свои конические ямки в песчаной или рыхлой почве, защищенной от дождя и ветра. По этим ямкам его и можно найти и, поместив в неглубокую коробочку или ванночку, куда насыпано немного почвы, понаблюдать, как он их выкапывает,- это очень интересное зрелище. Обратите внимание на то, как двигается насекомое, копая ямку,- по часовой стрелке или против. Муравьиному льву приходится лежать в ожидании пищи дни и даже недели. В таких условиях он может достигнуть зрелости лишь через два или три года. Чтобы проследить развитие муравьиных львов, надо кормить их регулярно. Вскоре они начнут прясть кокон, как раз под поверхностью песка. В конце концов появятся и взрослые особи, и если раньше вы не видели, как выглядит взрослый муравьиный лев, то будете удивлены: он совершенно непохож на личинку. Довольно интересные насекомые клопы-хшцнецы также весьма хищны; они охотятся на бабочек-совок и других вредных насекомых. Широко известным видом является клоп-хищнец редувий – охотник за постельными клопами (рис. 190), который часто заползает в дома. Другой довольно известный хищнец, арилюс, имеет на переднегруди гребень в виде зубчатого колеса (рис. 191). Найти этих клопов нетрудно. Мухи-ктыри, встречающиеся в открытом поле, бросаются на своих жертв в воздухе сверху вниз (рис. 192) или хватают на листьях и несут в укромное местечко, где высасывают соки из их тел. Мухи-ктыри (рис. 193) – крупные насекомые, чрезвычайно хищные, с удлиненным телом и очень тонким брюшком, хотя есть среди них и толстые, напоминающие шмелей. Они нападают не только на других мух, но и на таких сильных насекомых, как шмели, жуки-скакуны и стрекозы. Можно назвать и других хищников, которых существует великое множество: водяные клопы-гребляки, клопы-гладыши, вислокрылки. Некоторые клопы-щитники, которые в основном растительноядны, охотятся на других насекомых. Многие осы ловят насекомых и пауков, заготовляя их впрок в своих гнездах. Они так и называются – охотники за пауками. Самой большой и, возможно, наиболее известной из этих ос является оса – истребитель цикад.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 36</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Новое значение слова «одиночный»</p><p>Забота подавляющего большинства насекомых о потомстве ограничивается откладыванием яиц. Однако немало и заботливых родителей, которые изо дня в день кормят своих детей: это муравьи, медоносные пчелы и другие общественные насекомые. Роющая оса и пчела-древогрыз делают запасы корма для своих детей, чтобы отродившиеся личинки сразу могли «подкрепиться».</p><p>Насекомые подразделяются на три группы в зависимости от того, каким образом они снабжают свое потомство пищей: не одиночных и не общественных, одиночных и общественных. Насекомые первой группы вообще не утруждают себя заботами о детях, второй – делают запасы пищи для своих детей (этот метод кормления называется разовым обеспечением), и насекомые третьей группы кормят своих детей каждый день (повседневное обеспечение). Эти три группы различаются и рядом других характерных черт. Свободно кормящиеся (не одиночные и не общественные) насекомые не строят гнезд, как одиночные и общественные формы; разделения труда, как у общественных насекомых, не встретишь ни у свободно кормящихся, ни у одиночных насекомых. Типичную для общественных насекомых родительскую заботу не проявляют ни свободно кормящиеся, ни одиночные формы. Вообще разделение насекомых на эти три группы весьма приблизительно, потому что многих насекомых можно с одинаковым основанием отнести и к той, и к другой, и к третьей группе. Ряд энтомологов рассматривает некоторых жуков навозников как общественных насекомых по той причине, что взрослые особи охраняют яички, до тех пор пока они не отродятся; но, поскольку такие жуки запасают пищу и у них отсутствуют многие характерные особенности общественных насекомых, они больше похожи на одиночные формы. Встречаются осы, которые ежедневно кормят своих детей. Поскольку эти насекомые представляют неопределенные группы, то очевидно, что наши три группы четко не разграничиваются.</p> <p>Одиночные насекомые – это прежде всего пчелы и осы. Большинство роют в земле ходы-гнезда; некоторые прокладывают их в сердцевине растений и затем делят на ячейки, строя поперек туннеля перегородки; а осы обычно строят гнезда из грязи или растительного материала и прикрепляют их к стволам деревьев, скалам или другим поверхностям. Если вы хотите понаблюдать, как оса строит гнездо, прикрепите за окном половинку разрезанной вдоль катушки, а образовавшуюся выемку покройте кусочком целлофана (рис. 294): через это «окошко» можно наблюдать, что происходит в гнезде (если вам повезет и осе приглянется такой готовый туннель).</p><p>Одиночные пчелы запасают пыльцу и нектар. Такие же запасы делают и некоторые осы, но в основном они все-таки предпочитают запасать парализованных гусениц и пауков. Дорожная оса ловит и парализует большого паука – этого достаточно для одной личинки осы, но, как правило, одиночные осы ловят по двадцать и более маленьких пауков для одной ячейки. Запасы других ос состоят из различных парализованных насекомых, чаще саранчовых, бабочек-совок, муравьев, пчел, жуков. Оса – истребитель цикад – снабжает гнездо только цикадами (рис. 295).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_38_pic_147.jpg"/> </p><p>К группе одиночных можно отнести и некоторых жуков. Жуки-навозники откладывают яйцо на навоз, который служит пищей для личинок. Жуки-трубковерты делают плотные трубочки из листьев деревьев, на которых питаются, и в каждую трубочку откладывают яйца. Больше никакого внимания потомству самки этих насекомых не уделяют.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 36 Новое значение слова «одиночный» Забота подавляющего большинства насекомых о потомстве ограничивается откладыванием яиц. Однако немало и заботливых родителей, которые изо дня в день кормят своих детей: это муравьи, медоносные пчелы и другие общественные насекомые. Роющая оса и пчела-древогрыз делают запасы корма для своих детей, чтобы отродившиеся личинки сразу могли «подкрепиться». Насекомые подразделяются на три группы в зависимости от того, каким образом они снабжают свое потомство пищей: не одиночных и не общественных, одиночных и общественных. Насекомые первой группы вообще не утруждают себя заботами о детях, второй – делают запасы пищи для своих детей (этот метод кормления называется разовым обеспечением), и насекомые третьей группы кормят своих детей каждый день (повседневное обеспечение). Эти три группы различаются и рядом других характерных черт. Свободно кормящиеся (не одиночные и не общественные) насекомые не строят гнезд, как одиночные и общественные формы; разделения труда, как у общественных насекомых, не встретишь ни у свободно кормящихся, ни у одиночных насекомых. Типичную для общественных насекомых родительскую заботу не проявляют ни свободно кормящиеся, ни одиночные формы. Вообще разделение насекомых на эти три группы весьма приблизительно, потому что многих насекомых можно с одинаковым основанием отнести и к той, и к другой, и к третьей группе. Ряд энтомологов рассматривает некоторых жуков навозников как общественных насекомых по той причине, что взрослые особи охраняют яички, до тех пор пока они не отродятся; но, поскольку такие жуки запасают пищу и у них отсутствуют многие характерные особенности общественных насекомых, они больше похожи на одиночные формы. Встречаются осы, которые ежедневно кормят своих детей. Поскольку эти насекомые представляют неопределенные группы, то очевидно, что наши три группы четко не разграничиваются. Одиночные насекомые – это прежде всего пчелы и осы. Большинство роют в земле ходы-гнезда; некоторые прокладывают их в сердцевине растений и затем делят на ячейки, строя поперек туннеля перегородки; а осы обычно строят гнезда из грязи или растительного материала и прикрепляют их к стволам деревьев, скалам или другим поверхностям. Если вы хотите понаблюдать, как оса строит гнездо, прикрепите за окном половинку разрезанной вдоль катушки, а образовавшуюся выемку покройте кусочком целлофана (рис. 294): через это «окошко» можно наблюдать, что происходит в гнезде (если вам повезет и осе приглянется такой готовый туннель). Одиночные пчелы запасают пыльцу и нектар. Такие же запасы делают и некоторые осы, но в основном они все-таки предпочитают запасать парализованных гусениц и пауков. Дорожная оса ловит и парализует большого паука – этого достаточно для одной личинки осы, но, как правило, одиночные осы ловят по двадцать и более маленьких пауков для одной ячейки. Запасы других ос состоят из различных парализованных насекомых, чаще саранчовых, бабочек-совок, муравьев, пчел, жуков. Оса – истребитель цикад – снабжает гнездо только цикадами (рис. 295). К группе одиночных можно отнести и некоторых жуков. Жуки-навозники откладывают яйцо на навоз, который служит пищей для личинок. Жуки-трубковерты делают плотные трубочки из листьев деревьев, на которых питаются, и в каждую трубочку откладывают яйца. Больше никакого внимания потомству самки этих насекомых не уделяют.
false
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Источники иллюстраций</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Cover-Painting by Herb Steinberg, background photograph by Dr. Edward S. Ross.</p><p>8 — Painting by Burt Silverman, background photograph by Alfred Eisenstaedt for LIFE.</p><p>13 — Map by Adolph E. Brotman.</p><p>16, 17 — Paper sculpture by Nicholas Fasciano, photographed by Ken Kay.</p><p>21 to 31 — Paintings by Burt Silverman, background photographs are listed separately.</p><p>21 — Pete Turner.</p><p>22, 23 — J. Alex Langley from D.P.L.; Emil Schulthess from Black Star</p><p>24, 25 — Pete Turner.</p><p>26, 27 — Maitland A. Edey.</p><p>28, 29 — Dale A. Zimmerman and Marian Zimmerman; Maitland A. Edey.</p><p>30, 31 — Constance Hess from Animals Animals.</p><p>32 — Michael Irwin courtesy Transvaal Museum, Pretoria, South Africa.</p><p>35 — Fritz Goro, Peabody Museum of Natural History, Yale University.</p><p>36 — Drawing by Adolph E. Brotman.</p><p>40, 41 — Fritz Goro, Peabody Museum of Natural History, Yale University.</p><p>42, 43 — Drawings by Susan Fox.</p><p>50 — Fritz Goro, Museum of Comparative Zoology. Harvard University.</p><p>54 to 62 — Paintings by Don Punchatz.</p><p>67 — John Reader for LIFE.</p> <p>68 — Gordon W. Gahan, National Geographic Society.</p><p>69 — Dr. Roger С Wood.</p><p>70, 71 — John Reader for LIFE.</p><p>72, 73 — Dr. Roger С Wood.</p><p>74, 75 — Gerald G. Eck.</p><p>76, 77 — Frank Woehr from Photo Trends.</p><p>78 — Hugo van Lawick, National Geographic Society.</p><p>82, 83 — Designed by Jeheber and Peace, Inc. Illustrations by Robert Frost.</p><p>88 — Hugo van Lawick, National Geographic Society.</p><p>90 to 95 — Dr. Timothy W. Ransom.</p><p>98 — Hugo van Lawick, National Geographic Society.</p><p>99 — Dr. Timothy W. Ransom, National Geographis Society-Patrick P. McGinnis, National Geographic Society.</p><p>102 — Dr. Timothy W. Ransom, National Geographic Society, 106 — Maitland A. Edey.</p><p>110, 111, 112 — Drawings by Nicholas Fasciano.</p><p>113 — Alan Root.</p><p>114, 115 — Drawing by Nicholas Fasciano; Willard Price. 116-Drawing by Nicholas Fasciano.</p><p>117-Alan Root except top left, Hugo van Lawick.</p><p>122 to 125 — John Reader courtesy National Museums of Kenya.</p><p>128 — Leonard Wolfe courtesy Carnegie Institution. Washington, D.C.</p><p>132 — Designed by Jeheber and Peace, Inc. Illustrations by Robert Frost.</p><p>135 to 141 — Drawings by Adolph E. Brotman.</p><p>143 — Credits for this page appear on pages 144 to 149;</p><p>144 — Brian L.O" Connor; Gordon W. Gahan, National Geographic Society.</p><p>145 — Photograph by Robert M. Campbell © National Geographic Society; Michael Irwin; Dr. С. К. Brain.</p><p>146 — Cynthia Ellis; Margaret E. Donnelly; Ted Streshinsky. 147 — John Reader for LIFE; Kay Schaller.</p><p>148 — From In the Shadow of Man, by Jane van Lawick-Goodall. Photographs by Hugo van Lawick. Copyright © 1971 by Hugo and Jane van Lawick-Goodall. Reprinted by permission of Houghton Mifflin Company; Gordon W. Gahan, National Geographic Society.</p><p>149 — Enrico Ferorelli; Courtesy Professor G.H.R. von Koenigswald; Dr. George Mross.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Источники иллюстраций Cover-Painting by Herb Steinberg, background photograph by Dr. Edward S. Ross. 8 — Painting by Burt Silverman, background photograph by Alfred Eisenstaedt for LIFE. 13 — Map by Adolph E. Brotman. 16, 17 — Paper sculpture by Nicholas Fasciano, photographed by Ken Kay. 21 to 31 — Paintings by Burt Silverman, background photographs are listed separately. 21 — Pete Turner. 22, 23 — J. Alex Langley from D.P.L.; Emil Schulthess from Black Star 24, 25 — Pete Turner. 26, 27 — Maitland A. Edey. 28, 29 — Dale A. Zimmerman and Marian Zimmerman; Maitland A. Edey. 30, 31 — Constance Hess from Animals Animals. 32 — Michael Irwin courtesy Transvaal Museum, Pretoria, South Africa. 35 — Fritz Goro, Peabody Museum of Natural History, Yale University. 36 — Drawing by Adolph E. Brotman. 40, 41 — Fritz Goro, Peabody Museum of Natural History, Yale University. 42, 43 — Drawings by Susan Fox. 50 — Fritz Goro, Museum of Comparative Zoology. Harvard University. 54 to 62 — Paintings by Don Punchatz. 67 — John Reader for LIFE. 68 — Gordon W. Gahan, National Geographic Society. 69 — Dr. Roger С Wood. 70, 71 — John Reader for LIFE. 72, 73 — Dr. Roger С Wood. 74, 75 — Gerald G. Eck. 76, 77 — Frank Woehr from Photo Trends. 78 — Hugo van Lawick, National Geographic Society. 82, 83 — Designed by Jeheber and Peace, Inc. Illustrations by Robert Frost. 88 — Hugo van Lawick, National Geographic Society. 90 to 95 — Dr. Timothy W. Ransom. 98 — Hugo van Lawick, National Geographic Society. 99 — Dr. Timothy W. Ransom, National Geographis Society-Patrick P. McGinnis, National Geographic Society. 102 — Dr. Timothy W. Ransom, National Geographic Society, 106 — Maitland A. Edey. 110, 111, 112 — Drawings by Nicholas Fasciano. 113 — Alan Root. 114, 115 — Drawing by Nicholas Fasciano; Willard Price. 116-Drawing by Nicholas Fasciano. 117-Alan Root except top left, Hugo van Lawick. 122 to 125 — John Reader courtesy National Museums of Kenya. 128 — Leonard Wolfe courtesy Carnegie Institution. Washington, D.C. 132 — Designed by Jeheber and Peace, Inc. Illustrations by Robert Frost. 135 to 141 — Drawings by Adolph E. Brotman. 143 — Credits for this page appear on pages 144 to 149; 144 — Brian L.O" Connor; Gordon W. Gahan, National Geographic Society. 145 — Photograph by Robert M. Campbell © National Geographic Society; Michael Irwin; Dr. С. К. Brain. 146 — Cynthia Ellis; Margaret E. Donnelly; Ted Streshinsky. 147 — John Reader for LIFE; Kay Schaller. 148 — From In the Shadow of Man, by Jane van Lawick-Goodall. Photographs by Hugo van Lawick. Copyright © 1971 by Hugo and Jane van Lawick-Goodall. Reprinted by permission of Houghton Mifflin Company; Gordon W. Gahan, National Geographic Society. 149 — Enrico Ferorelli; Courtesy Professor G.H.R. von Koenigswald; Dr. George Mross.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 2 Потомки луддитов</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 2</p> <p>Потомки луддитов</p> <p>Со времен луддитов (особенно после принятия английским парламентом в 1811 г. специального закона, предписывающего карать их смертной казнью) никому не приходит в голову бороться с машинами. И все же иногда нам приходится сталкиваться с такими смельчаками. Вот пример: посланные в тропики трактора через некоторое время вышли из строя — разрушились детали из закаленной стали, которые обычно оставались целыми даже тогда, когда трактора сдавали на переплавку! Естественно — рекламации, комиссии, выговоры… Начали искать злоумышленников. Не нашли. Стали разыскивать более тщательно. И виновников обнаружили. Ими оказались микроорганизмы, которые аккуратнейшим образом «съели» на трущихся деталях всю смазку, включая и запрессованную в подшипники. Без нее, как известно, быстро выходят из строя подшипники самого лучшего качества, а без них не сможет работать ни один из механизмов, которыми мы пользуемся. Ну чем микробы не луддиты? Эти современные разрушители машин даже умнее людей, так как не тратят энергию на то, чтобы сломать их целиком, а только чуть-чуть увеличивают коэффициент трения между трущимися деталями, после чего механизм уже сам себя «доламывает». Идеальным вариантом борьбы с микробами-луддитами было бы введение для них смертельной казни, как в свое время для английских рабочих, чей протест против внедрения машин выражался в разрушении станков и оборудования. Однако с тех далеких времен человечество накопило некоторый (зачастую печальный) опыт применения радикальных средств борьбы с теми или иными вредителями. Помимо хрестоматийного примера с завезенными в Австралию кроликами появились новые случаи неудачного вмешательства человека в жизнь природы. В той же Австралии завезенные для борьбы с насекомыми-вредителями американские жабы-аги стали бедствием, по сравнению с которым кроличье нашествие можно считать мелкой неприятностью. В живой природе все так взаимосвязано, что неизвестно, не обернется ли победа над микробами-луддитами поражением в других сферах человеческой деятельности. Вот почему вопрос состоит не в том, чтобы уничтожить микроорганизмы, а в том, чтобы максимально снизить их вредоносный эффект в определенной сфере человеческой деятельности.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 2 Потомки луддитов Глава 2 Потомки луддитов Со времен луддитов (особенно после принятия английским парламентом в 1811 г. специального закона, предписывающего карать их смертной казнью) никому не приходит в голову бороться с машинами. И все же иногда нам приходится сталкиваться с такими смельчаками. Вот пример: посланные в тропики трактора через некоторое время вышли из строя — разрушились детали из закаленной стали, которые обычно оставались целыми даже тогда, когда трактора сдавали на переплавку! Естественно — рекламации, комиссии, выговоры… Начали искать злоумышленников. Не нашли. Стали разыскивать более тщательно. И виновников обнаружили. Ими оказались микроорганизмы, которые аккуратнейшим образом «съели» на трущихся деталях всю смазку, включая и запрессованную в подшипники. Без нее, как известно, быстро выходят из строя подшипники самого лучшего качества, а без них не сможет работать ни один из механизмов, которыми мы пользуемся. Ну чем микробы не луддиты? Эти современные разрушители машин даже умнее людей, так как не тратят энергию на то, чтобы сломать их целиком, а только чуть-чуть увеличивают коэффициент трения между трущимися деталями, после чего механизм уже сам себя «доламывает». Идеальным вариантом борьбы с микробами-луддитами было бы введение для них смертельной казни, как в свое время для английских рабочих, чей протест против внедрения машин выражался в разрушении станков и оборудования. Однако с тех далеких времен человечество накопило некоторый (зачастую печальный) опыт применения радикальных средств борьбы с теми или иными вредителями. Помимо хрестоматийного примера с завезенными в Австралию кроликами появились новые случаи неудачного вмешательства человека в жизнь природы. В той же Австралии завезенные для борьбы с насекомыми-вредителями американские жабы-аги стали бедствием, по сравнению с которым кроличье нашествие можно считать мелкой неприятностью. В живой природе все так взаимосвязано, что неизвестно, не обернется ли победа над микробами-луддитами поражением в других сферах человеческой деятельности. Вот почему вопрос состоит не в том, чтобы уничтожить микроорганизмы, а в том, чтобы максимально снизить их вредоносный эффект в определенной сфере человеческой деятельности.
true
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 34</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Поговорим о насекомых, которые живут в земле</p><p>Довольно много насекомых живет в земле. Одни остаются там недолго, иногда всего несколько дней, пока проходят стадию яиц, личинок или куколок, другие – довольно продолжительное время.</p><p>Японский хрущик (рис. 278) почти одиннадцать месяцев в году проводит в земле в стадиях яйца, личинки и куколки. Превратившись во взрослое насекомое, он выходит на поверхность для питания и спаривания, а затем возвращается в свое подземное жилье и откладывает яички. Личинки хрущей (рис. 279) проводят в почве от двух до трех лет, личинки жуков-щелкунов, или проволочники (рис. 280), -от двух до шести лет. Стадия нимфы у цикады 17-летней продолжается от тринадцати до шестнадцати лет, и все это время насекомое проводит в земле. Медведка и сверчок песчаный (см. рис. 252) живут в почве большую часть жизни, спариваясь там и откладывая яйца, а некоторые жужелицы вообще никогда не выходят на поверхность. Всех насекомых, живущих в почве, независимо от того, сколько времени они там проводят, называют подземными.</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_36_pic_139.jpg"/> </p><p>Во взрослой стадии в почве живут немногие насекомые. Кроме медведок, сверчков и жужелиц, можно назвать маленьких клопов-сальдидов, клопов геластокоридов (рис. 281), муравьев, термитов, некоторых ос и пчел. Нимфы, как правило, в почве не живут; это не относится только к нимфам некоторых тлей, питающихся на корнях, а также к нимфе цикады 17-летней. Наяды некоторых стрекоз и поденок роют норки в иле. Но все-таки большинство подземных насекомых находятся в почве в стадиях яйца, личинки и куколки.</p><p>Почему насекомые живут под землей? Можно назвать три причины: необходимость добывать пищу, хранить ее и защищаться от врагов. Отложенные в почву яйца не высыхают и труднее доступны для хищников. Личинки японского хрущика и белого хруща питаются корнями живых растений.</p><p>Проволочники питаются семенами и корнями; личинки зеленой бронзовки июньской – лиственным перегноем; личинки хрущика восточного – разлагающимся дерном, а жуки-навозники – экскрементами.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_36_pic_140.jpg"/> </p><p>Рис. 281. Клоп геластокорид.</p><p>Под поверхностью земли различные виды насекомых заготовляют пищу. Муравьи запасают в своих гнездах нектар, цветочную пыльцу, семена, части растений. Некоторые осы, роющие норки для своего потомства, заполняют их гусеницами и пауками, а оса – истребитель цикад – цикадами. Разные виды насекомых проникают в почву на разную глубину; значительную роль играют здесь также тип почвы и время года. Некоторые жужелицы проникают в почву только на 2,5 сантиметра от поверхности. Летом насекомые живут на глубине до 10 сантиметров от поверхности, но когда наступает зима, забираются глубже. Есть основания утверждать, что цикада 17-летняя уходит в почву на глубину до 5,5 метра.</p><p>Глубина норки осы – истребителя цикад более тридцати сантиметров, а некоторые жуки-скакуны делают норы глубиной более 180 сантиметров.</p><p>Подземных насекомых, как и их собратьев, живущих на поверхности, подстерегает много опасностей.</p><p>Прежде всего это влажность: когда она очень высока, насекомые тонут. Обилие влаги способствует также росту грибков и бактерий, к нападению которых весьма неустойчивы, например, проволочники и личинки хрущей. Но насекомые гибнут и от недостатка влаги. Если почва становится сухой, некоторые жуки-скакуны закупоривают отверстия своих нор, чтобы предотвратить чрезмерное испарение почвенной влаги.</p><p>Враги подземных насекомых – кроты и мыши. Некоторые роющие осы делают над входом башенки, защищающие их во время работы. Роющие пчелы стоят на страже у входа в свои гнезда, закрывая отверстия в них своими головами.</p><p>Подземным насекомым надо еще как-то избавляться от вырытой почвы. Муравьи делают характерные насыпи вокруг входа в свои гнезда. Так же поступают некоторые осы. А их собратья разбрасывают вырытую почву вокруг входа. Нора жука-скакуна – это, в сущности, ловушка, поэтому хозяева уносят вырытую почву подальше от нее: кучка или насыпи у входа были бы сигналом опасности для беспечных насекомых, приближающихся к месту своей гибели. Самый простой выход нашли проволочники и личинки хрущей: они вдавливают вырытую почву в стенки норок.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 34 Поговорим о насекомых, которые живут в земле Довольно много насекомых живет в земле. Одни остаются там недолго, иногда всего несколько дней, пока проходят стадию яиц, личинок или куколок, другие – довольно продолжительное время. Японский хрущик (рис. 278) почти одиннадцать месяцев в году проводит в земле в стадиях яйца, личинки и куколки. Превратившись во взрослое насекомое, он выходит на поверхность для питания и спаривания, а затем возвращается в свое подземное жилье и откладывает яички. Личинки хрущей (рис. 279) проводят в почве от двух до трех лет, личинки жуков-щелкунов, или проволочники (рис. 280), -от двух до шести лет. Стадия нимфы у цикады 17-летней продолжается от тринадцати до шестнадцати лет, и все это время насекомое проводит в земле. Медведка и сверчок песчаный (см. рис. 252) живут в почве большую часть жизни, спариваясь там и откладывая яйца, а некоторые жужелицы вообще никогда не выходят на поверхность. Всех насекомых, живущих в почве, независимо от того, сколько времени они там проводят, называют подземными. Во взрослой стадии в почве живут немногие насекомые. Кроме медведок, сверчков и жужелиц, можно назвать маленьких клопов-сальдидов, клопов геластокоридов (рис. 281), муравьев, термитов, некоторых ос и пчел. Нимфы, как правило, в почве не живут; это не относится только к нимфам некоторых тлей, питающихся на корнях, а также к нимфе цикады 17-летней. Наяды некоторых стрекоз и поденок роют норки в иле. Но все-таки большинство подземных насекомых находятся в почве в стадиях яйца, личинки и куколки. Почему насекомые живут под землей? Можно назвать три причины: необходимость добывать пищу, хранить ее и защищаться от врагов. Отложенные в почву яйца не высыхают и труднее доступны для хищников. Личинки японского хрущика и белого хруща питаются корнями живых растений. Проволочники питаются семенами и корнями; личинки зеленой бронзовки июньской – лиственным перегноем; личинки хрущика восточного – разлагающимся дерном, а жуки-навозники – экскрементами. Рис. 281. Клоп геластокорид. Под поверхностью земли различные виды насекомых заготовляют пищу. Муравьи запасают в своих гнездах нектар, цветочную пыльцу, семена, части растений. Некоторые осы, роющие норки для своего потомства, заполняют их гусеницами и пауками, а оса – истребитель цикад – цикадами. Разные виды насекомых проникают в почву на разную глубину; значительную роль играют здесь также тип почвы и время года. Некоторые жужелицы проникают в почву только на 2,5 сантиметра от поверхности. Летом насекомые живут на глубине до 10 сантиметров от поверхности, но когда наступает зима, забираются глубже. Есть основания утверждать, что цикада 17-летняя уходит в почву на глубину до 5,5 метра. Глубина норки осы – истребителя цикад более тридцати сантиметров, а некоторые жуки-скакуны делают норы глубиной более 180 сантиметров. Подземных насекомых, как и их собратьев, живущих на поверхности, подстерегает много опасностей. Прежде всего это влажность: когда она очень высока, насекомые тонут. Обилие влаги способствует также росту грибков и бактерий, к нападению которых весьма неустойчивы, например, проволочники и личинки хрущей. Но насекомые гибнут и от недостатка влаги. Если почва становится сухой, некоторые жуки-скакуны закупоривают отверстия своих нор, чтобы предотвратить чрезмерное испарение почвенной влаги. Враги подземных насекомых – кроты и мыши. Некоторые роющие осы делают над входом башенки, защищающие их во время работы. Роющие пчелы стоят на страже у входа в свои гнезда, закрывая отверстия в них своими головами. Подземным насекомым надо еще как-то избавляться от вырытой почвы. Муравьи делают характерные насыпи вокруг входа в свои гнезда. Так же поступают некоторые осы. А их собратья разбрасывают вырытую почву вокруг входа. Нора жука-скакуна – это, в сущности, ловушка, поэтому хозяева уносят вырытую почву подальше от нее: кучка или насыпи у входа были бы сигналом опасности для беспечных насекомых, приближающихся к месту своей гибели. Самый простой выход нашли проволочники и личинки хрущей: они вдавливают вырытую почву в стенки норок.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 29</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Неожиданная встреча с плотниками</p><p>Срежьте несколько мертвых веточек сумаха, бузины или ежевики и расщепите их вдоль. Хотя бы в одной вы обязательно найдете ход, или туннель, идущий посередине вниз и разгороженный, как показано на рис. 228. Это «многоквартирный дом» малой пчелы-плотника (рис. 229) – красивой миниатюрной пчелы с телом металлически-синего цвета. </p><p>В июне или июле самка пчелы ищет сломанную ветку куста: в такой ветке ей легче проникнуть в мягкую сердцевину. Выкрошив ее своими челюстями, так что получается гладкий туннель около десяти сантиметров длиной, пчела собирает пыльцу и нектар и изготавливает из них нечто вроде пасты – пергу, или пчелиный хлеб. Пчела заполняет этой массой дно туннеля приблизительно на 6 миллиметров и откладывает на нее крошечное белое яичко. Затем из нескольких крошек вынутой сердцевины, склеив их, она строит поперек туннеля над кучкой перги перегородку, образующую крышу нижней ячейки и пол верхней. На дно верхней ячейки пчела опять помещает пергу, откладывает яйцо и строит следующую перегородку – и так до тех пор, пока не застроит туннель ячейками, причем в каждой есть перга и яйцо. В конце туннеля остается пространство – «квартира» самой пчелы на то время, пока не сформируется ее семья.</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_31_pic_117.jpg"/> </p><p>Первая личинка отрождается из первого отложенного яйца. Она питается пергой, пока полностью не вырастет, затем окукливается, а спустя некоторое время из куколочной оболочки выходит взрослое насекомое. Пчела сразу начинает срывать перегородку, служащую крышей ячейки, но, завершив эту работу, вынуждена терпеливо ждать, пока жилец ячейки, расположенной над ней, тоже превратится во взрослую пчелу. Вторая пчела срывает перегородку своей ячейки, и так продолжается до тех нор, пока все «квартиры» не окажутся «заселенными». Перегородки удаляются, их остатки заталкиваются в низ туннеля и накапливаются на дне. Когда все личинки превратятся во взрослых пчел, они некоторое время отдыхают, сгрудившись и повернувшись к открытому концу туннеля, или, точнее, к ячейке, занимаемой пчелой-матерью. Затем в солнечный день она выводит их на свет.</p><p>Но молодые пчелы не покидают своего дома. Они скоро возвращаются и удаляют из туннеля остатки перегородок и другой мусор, причем старая пчела и молодые работают вместе. Туннель еще раз использует одна из пчел. Если выводок поздний, то есть развитие семьи оканчивается осенью, туннель служит пчелам зимним домом. Вскройте такой дом, и вы станете свидетелями интереснейших моментов пчелиной жизни. Это можно сделать несколько раз, в разное время года.</p><p>Ранней весной над деревянными зданиями парят большие черные пчелы, по величине и внешнему виду похожие на шмелей. Но отличить их легко, так как шмели более мохнатые, обычно покрыты желтыми и красными волосками и имеют на задних ногах корзиночки для пыльцы. Такие пчелы иногда залетают в открытые окна и низким жужжанием оповещают о своем присутствии. Летом они ищут на цветах нектар и пыльцу. Эти крупные пчелы называются большими пчелами-плотниками (рис. 230). Их дом похож на жилье маленькой пчелы-плотника, но ход они прокладывают в твердой древесине, например в бревнах и балках. Сначала выгрызается короткий туннель диаметром приблизительно полсантиметра и длиной менее 2,5 сантиметра. Под прямым углом к этому туннелю прокладывается более длинный туннель – иногда до 30 сантиметров (рис. 231). Затем сооружаются камеры, которые разделены перегородками из прочно скрепленных и уложенных в слабо закрученную спираль кусочков древесины.</p><p>Камеры наполняются пастой из пыльцы и нектара, на которую откладываются яйца.</p><p>Разломайте бревно или мертвое дерево, из которого почти непрерывной цепочкой торопливо выползают большие черные муравьи, – вы увидите галереи, сделанные в нем этими насекомыми. Тщательно исследовав эти галереи, вы убедитесь, что они образуют довольно сложные ряды параллельных концентрических камер. В старом гнезде можно наткнуться на настоящий лабиринт – «коридоры»,</p><p>«холлы» и «комнаты» (рис. 232). «Комнаты» расположены этажами и полуэтажами, и такая «планировка» почти нигде не нарушается. Полы на одном уровне. Галереи, «коридоры», «холлы» идут параллельными рядами по два, три пли более, разделены столбами, арками или очень тонко вырезанными перегородками. Есть и полые треугольные камеры. В таком «доме» могут быть круглые или продолговатые «двери», открывающиеся чаще всего в цилиндрические боковые галереи, которые соединяются с внутренними помещениями. Иногда «двери» ведут в обширные «вестибюли».</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_31_pic_118.jpg"/> </p><p>Белые муравьи, или термиты, также прогрызают туннели в древесине: пнях, столбах заборов, балках и бревнах, лежащих на земле. Их галереи, или туннели, идут параллельно друг другу (рис. 233) обычно вдоль волокон древесины, но не образуют такой запутанной системы туннелей и камер, как в гнезде муравья-древоточца пенсильванского. От галерей муравьев или других насекомых, прокладывающих ходы, туннели термитов отличить легко: они «оштукатурены» экскрементами – сероватым веществом, похожим на известковый раствор.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 29 Неожиданная встреча с плотниками Срежьте несколько мертвых веточек сумаха, бузины или ежевики и расщепите их вдоль. Хотя бы в одной вы обязательно найдете ход, или туннель, идущий посередине вниз и разгороженный, как показано на рис. 228. Это «многоквартирный дом» малой пчелы-плотника (рис. 229) – красивой миниатюрной пчелы с телом металлически-синего цвета. В июне или июле самка пчелы ищет сломанную ветку куста: в такой ветке ей легче проникнуть в мягкую сердцевину. Выкрошив ее своими челюстями, так что получается гладкий туннель около десяти сантиметров длиной, пчела собирает пыльцу и нектар и изготавливает из них нечто вроде пасты – пергу, или пчелиный хлеб. Пчела заполняет этой массой дно туннеля приблизительно на 6 миллиметров и откладывает на нее крошечное белое яичко. Затем из нескольких крошек вынутой сердцевины, склеив их, она строит поперек туннеля над кучкой перги перегородку, образующую крышу нижней ячейки и пол верхней. На дно верхней ячейки пчела опять помещает пергу, откладывает яйцо и строит следующую перегородку – и так до тех пор, пока не застроит туннель ячейками, причем в каждой есть перга и яйцо. В конце туннеля остается пространство – «квартира» самой пчелы на то время, пока не сформируется ее семья. Первая личинка отрождается из первого отложенного яйца. Она питается пергой, пока полностью не вырастет, затем окукливается, а спустя некоторое время из куколочной оболочки выходит взрослое насекомое. Пчела сразу начинает срывать перегородку, служащую крышей ячейки, но, завершив эту работу, вынуждена терпеливо ждать, пока жилец ячейки, расположенной над ней, тоже превратится во взрослую пчелу. Вторая пчела срывает перегородку своей ячейки, и так продолжается до тех нор, пока все «квартиры» не окажутся «заселенными». Перегородки удаляются, их остатки заталкиваются в низ туннеля и накапливаются на дне. Когда все личинки превратятся во взрослых пчел, они некоторое время отдыхают, сгрудившись и повернувшись к открытому концу туннеля, или, точнее, к ячейке, занимаемой пчелой-матерью. Затем в солнечный день она выводит их на свет. Но молодые пчелы не покидают своего дома. Они скоро возвращаются и удаляют из туннеля остатки перегородок и другой мусор, причем старая пчела и молодые работают вместе. Туннель еще раз использует одна из пчел. Если выводок поздний, то есть развитие семьи оканчивается осенью, туннель служит пчелам зимним домом. Вскройте такой дом, и вы станете свидетелями интереснейших моментов пчелиной жизни. Это можно сделать несколько раз, в разное время года. Ранней весной над деревянными зданиями парят большие черные пчелы, по величине и внешнему виду похожие на шмелей. Но отличить их легко, так как шмели более мохнатые, обычно покрыты желтыми и красными волосками и имеют на задних ногах корзиночки для пыльцы. Такие пчелы иногда залетают в открытые окна и низким жужжанием оповещают о своем присутствии. Летом они ищут на цветах нектар и пыльцу. Эти крупные пчелы называются большими пчелами-плотниками (рис. 230). Их дом похож на жилье маленькой пчелы-плотника, но ход они прокладывают в твердой древесине, например в бревнах и балках. Сначала выгрызается короткий туннель диаметром приблизительно полсантиметра и длиной менее 2,5 сантиметра. Под прямым углом к этому туннелю прокладывается более длинный туннель – иногда до 30 сантиметров (рис. 231). Затем сооружаются камеры, которые разделены перегородками из прочно скрепленных и уложенных в слабо закрученную спираль кусочков древесины. Камеры наполняются пастой из пыльцы и нектара, на которую откладываются яйца. Разломайте бревно или мертвое дерево, из которого почти непрерывной цепочкой торопливо выползают большие черные муравьи, – вы увидите галереи, сделанные в нем этими насекомыми. Тщательно исследовав эти галереи, вы убедитесь, что они образуют довольно сложные ряды параллельных концентрических камер. В старом гнезде можно наткнуться на настоящий лабиринт – «коридоры», «холлы» и «комнаты» (рис. 232). «Комнаты» расположены этажами и полуэтажами, и такая «планировка» почти нигде не нарушается. Полы на одном уровне. Галереи, «коридоры», «холлы» идут параллельными рядами по два, три пли более, разделены столбами, арками или очень тонко вырезанными перегородками. Есть и полые треугольные камеры. В таком «доме» могут быть круглые или продолговатые «двери», открывающиеся чаще всего в цилиндрические боковые галереи, которые соединяются с внутренними помещениями. Иногда «двери» ведут в обширные «вестибюли». Белые муравьи, или термиты, также прогрызают туннели в древесине: пнях, столбах заборов, балках и бревнах, лежащих на земле. Их галереи, или туннели, идут параллельно друг другу (рис. 233) обычно вдоль волокон древесины, но не образуют такой запутанной системы туннелей и камер, как в гнезде муравья-древоточца пенсильванского. От галерей муравьев или других насекомых, прокладывающих ходы, туннели термитов отличить легко: они «оштукатурены» экскрементами – сероватым веществом, похожим на известковый раствор.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 38</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Побываем в домах из воска</p><p>Ранней весной над полями и лугами проносятся жужжащие матки шмелей (рис. 300) – единственные особи, оставшиеся от прошлогодних шмелиных семей. У них нарядные черно-золотые бархатные костюмчики, а крылышки еще не обтрепаны в длительных полетах за пищей. Их назначение – основание новых колоний, но, прежде чем приступить к работе, они примерно неделю летают, высасывая нектар ранних весенних цветов и наполняя пыльцой корзиночки на задних ногах. Эта деятельность небесцельна: им нужно накопить силы для выполнения своих домашних обязанностей после восьми- или девятимесячного поста и добыть пищу, чтобы выкормить растущих личинок своей новой семьи.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_40_pic_150.jpg"/> </p><p>Матка обычно выбирает заброшенное гнездо полевой мыши или бурундука – иногда это может быть и просто небольшое углубление в поле – и строит в нем гнездо. Для этого она собирает в кучу мелкий мягкий материал и в центре ее выкапывает довольно большую полость, имеющую вход с одной стороны. Затем в центре пола полости она изготавливает комок из пыльцы и меда и на верхней его части при помощи челюстей строит круглую стенку из воска – ячейку. Отложив внутри ячейки яички, она запечатывает ее воском. Затем делает у входа в гнездо восковой горшочек и наполняет его медом (рис. 301). Этот мед служит резервным запасом пищи; матке, как наседке, приходится сидеть на яичках, чтобы они не остыли. В погожие дни она отправляется собирать мед, но ночью и в плохую погоду пользуется запасенной пищей. Поищите ее гнездо весной, пока растительность еще невысокая, и посмотрите, как оно сделано.</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_40_pic_151.jpg"/> </p><p>Гнездо медоносной пчелы с сотами – более искусное сооружение, чем гнездо шмеля. Дикие пчелы строят свои восковые соты в дупле дерева, одомашненные виды – в улье. Четыре пары восковых желез, расположенных на нижней стороне второго, третьего, четвертого и пятого брюшных сегментов рабочих пчел, выделяют воск. Каждая железа – дискообразный участок гиподермы, а гладкая и тонкая кутикула, покрывающая ее, называется зеркальцем; на нем образуется восковая пластинка. Воск выделяется через эти пластинки и накапливается в виде маленьких чешуек, которые используются для построения сотов. Однако соты строит не отдельная пчела, а много пчел общими усилиями. Перед началом строительства рабочие собираются в сплошную массу, напоминающую занавеску: каждая пчела держится передней ножкой за заднюю ножку пчелы, находящейся выше ее, а пчелы самого верхнего ряда цепляются за какую-нибудь опору в улье или в дупле дерева.</p><p>Спустя некоторое время после того, как накопится тепло от массы тел, под брюшком появляются белые восковые пленки, которые перемещаются ко рту, где смешиваются с жидкостью из головных желез; химический состав воска при этом изменяется, и он становится пластичным.</p><p>Как только воск достигнет нужной консистенции, пчелы строят из него вертикально висящую стенку, или перегородку. Когда эта средняя стенка построена, пчелы выгрызают на ее противоположных сторонах углубления – дно будущих ячеек, а из выгрызенного воска изготавливают стенки ячейки. Дно каждой ячейки состоит из трех ромбических пластинок (рис. 302), а ячейки одной стороны смыкаются с ячейками другой так, что каждый ромбик используется для двух ячеек (рис. 303). Воск – ценное вещество, и пчелы используют его очень экономно: выскребают стенки до толщины бумажного листа.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_40_pic_152.jpg"/> </p><p>Ячейки имеют более или менее правильную шестиугольную форму (рис. 304), но никоим образом не являются шестиугольными в «математическом» смысле, так как трудно найти ячейку с ошибкой в размере углов меньше 3 – 4°. Диаметр ячеек рабочих пчел в среднем 5,5 миллиметра, а больших ячеек, предназначенных для трутней или запаса меда, – 7 миллиметров (рис. 305). Мед удерживается в ячейке при помощи восковой крышечки, которая состоит из круглого диска, поддерживаемого с углов ячейки шестью крошечными перекладинками. Ячейки, занимаемые матками, непохожи на шестиугольные ячейки улья. Они значительно больше, цилиндрической формы и вертикальные (рис. 306). Чтобы укрепить края ячеек, заполнить трещины или произвести починку, рабочие используют липкое выделение – прополис, который они берут из почек или пазух листьев различных деревьев, хотя иногда для этой цели идут и другие вещества, такие, как жир, смола или лак. С приближением зимы пчелы широко используют прополис, чтобы сделать свое жилище более изолированным и удобным.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 38 Побываем в домах из воска Ранней весной над полями и лугами проносятся жужжащие матки шмелей (рис. 300) – единственные особи, оставшиеся от прошлогодних шмелиных семей. У них нарядные черно-золотые бархатные костюмчики, а крылышки еще не обтрепаны в длительных полетах за пищей. Их назначение – основание новых колоний, но, прежде чем приступить к работе, они примерно неделю летают, высасывая нектар ранних весенних цветов и наполняя пыльцой корзиночки на задних ногах. Эта деятельность небесцельна: им нужно накопить силы для выполнения своих домашних обязанностей после восьми- или девятимесячного поста и добыть пищу, чтобы выкормить растущих личинок своей новой семьи. Матка обычно выбирает заброшенное гнездо полевой мыши или бурундука – иногда это может быть и просто небольшое углубление в поле – и строит в нем гнездо. Для этого она собирает в кучу мелкий мягкий материал и в центре ее выкапывает довольно большую полость, имеющую вход с одной стороны. Затем в центре пола полости она изготавливает комок из пыльцы и меда и на верхней его части при помощи челюстей строит круглую стенку из воска – ячейку. Отложив внутри ячейки яички, она запечатывает ее воском. Затем делает у входа в гнездо восковой горшочек и наполняет его медом (рис. 301). Этот мед служит резервным запасом пищи; матке, как наседке, приходится сидеть на яичках, чтобы они не остыли. В погожие дни она отправляется собирать мед, но ночью и в плохую погоду пользуется запасенной пищей. Поищите ее гнездо весной, пока растительность еще невысокая, и посмотрите, как оно сделано. Гнездо медоносной пчелы с сотами – более искусное сооружение, чем гнездо шмеля. Дикие пчелы строят свои восковые соты в дупле дерева, одомашненные виды – в улье. Четыре пары восковых желез, расположенных на нижней стороне второго, третьего, четвертого и пятого брюшных сегментов рабочих пчел, выделяют воск. Каждая железа – дискообразный участок гиподермы, а гладкая и тонкая кутикула, покрывающая ее, называется зеркальцем; на нем образуется восковая пластинка. Воск выделяется через эти пластинки и накапливается в виде маленьких чешуек, которые используются для построения сотов. Однако соты строит не отдельная пчела, а много пчел общими усилиями. Перед началом строительства рабочие собираются в сплошную массу, напоминающую занавеску: каждая пчела держится передней ножкой за заднюю ножку пчелы, находящейся выше ее, а пчелы самого верхнего ряда цепляются за какую-нибудь опору в улье или в дупле дерева. Спустя некоторое время после того, как накопится тепло от массы тел, под брюшком появляются белые восковые пленки, которые перемещаются ко рту, где смешиваются с жидкостью из головных желез; химический состав воска при этом изменяется, и он становится пластичным. Как только воск достигнет нужной консистенции, пчелы строят из него вертикально висящую стенку, или перегородку. Когда эта средняя стенка построена, пчелы выгрызают на ее противоположных сторонах углубления – дно будущих ячеек, а из выгрызенного воска изготавливают стенки ячейки. Дно каждой ячейки состоит из трех ромбических пластинок (рис. 302), а ячейки одной стороны смыкаются с ячейками другой так, что каждый ромбик используется для двух ячеек (рис. 303). Воск – ценное вещество, и пчелы используют его очень экономно: выскребают стенки до толщины бумажного листа. Ячейки имеют более или менее правильную шестиугольную форму (рис. 304), но никоим образом не являются шестиугольными в «математическом» смысле, так как трудно найти ячейку с ошибкой в размере углов меньше 3 – 4°. Диаметр ячеек рабочих пчел в среднем 5,5 миллиметра, а больших ячеек, предназначенных для трутней или запаса меда, – 7 миллиметров (рис. 305). Мед удерживается в ячейке при помощи восковой крышечки, которая состоит из круглого диска, поддерживаемого с углов ячейки шестью крошечными перекладинками. Ячейки, занимаемые матками, непохожи на шестиугольные ячейки улья. Они значительно больше, цилиндрической формы и вертикальные (рис. 306). Чтобы укрепить края ячеек, заполнить трещины или произвести починку, рабочие используют липкое выделение – прополис, который они берут из почек или пазух листьев различных деревьев, хотя иногда для этой цели идут и другие вещества, такие, как жир, смола или лак. С приближением зимы пчелы широко используют прополис, чтобы сделать свое жилище более изолированным и удобным.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 37</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Знакомимся с общественными насекомыми</p><p>Вам, наверно, приходилось читать о медоносных пчелах и муравьях: о них написано довольно много.</p><p>Эти насекомые, так же как настоящие осы, бумажные осы, термиты и шмели, живут организованными группами, или колониями, в которых существует разделение труда. Поэтому-то их и называют общественными насекомыми.</p><p>У них есть целый ряд общих характерных особенностей: способ снабжения пищей, забота о потомстве с неустанным ежедневным кормлением личинок, разделение труда. Их гнезда, сделанные более или менее искусно, имеют многочисленное население. Колонии некоторых тропических видов термитов могут состоять из нескольких миллионов особей. Колонии насекомых, живущих в менее жарких районах, гораздо меньше: колония бумажной осы-полиста состоит только из пятидесяти ос, а густонаселенная колония шмелей – из трехсот-четырехсот особей. Однако у пятнистой осы и медоносной пчелы они гораздо больше: колония осы насчитывает 15 тысяч индивидуумов, а улей медоносной пчелы – от 35 до 50 тысяч.</p> <p>Гнезда бумажных ос и шмелей временные, они существуют только одно лето. Осенью, с наступлением холодов, все члены колонии, кроме оплодотворенной самки, умирают. Весной перезимовавшая в одиночестве матка основывает новую колонию. Колонии муравьев, термитов, медоносных пчел и нежалящих пчел тропиков постоянные, или многолетние.</p><p>Однако они создают и новые колонии; это происходит в двух случаях: когда старая матка за несколько дней до выхода из ячейки молодой матки с частью рабочих пчел покидает улей (это так называемое первое роение – чаще всего и единственное) и когда переполненное гнездо становится слишком тесным и первая молодая матка с частью рабочих пчел покидает его (второе роение).</p><p>Самое поразительное в жизни общественных насекомых – это полиморфизм, то есть наличие у одного вида нескольких форм. У каждой формы своя, особая доля в работе и обязанностях по сохранению семьи (разделение труда). Выделяют три основные формы: самки, или матки, рабочие и самцы.</p><p>Основная функция матки – откладывать яички, и, как правило, в колонии живет только одна половозрелая матка, хотя для какого-нибудь непредвиденного случая или для создания новых колоний во время роения могут выкармливаться молодые матки. В обязанности рабочих входит поддержание и сохранение семьи: кормление молоди, выращивание матки, сбор и хранение пищи, починка гнезда, пристройка новых секций и поддержание чистоты. Единственная обязанность самцов – оплодотворение матки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_39_pic_148.jpg"/> </p><p>Самое большое разнообразие форм, как пи странно, у термитов, стоящих ниже муравьев и пчел на эволюционной лестнице. У большинства видов термитов четыре основные формы: в каждую в отличие от форм других общественных насекомых входят и самцы и самки. Формы эти следующие: рабочие термиты (рис. 296) – наиболее многочисленные, которые выполняют все «домашние» обязанности в колонии; крылатые половые особи (самцы и самки) (рис. 297); бескрылые половые особи (самец и самка) (рис. 298) и солдаты. Только половозрелые самцы и самки с полностью развитыми крыльями вылетают из гнезда, спариваются и создают новую колонию. Вскоре после роения спарившиеся самец и самка, которых называют царем и царицей, заползают в какую-нибудь расщелину и сбрасывают там свои крылья, на месте которых остается четыре треугольных обрубка (см. рис. 298). Эта пара основывает новую колонию и живет уединенно в особой камере.</p><p>Тем временем царица необычайно раздувается из-за большого количества яиц и теряет способность двигаться (рис. 299). Она откладывает невероятное количество яиц – исчисляемое тысячами, иногда по шестьдесят штук в минуту. Самцы и самки с неразвитыми крыльями сохраняются в резерве на случай какого-нибудь происшествия с «царствующей» королевской парой. Слово «царствующий» чисто условно, потому что ни царь, ни царица не управляют и не влияют на деятельность колонии. Их единственная функция – увеличивать население термитника. Четвертая форма – солдаты, подобно рабочим, они бывают любого пола; у них неразвитые половые органы, но огромные верхние челюсти и головы. Их основная обязанность – защита гнезда, хотя справляются они с этим далеко не всегда.</p><p>Разломите пень или гниющее бревно. Если оно населено термитами, понаблюдайте за ними через лупу.</p><p>У всех членов колоний медоносных и нежалящих пчел есть крылья, а у рабочих и у самок некоторых видов муравьев их нет. Среди муравьев сильно развит полиморфизм: иногда только рабочих особей бывает несколько форм, отличающихся теми или иными структурными особенностями. Все три основные формы муравьев могут иметь как крупные, так и карликовые формы, причем рабочие делятся на рабочих больших и рабочих малых. Половые особи не всегда имеют крылья. Некоторые из них, особенно самки, похожие на рабочих отсутствием крыльев, называются эргатоидными. Попробуйте выкопать колонию муравьев и поискать эти формы.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_39_pic_149.jpg"/> </p><p>Общественные насекомые, за исключением нежалящих пчел тропиков, которые практикуют массовую заготовку пищи, изо дня в день кормят личинок. Личинки требуют внимания в течение довольно длительного времени, поэтому одна самка может выкормить лишь нескольких личинок. В крупной колонии, где одновременно выращивается много молоди, необходима целая армия рабочих. Пища, которой кормят молодь, у разных видов различна. Например, термиты сразу после рождения получают слюну, позднее их кормят отрыгиваемой пищей и, наконец, древесиной – основной пищей термитов.</p><p>Личинку пятнистой осы сначала кормят отрыгиваемой пищей, состоящей из нектара и фруктового сока, позднее – пережеванными насекомыми. Личинки шмелей и медоносных пчел получают нектар и пыльцу. Разные виды муравьев кормят личинок разной пищей. В их «меню» входят нектар, выделения растений, медвяная роса, фруктовые соки, листья, грибки и другие растительные вещества.</p><p>Рабочие особи общественных насекомых не только кормят личинок, но и поддерживают чистоту в гнезде: удаляют мертвых насекомых и различные обломки. Особую заботу проявляют рабочие о матке.</p><p>В колониях муравьев и термитов маток не только кормят и чистят, но и разносят их яйца в соответствующие камеры. Летом некоторые рабочие пчелы, махая крыльями, охлаждают улей, а зимой, скопляясь вокруг матки, защищают ее и себя от холода. В колонии муравьев рабочие всегда приноравливаются к изменениям температуры и влажности. Муравьи обычно кормят друг друга «изо рта в рот». Возвращаясь в гнездо, рабочие, выходившие на поиски продовольствия, кормят тех, кто оставался в гнезде, а они взамен предлагают «снабженцам» отрыгиваемую пищу. Часто взаимное кормление происходит между молодыми и взрослыми особями. Личинки муравьев и термитов выделяют вещества, которые рабочие с удовольствием поедают; так же бывает и у бумажных ос.</p><p>Интересно, что этот обмен пищей может происходить и между насекомыми разных видов. Например, некоторые муравьи не только терпят присутствие бродячих жуков, но обращаются с ними, как с членами собственной колонии, просто потому, что жуки выделяют жидкость, которая является «лакомым блюдом» для муравьев. Ряд энтомологов рассматривает взаимное кормление, или трофаллаксис,- который, между прочим, не наблюдается у общественных пчел – как источник общественных навыков у ос, муравьев и термитов.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 37 Знакомимся с общественными насекомыми Вам, наверно, приходилось читать о медоносных пчелах и муравьях: о них написано довольно много. Эти насекомые, так же как настоящие осы, бумажные осы, термиты и шмели, живут организованными группами, или колониями, в которых существует разделение труда. Поэтому-то их и называют общественными насекомыми. У них есть целый ряд общих характерных особенностей: способ снабжения пищей, забота о потомстве с неустанным ежедневным кормлением личинок, разделение труда. Их гнезда, сделанные более или менее искусно, имеют многочисленное население. Колонии некоторых тропических видов термитов могут состоять из нескольких миллионов особей. Колонии насекомых, живущих в менее жарких районах, гораздо меньше: колония бумажной осы-полиста состоит только из пятидесяти ос, а густонаселенная колония шмелей – из трехсот-четырехсот особей. Однако у пятнистой осы и медоносной пчелы они гораздо больше: колония осы насчитывает 15 тысяч индивидуумов, а улей медоносной пчелы – от 35 до 50 тысяч. Гнезда бумажных ос и шмелей временные, они существуют только одно лето. Осенью, с наступлением холодов, все члены колонии, кроме оплодотворенной самки, умирают. Весной перезимовавшая в одиночестве матка основывает новую колонию. Колонии муравьев, термитов, медоносных пчел и нежалящих пчел тропиков постоянные, или многолетние. Однако они создают и новые колонии; это происходит в двух случаях: когда старая матка за несколько дней до выхода из ячейки молодой матки с частью рабочих пчел покидает улей (это так называемое первое роение – чаще всего и единственное) и когда переполненное гнездо становится слишком тесным и первая молодая матка с частью рабочих пчел покидает его (второе роение). Самое поразительное в жизни общественных насекомых – это полиморфизм, то есть наличие у одного вида нескольких форм. У каждой формы своя, особая доля в работе и обязанностях по сохранению семьи (разделение труда). Выделяют три основные формы: самки, или матки, рабочие и самцы. Основная функция матки – откладывать яички, и, как правило, в колонии живет только одна половозрелая матка, хотя для какого-нибудь непредвиденного случая или для создания новых колоний во время роения могут выкармливаться молодые матки. В обязанности рабочих входит поддержание и сохранение семьи: кормление молоди, выращивание матки, сбор и хранение пищи, починка гнезда, пристройка новых секций и поддержание чистоты. Единственная обязанность самцов – оплодотворение матки. Самое большое разнообразие форм, как пи странно, у термитов, стоящих ниже муравьев и пчел на эволюционной лестнице. У большинства видов термитов четыре основные формы: в каждую в отличие от форм других общественных насекомых входят и самцы и самки. Формы эти следующие: рабочие термиты (рис. 296) – наиболее многочисленные, которые выполняют все «домашние» обязанности в колонии; крылатые половые особи (самцы и самки) (рис. 297); бескрылые половые особи (самец и самка) (рис. 298) и солдаты. Только половозрелые самцы и самки с полностью развитыми крыльями вылетают из гнезда, спариваются и создают новую колонию. Вскоре после роения спарившиеся самец и самка, которых называют царем и царицей, заползают в какую-нибудь расщелину и сбрасывают там свои крылья, на месте которых остается четыре треугольных обрубка (см. рис. 298). Эта пара основывает новую колонию и живет уединенно в особой камере. Тем временем царица необычайно раздувается из-за большого количества яиц и теряет способность двигаться (рис. 299). Она откладывает невероятное количество яиц – исчисляемое тысячами, иногда по шестьдесят штук в минуту. Самцы и самки с неразвитыми крыльями сохраняются в резерве на случай какого-нибудь происшествия с «царствующей» королевской парой. Слово «царствующий» чисто условно, потому что ни царь, ни царица не управляют и не влияют на деятельность колонии. Их единственная функция – увеличивать население термитника. Четвертая форма – солдаты, подобно рабочим, они бывают любого пола; у них неразвитые половые органы, но огромные верхние челюсти и головы. Их основная обязанность – защита гнезда, хотя справляются они с этим далеко не всегда. Разломите пень или гниющее бревно. Если оно населено термитами, понаблюдайте за ними через лупу. У всех членов колоний медоносных и нежалящих пчел есть крылья, а у рабочих и у самок некоторых видов муравьев их нет. Среди муравьев сильно развит полиморфизм: иногда только рабочих особей бывает несколько форм, отличающихся теми или иными структурными особенностями. Все три основные формы муравьев могут иметь как крупные, так и карликовые формы, причем рабочие делятся на рабочих больших и рабочих малых. Половые особи не всегда имеют крылья. Некоторые из них, особенно самки, похожие на рабочих отсутствием крыльев, называются эргатоидными. Попробуйте выкопать колонию муравьев и поискать эти формы. Общественные насекомые, за исключением нежалящих пчел тропиков, которые практикуют массовую заготовку пищи, изо дня в день кормят личинок. Личинки требуют внимания в течение довольно длительного времени, поэтому одна самка может выкормить лишь нескольких личинок. В крупной колонии, где одновременно выращивается много молоди, необходима целая армия рабочих. Пища, которой кормят молодь, у разных видов различна. Например, термиты сразу после рождения получают слюну, позднее их кормят отрыгиваемой пищей и, наконец, древесиной – основной пищей термитов. Личинку пятнистой осы сначала кормят отрыгиваемой пищей, состоящей из нектара и фруктового сока, позднее – пережеванными насекомыми. Личинки шмелей и медоносных пчел получают нектар и пыльцу. Разные виды муравьев кормят личинок разной пищей. В их «меню» входят нектар, выделения растений, медвяная роса, фруктовые соки, листья, грибки и другие растительные вещества. Рабочие особи общественных насекомых не только кормят личинок, но и поддерживают чистоту в гнезде: удаляют мертвых насекомых и различные обломки. Особую заботу проявляют рабочие о матке. В колониях муравьев и термитов маток не только кормят и чистят, но и разносят их яйца в соответствующие камеры. Летом некоторые рабочие пчелы, махая крыльями, охлаждают улей, а зимой, скопляясь вокруг матки, защищают ее и себя от холода. В колонии муравьев рабочие всегда приноравливаются к изменениям температуры и влажности. Муравьи обычно кормят друг друга «изо рта в рот». Возвращаясь в гнездо, рабочие, выходившие на поиски продовольствия, кормят тех, кто оставался в гнезде, а они взамен предлагают «снабженцам» отрыгиваемую пищу. Часто взаимное кормление происходит между молодыми и взрослыми особями. Личинки муравьев и термитов выделяют вещества, которые рабочие с удовольствием поедают; так же бывает и у бумажных ос. Интересно, что этот обмен пищей может происходить и между насекомыми разных видов. Например, некоторые муравьи не только терпят присутствие бродячих жуков, но обращаются с ними, как с членами собственной колонии, просто потому, что жуки выделяют жидкость, которая является «лакомым блюдом» для муравьев. Ряд энтомологов рассматривает взаимное кормление, или трофаллаксис,- который, между прочим, не наблюдается у общественных пчел – как источник общественных навыков у ос, муравьев и термитов.
false
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Литература</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Общие вопросы</p><p>Campbell В., Human Evolution, Heinemann, 1967.</p><p>Campbell В., Conceptual Progress in Physical Anthropology — Fossil Man, Annual Review of Anthropology (Vol. 1), 1972.</p><p>Clark J. D., The Prehistory of Africa, Thames and Hudson, 1970. Дарвин Ч., Происхождение видов, Соч., т. HI, M. — Л., Изд-во АН СССР, 1939.</p><p>Kurten В., Age of Mammals, Weidenfeld and Nicolson, 1971.</p><p>Le Gros Clark W. E., Man-Apes or Аре-Men? Holt, Rinehart and Winston, 1967.</p><p>Le Gros Clark W. E., The Antecedents Of Man, British Museum, 1970.</p><p>Leakey L. S. В., The Progress and Evolution of Man in Africa, Oxford University Press, 1961.</p><p>Leakey L. S. В., Goodall E., Unveiling Man" s Origins, Methuen. 1970.</p><p>Morgan E., The Descent of Woman, Souvenir Press, 1972.</p><p>Napier J., The Roots of Mankind, Allen and Unwin, 1971.</p><p>PfeifferJ., The Emergence of Man, Nelson, 1970.</p><p>Pilbeam D., The Evolution of Man, Thames and Hudson, 1970.</p><p>Washburn Sh. L., Classification and Human Evolution, Methuen, 1964.</p><p>Washburn Sh. L., Jay Ph. C, eds., Perspectives on Human Evolution, Holt, Rinehart and Winston, 1968.</p> <p>Эрлих П., Холм Р., Процессы эволюции, М., "Мир", 1966.</p><p>Хищники</p><p>Лавик-Гудолл Дж., Лавик-Гудолл Г., ван, Невинные убийцы, М… "Мир", 1977.</p><p>Matthiessen P., Porter E., The Tree Where Man Was Born, Collins, 1972.</p><p>Schaller G. В., Predators of the Serengeti (Part I: The Social Carnivore), Natural History, Feb. 1972.</p><p>Schaller G. В., The Deer and the Tiger, University of Chicago Press, 1967.</p><p>Окаменелости</p><p>Day M., Guide to Fossil Man, Cassell, 1965.</p><p>Day M., Fossil Man, Hamlyn, 1969.</p><p>Isaac G., The Diet of Early Man, World Archaeology (Vol. 2, No. 3),Feb. 1971.</p><p>Leakey M. D., Olduvai Gorge, Vol. 3, Cambridge University Press, 1971.</p><p>Oakley K., Campbell В., eds., Catalogue of Fossil Hominids, Part I, Trustees of the British Museum, 1967.</p><p>Tobias Ph. V., The Brain in Hominid Evolution, Columbia University Press, 1972.</p><p>Приматы</p><p>Altmann S., Altmann J., Baboon Ecology, University of Chicago Press, 1970.</p><p>Chance M., Jolly C, Social Groups of Monkeys, Apes and Men, Jonathan Cape, 1970.</p><p>DeVore I., ed., Primate Behavior, Holt, Rinehart and Winston, 1965.</p><p>Jay Ph. C, Primates, Holt, Rinehart and Winston, 1968.</p><p>Jolly C, The Seed-eaters, Man (Vol. 5, No. 1), March 1970. Kummer H., Social Organization of Hamadryas Baboons, University of Chicago Press, 1968.</p><p>Лавик-Гудолл Дж., ван, В тени человека, М., "Мир", 1974. Лавик-Гудолл Дж., ван, Мои друзья — дикие шимпанзе, М., "Знание — сила",№ 3–5,1973.</p><p>Napier J., Napier P. H., Handbook of Living Primates, Academic Press, 1967.</p><p>Reynolds V.,Apes, Cassell, 1964.</p><p>Simons E. L., Primate Evolution, Macmillan, 1972.</p><p>Шаллер Д. Б. Год под знаком гориллы, М., "Мысль", 1968.</p><p>Schultz A. H., The Life of Primates, Weidenfeld and Nicolson, 1969.</p><p>Дополнительный список литературы к русскому изданию</p><p>Алексеев В. П., Некоторые вопросы развития кисти в процессе антропогенеза, Антропологический сб. II, М., Изд-во АН СССР, 1960.</p><p>Алексеев В. П., От животных к человеку, М., изд-во "Советская Россия", 1969.</p><p>Бунак В. В., Современное состояние проблемы эволюции стопы у предков человека, в кн. Бонч-Осмоловского Г. А., "Палеолит Крыма", вып. 3, М. — Л., Изд-во АН СССР, 1954.</p><p>Гремящий М. А., Принципы систематики ископаемых гоминид, М., изд-во "Наука", 1964.</p><p>Дебец Г. Ф., Территория СССР и проблема родины человека, Краткие сообщения ин-та этнографии, вып. 27, М., Изд-во АН СССР, 1952.</p><p>Зубов А. А., О систематике австралопитековых, Вопросы антропологии, 17, М., Изд-во МГУ, 1967.</p><p>Ископаемые гоминиды и происхождение человека, сб. под ред. Бунака В. В., М., изд-во "Наука", 1966.</p><p>Кочеткова В. И., Палеоневрология, М., Изд-во МГУ, 1973.</p><p>Нестурх М. Ф., Происхождение человека, М., изд-во "Наука", 1970.</p><p>Решетов Ю. Г., Природа Земли и происхождение человека, М., изд-во "Мысль", 1966.</p><p>Рогинский Я. Я. "Проблемы антропогенеза, М., "Высшая школа", 1969.</p><p>Современные проблемы антропологии, сб. под ред. Якимова В. П., М., изд-во "Знание", 1976.</p><p>Тих И. А., Предыстория интеллекта, Л., Изд-во ЛГУ, 1970.</p><p>У истоков человечества, сб. под ред. Якимова В. П., М., Изд-во МГУ, 1964.</p><p>Урысон М. И., Некоторые теоретические проблемы современного учения об антропогенезе. Вопросы антропологии, 19, М., Изд-во МГУ, 1965.</p><p>Хрисанфова Е. И., О неравномерности морфологической эволюции гоминид, Вопросы антропологии, 26, М., Изд-во МГУ, 1968.</p><p>Хрустов Г. Ф., О системе категорий экологической жизнедеятельности в связи с проблемой антропогенеза, Вопросы антропологии, 52, М., Изд-во МГУ, 1976.</p><p>Человек (эволюция и внутривидовая дифференциация), сб. под ред. Якимова В. П., М., изд-во "Наука", 1972.</p><p>Якимов В. П., С гадии и внутристадиальная дифференциация в эволюции человека, М., Изд-во МГУ, 1967.</p><p>Якимов В. П., О некоторых факторах среды на начальном этапе антропогенеза, Вопросы антропологии, 48, М., Изд-во МГУ, 1974.</p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Литература Общие вопросы Campbell В., Human Evolution, Heinemann, 1967. Campbell В., Conceptual Progress in Physical Anthropology — Fossil Man, Annual Review of Anthropology (Vol. 1), 1972. Clark J. D., The Prehistory of Africa, Thames and Hudson, 1970. Дарвин Ч., Происхождение видов, Соч., т. HI, M. — Л., Изд-во АН СССР, 1939. Kurten В., Age of Mammals, Weidenfeld and Nicolson, 1971. Le Gros Clark W. E., Man-Apes or Аре-Men? Holt, Rinehart and Winston, 1967. Le Gros Clark W. E., The Antecedents Of Man, British Museum, 1970. Leakey L. S. В., The Progress and Evolution of Man in Africa, Oxford University Press, 1961. Leakey L. S. В., Goodall E., Unveiling Man" s Origins, Methuen. 1970. Morgan E., The Descent of Woman, Souvenir Press, 1972. Napier J., The Roots of Mankind, Allen and Unwin, 1971. PfeifferJ., The Emergence of Man, Nelson, 1970. Pilbeam D., The Evolution of Man, Thames and Hudson, 1970. Washburn Sh. L., Classification and Human Evolution, Methuen, 1964. Washburn Sh. L., Jay Ph. C, eds., Perspectives on Human Evolution, Holt, Rinehart and Winston, 1968. Эрлих П., Холм Р., Процессы эволюции, М., "Мир", 1966. Хищники Лавик-Гудолл Дж., Лавик-Гудолл Г., ван, Невинные убийцы, М… "Мир", 1977. Matthiessen P., Porter E., The Tree Where Man Was Born, Collins, 1972. Schaller G. В., Predators of the Serengeti (Part I: The Social Carnivore), Natural History, Feb. 1972. Schaller G. В., The Deer and the Tiger, University of Chicago Press, 1967. Окаменелости Day M., Guide to Fossil Man, Cassell, 1965. Day M., Fossil Man, Hamlyn, 1969. Isaac G., The Diet of Early Man, World Archaeology (Vol. 2, No. 3),Feb. 1971. Leakey M. D., Olduvai Gorge, Vol. 3, Cambridge University Press, 1971. Oakley K., Campbell В., eds., Catalogue of Fossil Hominids, Part I, Trustees of the British Museum, 1967. Tobias Ph. V., The Brain in Hominid Evolution, Columbia University Press, 1972. Приматы Altmann S., Altmann J., Baboon Ecology, University of Chicago Press, 1970. Chance M., Jolly C, Social Groups of Monkeys, Apes and Men, Jonathan Cape, 1970. DeVore I., ed., Primate Behavior, Holt, Rinehart and Winston, 1965. Jay Ph. C, Primates, Holt, Rinehart and Winston, 1968. Jolly C, The Seed-eaters, Man (Vol. 5, No. 1), March 1970. Kummer H., Social Organization of Hamadryas Baboons, University of Chicago Press, 1968. Лавик-Гудолл Дж., ван, В тени человека, М., "Мир", 1974. Лавик-Гудолл Дж., ван, Мои друзья — дикие шимпанзе, М., "Знание — сила",№ 3–5,1973. Napier J., Napier P. H., Handbook of Living Primates, Academic Press, 1967. Reynolds V.,Apes, Cassell, 1964. Simons E. L., Primate Evolution, Macmillan, 1972. Шаллер Д. Б. Год под знаком гориллы, М., "Мысль", 1968. Schultz A. H., The Life of Primates, Weidenfeld and Nicolson, 1969. Дополнительный список литературы к русскому изданию Алексеев В. П., Некоторые вопросы развития кисти в процессе антропогенеза, Антропологический сб. II, М., Изд-во АН СССР, 1960. Алексеев В. П., От животных к человеку, М., изд-во "Советская Россия", 1969. Бунак В. В., Современное состояние проблемы эволюции стопы у предков человека, в кн. Бонч-Осмоловского Г. А., "Палеолит Крыма", вып. 3, М. — Л., Изд-во АН СССР, 1954. Гремящий М. А., Принципы систематики ископаемых гоминид, М., изд-во "Наука", 1964. Дебец Г. Ф., Территория СССР и проблема родины человека, Краткие сообщения ин-та этнографии, вып. 27, М., Изд-во АН СССР, 1952. Зубов А. А., О систематике австралопитековых, Вопросы антропологии, 17, М., Изд-во МГУ, 1967. Ископаемые гоминиды и происхождение человека, сб. под ред. Бунака В. В., М., изд-во "Наука", 1966. Кочеткова В. И., Палеоневрология, М., Изд-во МГУ, 1973. Нестурх М. Ф., Происхождение человека, М., изд-во "Наука", 1970. Решетов Ю. Г., Природа Земли и происхождение человека, М., изд-во "Мысль", 1966. Рогинский Я. Я. "Проблемы антропогенеза, М., "Высшая школа", 1969. Современные проблемы антропологии, сб. под ред. Якимова В. П., М., изд-во "Знание", 1976. Тих И. А., Предыстория интеллекта, Л., Изд-во ЛГУ, 1970. У истоков человечества, сб. под ред. Якимова В. П., М., Изд-во МГУ, 1964. Урысон М. И., Некоторые теоретические проблемы современного учения об антропогенезе. Вопросы антропологии, 19, М., Изд-во МГУ, 1965. Хрисанфова Е. И., О неравномерности морфологической эволюции гоминид, Вопросы антропологии, 26, М., Изд-во МГУ, 1968. Хрустов Г. Ф., О системе категорий экологической жизнедеятельности в связи с проблемой антропогенеза, Вопросы антропологии, 52, М., Изд-во МГУ, 1976. Человек (эволюция и внутривидовая дифференциация), сб. под ред. Якимова В. П., М., изд-во "Наука", 1972. Якимов В. П., С гадии и внутристадиальная дифференциация в эволюции человека, М., Изд-во МГУ, 1967. Якимов В. П., О некоторых факторах среды на начальном этапе антропогенеза, Вопросы антропологии, 48, М., Изд-во МГУ, 1974.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 3 Секреты самурайских мечей</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 3</p> <p>Секреты самурайских мечей</p> <p>Отделкой золотой блистает мой кинжал;</p> <p>Клинок надежный, без порока;</p> <p>Булат его хранит таинственный закал —</p> <p>Наследье бранного востока.</p> <p><em>М. Ю. Лермонтов</em></p> <p>Наши предки, даже не подозревая о существовании микроорганизмов, успешно использовали их в различных технологических процессах. Действительно, переработка продуктов питания, пивоварение, виноделие, хлебопечение, дубление кож… Этот список можно продолжать и продолжать.</p><p>Использование микроорганизмов в металлургии на первый взгляд кажется невозможным, и тем не менее есть гипотезы о том, что они сыграли немалую роль при производстве самурайских мечей. Самурайские мечи — особый тип холодного оружия, настолько отличающийся по качеству от остальных, что им можно легко перерубить другой меч или стальные доспехи.</p><p>Гипотеза использования микроорганизмов в технологическом процессе создания уникального оружия основана на их способности окислять железо. Здесь следует обратить внимание на тот факт, что железные руды, из которых в Японии выплавляли исходное железо, содержат небольшое количество хрома, молибдена и ванадия. Микропримеси этих элементов придают железу уникальные свойства, создавая так называемую легированную сталь. Для ее получения использовали разнообразные приемы. На одном из них, включенных в старинную технологическую схему, мы и остановимся.</p> <p>После многократной ковки полосу стали закапывали на достаточно долгий срок в болотистую почву или просто в болото. И вот тут-то и вступали в дело микроорганизмы. Дело в том, что болотистые почвы содержат культуры микроорганизмов, способные использовать железо в качестве источника энергии. «Поедая» его, микроорганизмы увеличивают относительную концентрацию или мольную долю других металлов, создавая таким образом новые типы легированной стали. Эта технология напоминает современные методы ее получения. Отличие только в том, что нужные концентрации легирующих металлов в нынешнем варианте достигаются добавлением их к железу, а в старинном варианте такие концентрации получались за счет уменьшения содержания железа, «поедаемого» микроорганизмами, что также приводило к увеличению содержания легирующих элементов. Очевидно, что, варьируя время пребывания меча (или заготовки для него) в болотистой почве, можно создавать различные соотношения между железом и присадками. Многократное повторение этого этапа приводит к тому, что меч словно одевается в своеобразный «чехол» из легированной стали, благодаря чему формируются уникальные свойства самурайских мечей. Прочность на разрыв стали, используемой в Средние века оружейниками Японии, Дамаска и Испании, так и не удалось никому превзойти в течение последующих веков. Кроме того, избирательное «выедание» микроорганизмами атомов железа или их кристаллов приводило к образованию на кромке лезвия резко выраженной неоднородной структуры, так называемой «микропилы», обладающей значительно большей режущей способностью по сравнению с обычными лезвиями.</p><p>В заключение главы следует отметить, что описанная технология — не более, чем предположение, а современные металлурги пытаются объяснить уникальные свойства самурайских мечей наличием в структуре металла нанотрубочек, что, впрочем, тоже можно считать очередной рабочей гипотезой для объяснения замечательных свойств этого оружия, созданного много веков назад.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 3 Секреты самурайских мечей Глава 3 Секреты самурайских мечей Отделкой золотой блистает мой кинжал; Клинок надежный, без порока; Булат его хранит таинственный закал — Наследье бранного востока. М. Ю. Лермонтов Наши предки, даже не подозревая о существовании микроорганизмов, успешно использовали их в различных технологических процессах. Действительно, переработка продуктов питания, пивоварение, виноделие, хлебопечение, дубление кож… Этот список можно продолжать и продолжать. Использование микроорганизмов в металлургии на первый взгляд кажется невозможным, и тем не менее есть гипотезы о том, что они сыграли немалую роль при производстве самурайских мечей. Самурайские мечи — особый тип холодного оружия, настолько отличающийся по качеству от остальных, что им можно легко перерубить другой меч или стальные доспехи. Гипотеза использования микроорганизмов в технологическом процессе создания уникального оружия основана на их способности окислять железо. Здесь следует обратить внимание на тот факт, что железные руды, из которых в Японии выплавляли исходное железо, содержат небольшое количество хрома, молибдена и ванадия. Микропримеси этих элементов придают железу уникальные свойства, создавая так называемую легированную сталь. Для ее получения использовали разнообразные приемы. На одном из них, включенных в старинную технологическую схему, мы и остановимся. После многократной ковки полосу стали закапывали на достаточно долгий срок в болотистую почву или просто в болото. И вот тут-то и вступали в дело микроорганизмы. Дело в том, что болотистые почвы содержат культуры микроорганизмов, способные использовать железо в качестве источника энергии. «Поедая» его, микроорганизмы увеличивают относительную концентрацию или мольную долю других металлов, создавая таким образом новые типы легированной стали. Эта технология напоминает современные методы ее получения. Отличие только в том, что нужные концентрации легирующих металлов в нынешнем варианте достигаются добавлением их к железу, а в старинном варианте такие концентрации получались за счет уменьшения содержания железа, «поедаемого» микроорганизмами, что также приводило к увеличению содержания легирующих элементов. Очевидно, что, варьируя время пребывания меча (или заготовки для него) в болотистой почве, можно создавать различные соотношения между железом и присадками. Многократное повторение этого этапа приводит к тому, что меч словно одевается в своеобразный «чехол» из легированной стали, благодаря чему формируются уникальные свойства самурайских мечей. Прочность на разрыв стали, используемой в Средние века оружейниками Японии, Дамаска и Испании, так и не удалось никому превзойти в течение последующих веков. Кроме того, избирательное «выедание» микроорганизмами атомов железа или их кристаллов приводило к образованию на кромке лезвия резко выраженной неоднородной структуры, так называемой «микропилы», обладающей значительно большей режущей способностью по сравнению с обычными лезвиями. В заключение главы следует отметить, что описанная технология — не более, чем предположение, а современные металлурги пытаются объяснить уникальные свойства самурайских мечей наличием в структуре металла нанотрубочек, что, впрочем, тоже можно считать очередной рабочей гипотезой для объяснения замечательных свойств этого оружия, созданного много веков назад.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 7 Расхитители музейных ценностей</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 7</p> <p>Расхитители музейных ценностей</p> <p>Какое нам, в сущности, дело,</p> <p>Что все превращается в прах.</p> <p><em>А. Ахматова</em></p> <p>В этой главе речь пойдет не о хитроумных уловках музейных воров, не об отмычках и других «инструментах», с помощью которых они вскрывают сейфы или проникают в бронированные хранилища, где находятся сокровища мировой культуры. Останется в стороне и вопрос о баснословных ценах, по которым продаются украденные шедевры. И тем не менее речь пойдет о расхитителях музейных ценностей, которыми оказываются… все те же микробы. Редко кто задумывается, почему в каждом музее имеется гардероб, само существование которого поневоле уменьшает число посетителей, и для чего в каждом зале висят на стене термометр и психрометр для измерения, соответственно, температуры и влажности воздуха. Все это делается для того, чтобы ограничить проникновение в залы музеев и в запасники невидимых расхитителей музейных ценностей — микробов и создать для них крайне неблагоприятные условия.</p><p>Недавно в одном из тибетских монастырей было обнаружено удивительное собрание рукописей, возраст которых превышает сотни лет. Выполненные на пергаменте, представляющем собой отличный объект для атаки микроорганизмов, рукописи тем не менее хорошо сохранились. Каким же образом?</p> <p>Посетивший монастырь журналист был удивлен предосторожностями, которые соблюдались при посещении хранилища рукописей. Вход в него состоял из нескольких тамбуров, в каждом из которых надо было прочесть молитву, чтобы очиститься от греховных мыслей и заодно сменить бренную верхнюю одежду. Все это напоминает применение мер предосторожности перед хирургической операцией, когда необходима максимальная стерильность. Именно уменьшение количества микроорганизмов (о полном избавлении от них в этих условиях не может быть и речи) позволило сохранить рукописи для потомков.</p><p>Картины великих мастеров прошлого, написанные красками, составленными на основе растительных и животных жиров, тоже подвергаются атаке и разрушаются. Ведь составные части лаков и красок служат благоприятной питательной средой для развития микроорганизмов. Пострадавшими могут оказаться не только картины. Микробной атаке подвергаются, к сожалению, все музейные ценности, а также изделия из дерева, текстиля, металла и памятники архитектуры. Все они нуждаются в защите от микроорганизмов. На сырых стенах зданий известный русский микробиолог Б. Л. Исаченко обнаружил тионовые бактерии и высказал предположение (впоследствии подтвердившееся) об их возможной роли в гибели архитектурных сооружений. С деятельностью бактерий английские микробиологи связывают разрушение стен шедевра английской архитектуры — Вестминстерского аббатства. Плесень уничтожает фрески и витражи знаменитого Кентерберийского собора, созданные в XII–XV вв.</p><p>Крупнейшее в мире собрание чертежей, рисунков и рукописей Леонардо да Винчи в Милане поражено грибком. Шедеврам доисторической живописи — росписям пещеры Ласко в южной Франции, датируемым XV тысячелетием до новой эры, угрожает грибок <em>Fusarium solani</em>.</p><p>От обычных воров есть защита: сейфы и сигнализационные системы различной степени надежности. Абсолютной защиты от микроорганизмов нет. Самым надежным средством было бы их устранение, но чаще всего такая задача практически невыполнима. И это объясняется не только вездесущностью микробов, но и тем, что не все предметы искусства могут быть подвергнуты жесткой бактерицидной обработке. Поэтому единственное, что в этом случае остается на вооружении в борьбе с этими расхитителями музейных ценностей, — максимальная изоляция предметов искусства, включая их покрытие непроницаемым для микроорганизмов барьером. И чем она надежнее, тем больше шансов на сохранение шедевров мирового искусства для будущих поколений. Вот почему одеваются в стекло и пластик уникальные скульптуры Летнего сада в Санкт-Петербурге и мраморные львы Воронцовского дворца в Алупке. Вот почему серьезно стоит вопрос о сокращении числа посетителей музеев, чтобы сохранить для потомков шедевры ушедших веков.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 7 Расхитители музейных ценностей Глава 7 Расхитители музейных ценностей Какое нам, в сущности, дело, Что все превращается в прах. А. Ахматова В этой главе речь пойдет не о хитроумных уловках музейных воров, не об отмычках и других «инструментах», с помощью которых они вскрывают сейфы или проникают в бронированные хранилища, где находятся сокровища мировой культуры. Останется в стороне и вопрос о баснословных ценах, по которым продаются украденные шедевры. И тем не менее речь пойдет о расхитителях музейных ценностей, которыми оказываются… все те же микробы. Редко кто задумывается, почему в каждом музее имеется гардероб, само существование которого поневоле уменьшает число посетителей, и для чего в каждом зале висят на стене термометр и психрометр для измерения, соответственно, температуры и влажности воздуха. Все это делается для того, чтобы ограничить проникновение в залы музеев и в запасники невидимых расхитителей музейных ценностей — микробов и создать для них крайне неблагоприятные условия. Недавно в одном из тибетских монастырей было обнаружено удивительное собрание рукописей, возраст которых превышает сотни лет. Выполненные на пергаменте, представляющем собой отличный объект для атаки микроорганизмов, рукописи тем не менее хорошо сохранились. Каким же образом? Посетивший монастырь журналист был удивлен предосторожностями, которые соблюдались при посещении хранилища рукописей. Вход в него состоял из нескольких тамбуров, в каждом из которых надо было прочесть молитву, чтобы очиститься от греховных мыслей и заодно сменить бренную верхнюю одежду. Все это напоминает применение мер предосторожности перед хирургической операцией, когда необходима максимальная стерильность. Именно уменьшение количества микроорганизмов (о полном избавлении от них в этих условиях не может быть и речи) позволило сохранить рукописи для потомков. Картины великих мастеров прошлого, написанные красками, составленными на основе растительных и животных жиров, тоже подвергаются атаке и разрушаются. Ведь составные части лаков и красок служат благоприятной питательной средой для развития микроорганизмов. Пострадавшими могут оказаться не только картины. Микробной атаке подвергаются, к сожалению, все музейные ценности, а также изделия из дерева, текстиля, металла и памятники архитектуры. Все они нуждаются в защите от микроорганизмов. На сырых стенах зданий известный русский микробиолог Б. Л. Исаченко обнаружил тионовые бактерии и высказал предположение (впоследствии подтвердившееся) об их возможной роли в гибели архитектурных сооружений. С деятельностью бактерий английские микробиологи связывают разрушение стен шедевра английской архитектуры — Вестминстерского аббатства. Плесень уничтожает фрески и витражи знаменитого Кентерберийского собора, созданные в XII–XV вв. Крупнейшее в мире собрание чертежей, рисунков и рукописей Леонардо да Винчи в Милане поражено грибком. Шедеврам доисторической живописи — росписям пещеры Ласко в южной Франции, датируемым XV тысячелетием до новой эры, угрожает грибок Fusarium solani. От обычных воров есть защита: сейфы и сигнализационные системы различной степени надежности. Абсолютной защиты от микроорганизмов нет. Самым надежным средством было бы их устранение, но чаще всего такая задача практически невыполнима. И это объясняется не только вездесущностью микробов, но и тем, что не все предметы искусства могут быть подвергнуты жесткой бактерицидной обработке. Поэтому единственное, что в этом случае остается на вооружении в борьбе с этими расхитителями музейных ценностей, — максимальная изоляция предметов искусства, включая их покрытие непроницаемым для микроорганизмов барьером. И чем она надежнее, тем больше шансов на сохранение шедевров мирового искусства для будущих поколений. Вот почему одеваются в стекло и пластик уникальные скульптуры Летнего сада в Санкт-Петербурге и мраморные львы Воронцовского дворца в Алупке. Вот почему серьезно стоит вопрос о сокращении числа посетителей музеев, чтобы сохранить для потомков шедевры ушедших веков.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 1 Как украли железную дорогу</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 1</p> <p>Как украли железную дорогу</p> <p>А отчего, по-твоему, происходят крушения поездов? Отвинти две-три гайки, вот тебе и крушение!</p> <p><em>А. П. Чехов</em></p> <p>У Максима Горького есть притча о двух ворах: один украл доллар — его посадили в тюрьму; другой украл железную дорогу — его избрали в сенат. Некоторых представителей царства микробов можно «заслуженно» выбирать в сенат — они ежегодно крадут не одну железную дорогу. Правда, для осуществления своих планов сенаторы используют коррупцию, а микроорганизмы — коррозию. Из-за нее только в нашей стране пропадает около трети выплавляемого черного металла. При этом более половины, а по некоторым данным более трех четвертей коррозионных потерь может быть отнесено за счет микроорганизмов.</p><p>Как может украсть железную дорогу будущий сенатор, мы читали, но как это делают микроорганизмы? Ведь нужно не только украсть, но и спрятать похищенное. Известный датский физик Нильс Бор во время вторжения немцев в Данию не захотел отдавать свою золотую медаль лауреата Нобелевской премии и спрятал ее. Причем очень надежно, растворив в склянке с царской водкой. Микробы способны не только украсть целиком железную дорогу, но и скрыть ее от посторонних глаз так же искусно, как Нильс Бор. И действительно, они превращают сотни тонн металла в окислы или соли, почти повторяя, по сути, то, что сделал Бор. Конечно, украденную таким образом железную дорогу можно найти, но, увы, использовать ее по прямому назначению уже нельзя. Железные дороги, нефтепроводы, мосты превращаются в кучи ржавчины. Однако не является ли расточительством платить этим пожирателям металла такую дань? И не пора ли отказаться от нее? Эти вопросы возникли сравнительно недавно, когда рост промышленного производства и истощение месторождений полезных ископаемых поставили перед человечеством проблему максимального сокращения потерь металла в процессе долговременной эксплуатации.</p> <p>Открытие новых месторождений нефти и газа, удаленных от промышленных центров, привело к росту протяженности нефте- и газопроводов, что в свою очередь усилило внимание к процессам биокоррозии. Почему это произошло? Дело в том, что нефть и газ представляют собой отличную среду для обитания микроорганизмов, и вполне естественно, что на богатых питательных средах коррозирующее действие микроорганизмов проявляется значительно сильнее. Механизм коррозирующего действия микроорганизмов заключается в следующем. В результате их жизнедеятельности образуются органические и неорганические кислоты, щелочи, аммиак, сульфиды и другие продукты, усиливающие «агрессивные» свойства среды. Кроме того, метаболический цикл, или совокупность реакции жизнедеятельности того или иного микроорганизма может включать в себя коррозионную реакцию, и таким образом коррозия, так же, как и дыхание, сопутствует функционированию микроорганизмов. Собственно говоря, некоторые из них и осуществляют процесс дыхания за счет реакции корродирования, извлекая при этом энергию для своей жизнедеятельности.</p><p>Но самый сильный коррозионный эффект микроорганизмы оказывают тогда, когда и сама реакция, и ее продукты способствуют коррозии. Так, подкисление среды тионовыми бактериями способствовало быстрой коррозии железных болтов, скреплявших тюбинги Киевского метрополитена. Всего за несколько месяцев коррозия составила почти 40 %. При этом тионовые бактерии окисляют закисное железо FeSO<sub class="sup">4</sub> до окисного Fe<sub class="sup">2</sub>(SO<sub class="sup">4</sub>)<sub class="sup">3</sub>. Окисное железо, являясь окислителем, окисляет чистое железо до закисного, которое в свою очередь вновь вступает во взаимодействие с металлическим железом. Получается замкнутый цикл, который не может быть разорван до тех пор, пока в среде будет находиться металлическое железо.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/354931_3_i_004.png"/> </p><p></p><p>Остановиться этот процесс может только тогда, когда все железо окислится или когда условия изменятся так, что жизнедеятельность тионовых бактерий прекратится и разорвется наконец этот порочный цикл.</p><p>Даже в простых водопроводных трубах, где нет благоприятных питательных сред, все равно обнаруживается коррозионный эффект железобактерий.</p><p>Если в первом примере коррозионный процесс осуществляется за счет изменения химического состава среды продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, то во втором случае они сами способствуют возникновению электрохимической коррозии.</p><p>Железобактерии поселяются на неровностях внутренней поверхности труб, образуя скопления (колонии), окруженные оболочками и нитевидными волокнами из гидрата окиси железа. Поверхность труб под этими колониями в меньшей степени омывается водой и растворенным в ней кислородом, чем в свободных зонах. Это приводит к образованию разности потенциалов между участками поверхности, покрытыми колониями и свободными от них; в местах с более положительными значениями потенциала железо теряет электроны, образуя трехвалентный ион, который в присутствии воды превращается в ржавчину — Fe(OH)<sub class="sup">3</sub>. Таким образом, микроорганизмы вызывают не только биокоррозию, но и, как в данном примере, могут способствовать возникновению процесса электрохимической коррозии.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 1 Как украли железную дорогу Глава 1 Как украли железную дорогу А отчего, по-твоему, происходят крушения поездов? Отвинти две-три гайки, вот тебе и крушение! А. П. Чехов У Максима Горького есть притча о двух ворах: один украл доллар — его посадили в тюрьму; другой украл железную дорогу — его избрали в сенат. Некоторых представителей царства микробов можно «заслуженно» выбирать в сенат — они ежегодно крадут не одну железную дорогу. Правда, для осуществления своих планов сенаторы используют коррупцию, а микроорганизмы — коррозию. Из-за нее только в нашей стране пропадает около трети выплавляемого черного металла. При этом более половины, а по некоторым данным более трех четвертей коррозионных потерь может быть отнесено за счет микроорганизмов. Как может украсть железную дорогу будущий сенатор, мы читали, но как это делают микроорганизмы? Ведь нужно не только украсть, но и спрятать похищенное. Известный датский физик Нильс Бор во время вторжения немцев в Данию не захотел отдавать свою золотую медаль лауреата Нобелевской премии и спрятал ее. Причем очень надежно, растворив в склянке с царской водкой. Микробы способны не только украсть целиком железную дорогу, но и скрыть ее от посторонних глаз так же искусно, как Нильс Бор. И действительно, они превращают сотни тонн металла в окислы или соли, почти повторяя, по сути, то, что сделал Бор. Конечно, украденную таким образом железную дорогу можно найти, но, увы, использовать ее по прямому назначению уже нельзя. Железные дороги, нефтепроводы, мосты превращаются в кучи ржавчины. Однако не является ли расточительством платить этим пожирателям металла такую дань? И не пора ли отказаться от нее? Эти вопросы возникли сравнительно недавно, когда рост промышленного производства и истощение месторождений полезных ископаемых поставили перед человечеством проблему максимального сокращения потерь металла в процессе долговременной эксплуатации. Открытие новых месторождений нефти и газа, удаленных от промышленных центров, привело к росту протяженности нефте- и газопроводов, что в свою очередь усилило внимание к процессам биокоррозии. Почему это произошло? Дело в том, что нефть и газ представляют собой отличную среду для обитания микроорганизмов, и вполне естественно, что на богатых питательных средах коррозирующее действие микроорганизмов проявляется значительно сильнее. Механизм коррозирующего действия микроорганизмов заключается в следующем. В результате их жизнедеятельности образуются органические и неорганические кислоты, щелочи, аммиак, сульфиды и другие продукты, усиливающие «агрессивные» свойства среды. Кроме того, метаболический цикл, или совокупность реакции жизнедеятельности того или иного микроорганизма может включать в себя коррозионную реакцию, и таким образом коррозия, так же, как и дыхание, сопутствует функционированию микроорганизмов. Собственно говоря, некоторые из них и осуществляют процесс дыхания за счет реакции корродирования, извлекая при этом энергию для своей жизнедеятельности. Но самый сильный коррозионный эффект микроорганизмы оказывают тогда, когда и сама реакция, и ее продукты способствуют коррозии. Так, подкисление среды тионовыми бактериями способствовало быстрой коррозии железных болтов, скреплявших тюбинги Киевского метрополитена. Всего за несколько месяцев коррозия составила почти 40 %. При этом тионовые бактерии окисляют закисное железо FeSO4 до окисного Fe2(SO4)3. Окисное железо, являясь окислителем, окисляет чистое железо до закисного, которое в свою очередь вновь вступает во взаимодействие с металлическим железом. Получается замкнутый цикл, который не может быть разорван до тех пор, пока в среде будет находиться металлическое железо. Остановиться этот процесс может только тогда, когда все железо окислится или когда условия изменятся так, что жизнедеятельность тионовых бактерий прекратится и разорвется наконец этот порочный цикл. Даже в простых водопроводных трубах, где нет благоприятных питательных сред, все равно обнаруживается коррозионный эффект железобактерий. Если в первом примере коррозионный процесс осуществляется за счет изменения химического состава среды продуктами жизнедеятельности микроорганизмов, то во втором случае они сами способствуют возникновению электрохимической коррозии. Железобактерии поселяются на неровностях внутренней поверхности труб, образуя скопления (колонии), окруженные оболочками и нитевидными волокнами из гидрата окиси железа. Поверхность труб под этими колониями в меньшей степени омывается водой и растворенным в ней кислородом, чем в свободных зонах. Это приводит к образованию разности потенциалов между участками поверхности, покрытыми колониями и свободными от них; в местах с более положительными значениями потенциала железо теряет электроны, образуя трехвалентный ион, который в присутствии воды превращается в ржавчину — Fe(OH)3. Таким образом, микроорганизмы вызывают не только биокоррозию, но и, как в данном примере, могут способствовать возникновению процесса электрохимической коррозии.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 8 Геология рядом с нами</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 8</p> <p>Геология рядом с нами</p> <p>На дне лесных озер, на болотах и речных плесах порой можно заметить рыхлый осадок цвета ржавчины. Если осторожно извлечь этот осадок, не нарушив его структуры, то даже при небольшом увеличении, под лупой можно различить тончайшие нитевидные образования различных оттенков, от желтого до темно-коричневого, причудливым образом переплетенные в комки, напоминающие вату. На первый взгляд может показаться, что ржавчина образовалась из случайно попавшего сюда куска железа. Однако это не так. Рассматривая комочки при большем увеличении, мы заметим множество палочковидных клеток, из которых состоят нити. Клетки покрыты слоем гидрата окиси железа, который и придает им цвет ржавчины. Откуда же взялось в воде такое его количество?</p><p>Железо — один из самых распространенных элементов в природе. Оно встречается в виде окисных и закисных соединений, причем закисные значительно лучше растворяются в воде, чем окисные. Таким образом, наличие в воде растворимых соединений легко объяснить. Они попадают в нее, вымываясь из различных железосодержащих минералов. Но откуда в воде берутся нерастворимые окисные формы железа, непонятно. Тем более что переход закисных форм в окисные происходит очень медленно и в экспериментальных условиях в растворе двухвалентного железа осадок трехвалентного железа если и образуется, то в очень небольших количествах. Следовательно, в природной среде что-то ускоряет процесс окисления железа и его переход в нерастворимые соединения. Этим ускорителем оказались микроорганизмы.</p> <p>Рассматривая под микроскопом уже упомянутые нами нити железистой ваты, можно разглядеть внутри них живые клетки, которые в процессе роста покрываются слоем окислов железа. Одеваясь в такую железную броню, микроорганизмы сами себе прекращают доступ кислорода и в погоне за лучшими условиями жизни как бы вылезают из брони, оставляя наблюдателю рыхлые осадки окислов железа. Со временем эти осадки накапливаются на дне водоемов и, уплотняясь под тяжестью собственного веса и давления воды, образуют месторождение бурого железняка. Еще в XVIII в. шведский ученый Э. Сведенборг отмечал удивительный факт регенерации месторождений железной руды на уже выработанных участках через 24 года. Действительно, для образования промышленного месторождения нужно очень много лет. Однако в микроколичествах образование «месторождения» может наблюдать каждый, у кого есть немного терпения и наблюдательности. Вот вам и геологические процессы на дому.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 8 Геология рядом с нами Глава 8 Геология рядом с нами На дне лесных озер, на болотах и речных плесах порой можно заметить рыхлый осадок цвета ржавчины. Если осторожно извлечь этот осадок, не нарушив его структуры, то даже при небольшом увеличении, под лупой можно различить тончайшие нитевидные образования различных оттенков, от желтого до темно-коричневого, причудливым образом переплетенные в комки, напоминающие вату. На первый взгляд может показаться, что ржавчина образовалась из случайно попавшего сюда куска железа. Однако это не так. Рассматривая комочки при большем увеличении, мы заметим множество палочковидных клеток, из которых состоят нити. Клетки покрыты слоем гидрата окиси железа, который и придает им цвет ржавчины. Откуда же взялось в воде такое его количество? Железо — один из самых распространенных элементов в природе. Оно встречается в виде окисных и закисных соединений, причем закисные значительно лучше растворяются в воде, чем окисные. Таким образом, наличие в воде растворимых соединений легко объяснить. Они попадают в нее, вымываясь из различных железосодержащих минералов. Но откуда в воде берутся нерастворимые окисные формы железа, непонятно. Тем более что переход закисных форм в окисные происходит очень медленно и в экспериментальных условиях в растворе двухвалентного железа осадок трехвалентного железа если и образуется, то в очень небольших количествах. Следовательно, в природной среде что-то ускоряет процесс окисления железа и его переход в нерастворимые соединения. Этим ускорителем оказались микроорганизмы. Рассматривая под микроскопом уже упомянутые нами нити железистой ваты, можно разглядеть внутри них живые клетки, которые в процессе роста покрываются слоем окислов железа. Одеваясь в такую железную броню, микроорганизмы сами себе прекращают доступ кислорода и в погоне за лучшими условиями жизни как бы вылезают из брони, оставляя наблюдателю рыхлые осадки окислов железа. Со временем эти осадки накапливаются на дне водоемов и, уплотняясь под тяжестью собственного веса и давления воды, образуют месторождение бурого железняка. Еще в XVIII в. шведский ученый Э. Сведенборг отмечал удивительный факт регенерации месторождений железной руды на уже выработанных участках через 24 года. Действительно, для образования промышленного месторождения нужно очень много лет. Однако в микроколичествах образование «месторождения» может наблюдать каждый, у кого есть немного терпения и наблюдательности. Вот вам и геологические процессы на дому.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 5 Микробы и землетрясения</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 5</p> <p>Микробы и землетрясения</p> <p>Даже если все микробы разом подпрыгнут, вряд ли это приведет к землетрясению.</p> <p><em>В. Шинкаревский</em></p> <p>Население Земли в 2012 г. составляет около 7 млрд. К 2050 г. нас будет 12 млрд, из них 9 млрд будут жить в городах.</p><p>Исторически сложилось, что большинство городов расположены в устьях рек и на побережьях морей и океанов, где преобладают песчаные почвы или просто даже пески. Возведение многоэтажных зданий, особенно на таких почвах, сопряжено с определенными сложностями, особенно в зонах, где сейсмическая подвижность грунтов доставляет дополнительные трудности или значительно удорожает строительство.</p><p>Сопоставляя размеры микроорганизмов с размером строительных объектов, трудно даже представить себе, что такие маленькие по всем параметрам существа могут оказывать какое-то влияние на такое масштабное явление, как градостроительство. Конечно, микроорганизмы не могут остановить землетрясения или препятствовать их возникновению, но они способны снизить разрушающий эффект этого природного явления, в результате которого страдают дамбы, здания и другие сооружения.</p> <p>Каждый, кто бывал на пляже, наверняка видел «строительство» замков на песке и из песка и знает, насколько непрочны эти сооружения. Их зыбкость и недолговечность объясняется слабым взаимодействием между частицами песка или низким коэффициентом трения.</p><p>В предыдущей главе мы уже писали, как микробы могут уменьшить трение между слоями сыпучих веществ и к чему это может привести. В данной главе речь тоже пойдет о трении, но на этот раз будут рассмотрены возможности микроорганизмов, связанные с его увеличением. Действительно, увеличить трение можно, даже если слегка смочить песок водой. Но она испаряется, и замки, рассыпаясь, разрушаются. В строительстве вместо воды используют цемент — вещество, содержащее углекислый кальций.</p><p>Культура <em>Bacillus pasteurii</em> (продуктом ее метаболизма является все тот же углекислый кальций), внесенная в грунт, как бы цементирует частицы песка друг с другом, увеличивая возможность песчаной почвы противостоять разрушающим силам сдвига, возникающим при землетрясениях.</p><p>Теоретически возможны два варианта использования этого микроорганизма: первый — внедрение культуры <em>Bacillus pasteurii</em> в объем дамбы или фундамента, или, если она в них уже присутствует, — в грунт питательной среды, стимулирующей рост бактерий. Проницаемость песка достаточна велика: в обоих вариантах и бактерии, и питательная среда легко проникают во весь объем грунта, обеспечивая необходимое цементирование. Регулируя количество введенных микроорганизмов и массу питательной среды, можно изменять качество цементирования в зависимости от требований, предъявляемых строительством.</p><p>Такие приемы могли бы предотвратить и провалы, и вымывание грунтов, и оползни, придавая даже уже построенным сооружениям большую устойчивость к землетрясениям.</p><p>Следует также упомянуть о способности микроорганизмов создавать колонии в виде пленок, которые образуются практически везде, где поверхности соприкасаются с водой и воздухом. Бактериальные пленки состоят из миллиардов клеток, склеивающихся с поверхностью и между собой. Они широко представлены в природе, к тому же достаточно и механически, и химически устойчивы. С негативным эффектом увеличения поверхностного слоя бактерий на наших зубах мы сталкиваемся ежедневно утром и вечером, снимая этот налет зубной щеткой. Образующиеся на зубах бляшки, представляющие собой скопление бактерий, достаточно прочно связаны с их поверхностью, и чтобы избавиться от них, иногда приходится прибегать к помощи стоматолога и целого арсенала средств, включая обработку ультразвуком. Изучение образования и роста микробных популяций в виде пленок выявило некоторые механизмы управления поверхностным ростом. Выяснилось, что микроорганизмы выделяют специальные белки, способствующие взаимодействию миллионов бактерий друг с другом, результатом которого и является пленочный рост. Нельзя ли найти полезное применение механической прочности и химической устойчивости микроорганизмов? Такие попытки уже есть. Поверхностные микробные пленки способны служить непроницаемым барьером, препятствующим распространению загрязнений. Значит, можно, например, с их помощью блокировать утечку нефти из поврежденных подземных хранилищ. Такие пленки эластичны и не разрушаются даже при землетрясениях. Причем при их использовании и затраты ниже, и экологическое воздействие на окружающую среду более щадящее, чем при применении для этих же целей эпоксидных смол, а также акриламидных или силикатных пленок.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 5 Микробы и землетрясения Глава 5 Микробы и землетрясения Даже если все микробы разом подпрыгнут, вряд ли это приведет к землетрясению. В. Шинкаревский Население Земли в 2012 г. составляет около 7 млрд. К 2050 г. нас будет 12 млрд, из них 9 млрд будут жить в городах. Исторически сложилось, что большинство городов расположены в устьях рек и на побережьях морей и океанов, где преобладают песчаные почвы или просто даже пески. Возведение многоэтажных зданий, особенно на таких почвах, сопряжено с определенными сложностями, особенно в зонах, где сейсмическая подвижность грунтов доставляет дополнительные трудности или значительно удорожает строительство. Сопоставляя размеры микроорганизмов с размером строительных объектов, трудно даже представить себе, что такие маленькие по всем параметрам существа могут оказывать какое-то влияние на такое масштабное явление, как градостроительство. Конечно, микроорганизмы не могут остановить землетрясения или препятствовать их возникновению, но они способны снизить разрушающий эффект этого природного явления, в результате которого страдают дамбы, здания и другие сооружения. Каждый, кто бывал на пляже, наверняка видел «строительство» замков на песке и из песка и знает, насколько непрочны эти сооружения. Их зыбкость и недолговечность объясняется слабым взаимодействием между частицами песка или низким коэффициентом трения. В предыдущей главе мы уже писали, как микробы могут уменьшить трение между слоями сыпучих веществ и к чему это может привести. В данной главе речь тоже пойдет о трении, но на этот раз будут рассмотрены возможности микроорганизмов, связанные с его увеличением. Действительно, увеличить трение можно, даже если слегка смочить песок водой. Но она испаряется, и замки, рассыпаясь, разрушаются. В строительстве вместо воды используют цемент — вещество, содержащее углекислый кальций. Культура Bacillus pasteurii (продуктом ее метаболизма является все тот же углекислый кальций), внесенная в грунт, как бы цементирует частицы песка друг с другом, увеличивая возможность песчаной почвы противостоять разрушающим силам сдвига, возникающим при землетрясениях. Теоретически возможны два варианта использования этого микроорганизма: первый — внедрение культуры Bacillus pasteurii в объем дамбы или фундамента, или, если она в них уже присутствует, — в грунт питательной среды, стимулирующей рост бактерий. Проницаемость песка достаточна велика: в обоих вариантах и бактерии, и питательная среда легко проникают во весь объем грунта, обеспечивая необходимое цементирование. Регулируя количество введенных микроорганизмов и массу питательной среды, можно изменять качество цементирования в зависимости от требований, предъявляемых строительством. Такие приемы могли бы предотвратить и провалы, и вымывание грунтов, и оползни, придавая даже уже построенным сооружениям большую устойчивость к землетрясениям. Следует также упомянуть о способности микроорганизмов создавать колонии в виде пленок, которые образуются практически везде, где поверхности соприкасаются с водой и воздухом. Бактериальные пленки состоят из миллиардов клеток, склеивающихся с поверхностью и между собой. Они широко представлены в природе, к тому же достаточно и механически, и химически устойчивы. С негативным эффектом увеличения поверхностного слоя бактерий на наших зубах мы сталкиваемся ежедневно утром и вечером, снимая этот налет зубной щеткой. Образующиеся на зубах бляшки, представляющие собой скопление бактерий, достаточно прочно связаны с их поверхностью, и чтобы избавиться от них, иногда приходится прибегать к помощи стоматолога и целого арсенала средств, включая обработку ультразвуком. Изучение образования и роста микробных популяций в виде пленок выявило некоторые механизмы управления поверхностным ростом. Выяснилось, что микроорганизмы выделяют специальные белки, способствующие взаимодействию миллионов бактерий друг с другом, результатом которого и является пленочный рост. Нельзя ли найти полезное применение механической прочности и химической устойчивости микроорганизмов? Такие попытки уже есть. Поверхностные микробные пленки способны служить непроницаемым барьером, препятствующим распространению загрязнений. Значит, можно, например, с их помощью блокировать утечку нефти из поврежденных подземных хранилищ. Такие пленки эластичны и не разрушаются даже при землетрясениях. Причем при их использовании и затраты ниже, и экологическое воздействие на окружающую среду более щадящее, чем при применении для этих же целей эпоксидных смол, а также акриламидных или силикатных пленок.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 4 Микробы и… Бермудский треугольник</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 4</p> <p>Микробы и…</p> <p>Бермудский треугольник</p> <p>Говорил, ломая руки,</p> <p>Краснобай и баламут</p> <p>Про бессилие науки</p> <p>Перед тайною Бермуд.</p> <p><em>В. Высоцкий</em></p> <p>Две трети земной поверхности занимает вода. Моря и океаны, разделяя страны и народы, в то же время служат наиболее дешевыми транспортными магистралями. Тысячи судов различной грузоподъемности бороздят водную поверхность. Однако, несмотря на развитие средств навигации и возросшую энерговооруженность морского транспорта, судоходство по-прежнему представляет собой отнюдь не безопасное мероприятие. И по сей день корабли гибнут из-за туманов, штормов, тайфунов, ураганов, цунами; гибнут, посылая в эфир SOS — призыв о помощи. По сообщениям с потерпевшего крушение корабля можно восстановить всю картину бедствия и в будущих моделях судов учесть выявленные в экстремальных условиях конструктивные недостатки. Но бывают случаи, когда корабли исчезают, не успев подать никаких сигналов. И тогда рождаются легенды, иногда очень интересные и волнующие, о гигантских морских змеях, заглатывающих целые суда, или китах, ударом исполинского хвоста переворачивающих корабли, или об удивительных свойствах некоторых районов океана, например о так называемом Бермудском треугольнике.</p> <p>Так называется область Атлантического океана между Пуэрто-Рико, Флоридой и Бермудскими островами, в которой, согласно мнению многих исследователей, происходит масса необъяснимых явлений. За последние 50 лет в Бермудском треугольнике произошло более 1000 загадочных событий. Для их объяснения используются различные теории, а когда их не хватает, появляются легенды. Но, как правило, они весьма далеки от истинной причины катастрофы, которую пытаются найти моряки и кораблестроители.</p><p>А истина иногда может быть довольно простой. Но сначала немного теории. С тех пор как человек впервые попытался протащить по земле тяжелый предмет, он поневоле столкнулся с проблемой трения, и в частности с трением сыпучих тел. Когда мы тянем по земле достаточно тяжелый груз, то перемещается не только он сам — движутся и верхние слои почвы относительно друг друга. Коэффициент трения между этими пластами определяется состоянием трущихся поверхностей, их шероховатостью, величиной удельного давления, временем подвижного контакта, физико-механическими и химическими свойствами, но главным образом вязкостью, скоростью движения слоев относительно друг друга и смазкой.</p><p>А теперь вообразите себе гигантский сухогруз, груженный рудой. Ее слои благодаря трению крепко «держатся» друг за друга, и она становится почти неподвижным монолитом. Представьте, что коэффициент трения резко уменьшился, и слои «поплыли» относительно друг друга. Добавьте к этому небольшую качку, и вы увидите, как сотни тонн руды начинают перемещаться и с огромной силой ударять в борт судна. В результате оно, расколовшись пополам, тонет. Даже не проломив борт, а только сместившись, огромная масса руды так меняет положение центра тяжести корабля, что он может тут же перевернуться и затонуть, даже не успев послать сигнал SOS<sup class="sup">[1]</sup>.</p><p>Как же мог так быстро измениться коэффициент трения?<sup class="sup">[2]</sup> И здесь злоумышленниками могут оказаться микроорганизмы. Поселившись на поверхности руды и размножаясь в огромных количествах, они образуют пленку, значительно снижающую коэффициент трения. В этом случае микроорганизмы играют роль смазочных масел, с той лишь разницей, что снижение коэффициента трения приводит отнюдь не к положительным результатам, как это обычно бывает в технике, а к трагическим последствиям.</p><p>Кстати сказать, в пресловутом Бермудском треугольнике, где таинственным образом исчезают корабли, идеальные условия для развития микроорганизмов: высокие температура и влажность воздуха. И как знать, не являются ли в некоторых случаях виновниками таинственного исчезновения судов не космические пришельцы и не удивительные свойства некоторых участков морской поверхности, а всего-навсего вездесущие микроорганизмы?</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 4 Микробы и… Бермудский треугольник Глава 4 Микробы и… Бермудский треугольник Говорил, ломая руки, Краснобай и баламут Про бессилие науки Перед тайною Бермуд. В. Высоцкий Две трети земной поверхности занимает вода. Моря и океаны, разделяя страны и народы, в то же время служат наиболее дешевыми транспортными магистралями. Тысячи судов различной грузоподъемности бороздят водную поверхность. Однако, несмотря на развитие средств навигации и возросшую энерговооруженность морского транспорта, судоходство по-прежнему представляет собой отнюдь не безопасное мероприятие. И по сей день корабли гибнут из-за туманов, штормов, тайфунов, ураганов, цунами; гибнут, посылая в эфир SOS — призыв о помощи. По сообщениям с потерпевшего крушение корабля можно восстановить всю картину бедствия и в будущих моделях судов учесть выявленные в экстремальных условиях конструктивные недостатки. Но бывают случаи, когда корабли исчезают, не успев подать никаких сигналов. И тогда рождаются легенды, иногда очень интересные и волнующие, о гигантских морских змеях, заглатывающих целые суда, или китах, ударом исполинского хвоста переворачивающих корабли, или об удивительных свойствах некоторых районов океана, например о так называемом Бермудском треугольнике. Так называется область Атлантического океана между Пуэрто-Рико, Флоридой и Бермудскими островами, в которой, согласно мнению многих исследователей, происходит масса необъяснимых явлений. За последние 50 лет в Бермудском треугольнике произошло более 1000 загадочных событий. Для их объяснения используются различные теории, а когда их не хватает, появляются легенды. Но, как правило, они весьма далеки от истинной причины катастрофы, которую пытаются найти моряки и кораблестроители. А истина иногда может быть довольно простой. Но сначала немного теории. С тех пор как человек впервые попытался протащить по земле тяжелый предмет, он поневоле столкнулся с проблемой трения, и в частности с трением сыпучих тел. Когда мы тянем по земле достаточно тяжелый груз, то перемещается не только он сам — движутся и верхние слои почвы относительно друг друга. Коэффициент трения между этими пластами определяется состоянием трущихся поверхностей, их шероховатостью, величиной удельного давления, временем подвижного контакта, физико-механическими и химическими свойствами, но главным образом вязкостью, скоростью движения слоев относительно друг друга и смазкой. А теперь вообразите себе гигантский сухогруз, груженный рудой. Ее слои благодаря трению крепко «держатся» друг за друга, и она становится почти неподвижным монолитом. Представьте, что коэффициент трения резко уменьшился, и слои «поплыли» относительно друг друга. Добавьте к этому небольшую качку, и вы увидите, как сотни тонн руды начинают перемещаться и с огромной силой ударять в борт судна. В результате оно, расколовшись пополам, тонет. Даже не проломив борт, а только сместившись, огромная масса руды так меняет положение центра тяжести корабля, что он может тут же перевернуться и затонуть, даже не успев послать сигнал SOS[1]. Как же мог так быстро измениться коэффициент трения?[2] И здесь злоумышленниками могут оказаться микроорганизмы. Поселившись на поверхности руды и размножаясь в огромных количествах, они образуют пленку, значительно снижающую коэффициент трения. В этом случае микроорганизмы играют роль смазочных масел, с той лишь разницей, что снижение коэффициента трения приводит отнюдь не к положительным результатам, как это обычно бывает в технике, а к трагическим последствиям. Кстати сказать, в пресловутом Бермудском треугольнике, где таинственным образом исчезают корабли, идеальные условия для развития микроорганизмов: высокие температура и влажность воздуха. И как знать, не являются ли в некоторых случаях виновниками таинственного исчезновения судов не космические пришельцы и не удивительные свойства некоторых участков морской поверхности, а всего-навсего вездесущие микроорганизмы?
true
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 39</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Анализируем поведение насекомых</p><p>Когда мы наблюдаем, как оса целифрон строит гнездо, мы не задумываемся над тем, что такой тип гнезда существует уже тысячелетия, возможно с тех пор, как эти осы появились на земле. Закончив постройку гнезда, оса делает запасы пищи, которой питается именно этот вид ос, и откладывает в гнездо яички только таким образом, который свойствен данному виду. Когда оса трудится, у нее нет никакого жизненного опыта. Ее поведение инстинктивно.</p><p>Но что такое инстинкт? Никто еще не смог сколько-нибудь удовлетворительно ответить на это. Можно сказать, что инстинкт – это реакция организма на один или большее число раздражителей.</p><p>Воздействие раздражителей вызывает определенный ответ – таксис. Ответ непроизволен, иначе говоря, рефлекторен. Следовательно, сложное инстинктивное действие – это цепь, состоящая из звеньев – простых рефлексов. Раздражители могут быть не только внешними (свет, тепло и т. д.), но и внутренними. Способность специфически отвечать на различные раздражители – врожденное качество.</p> <p>Вероятно, ближе всего мы подойдем к объяснению инстинкта, если скажем, что он представляет собой цепь рефлексов определенной последовательности, вызываемых физическими или химическими раздражителями, и проявляется без предварительного жизненного опыта или обучения. Как правило, инстинкт устойчив, хотя и может изменяться.</p><p>Теперь посмотрим, насколько все это применимо к осе целифрону. Конечно, насекомое не получало никакой «инструкции» о типе строящегося гнезда, о материале, который надо использовать, или о выборе места. Строительство гнезда, за которым следует добывание пищи, перенос добычи в гнездо и откладка на нее яиц – это все ответы на различные раздражители: подбор правильного вида грязи, вероятно, определяется осязательными и вкусовыми раздражителями; захват добычи – зрительными и обонятельными; откладка яиц – внутренней физиологической потребностью организма. Все эти действия совершаются в последовательности, которая называется ритмом инстинкта.</p><p>Ритм инстинкта, как правило, устойчив. Это хорошо видно на примере осы-гончара. Инстинкт гнездования проявляется у этого насекомого в выполнении четырех четко различимых действий: постройка гнезда, запасание гусениц, подвешивание яйца к потолку гнезда, запечатывание гнезда. Если в момент заполнения гнезда пищей прорезать в нем отверстие, оса не станет прекращать работы, чтобы починить гнездо, а будет по-прежнему наполнять его пищей, затем отложит яйцо и закроет гнездо.</p><p>Однако, если отверстие сделать в ободке гнезда, когда оса заканчивает его, она остановится и починит гнездо. Другими словами, оса не может изменить последовательности действий и будет неуклонно проделывать ряд операций до конца, несмотря на явную опасность: ведь у гнезда есть отверстие, и оно не защищено.</p><p>Итак, чтобы инстинкт проявился, нужен раздражитель, а в самом проявлении инстинкта существует определенная последовательность. Прерванное на какой-либо стадии работы насекомое не может повернуть вспять привычную цепь последовательных действий и, если ему мешают, теряется, не зная, что делать дальше. Так, обычно оса тащит в свое гнездо кобылку за усики, по, если их отрезать, оса совсем не сможет перенести кобылку. Попробуйте пересадить взрослую гусеницу, которая обычно кормится на определенном растении, на растение другого вида: она будет голодать, но не приспособится к новой пище.</p><p>Однако поведение насекомых нельзя назвать полностью консервативным: они нередко изменяют свои повадки. Острый глаз наблюдателя может обнаружить отклонения в выполнении любого инстинктивного действия. Оса-гончар, например, может прикрепить гнездо к новому виду опоры, внести небольшие изменения в свой обычный «архитектурный план». Как правило, она сглаживает внешнюю сторону гнезда, но иногда вдруг оставляет прилепившиеся к ней крупинки грязи. Нередко оса не строит нового гнезда, а живет в старом. Обычно гусеницу трудно приучить к другой пище, но, если ее выкармливать на новом растении сразу после отрождения, она будет питаться этой новой растительной пищей. Среди гусениц, использовавших весь запас обычной пищи, только некоторые переходят на новое растение и выживают; остальные гусеницы этой же кладки умирают от голода.</p><p>Часто инстинкт изменяется в результате соприкосновения с жизненным опытом. Первые полеты стрекозы чисто инстинктивны – они еще неустойчивы; позднее благодаря приобретенному опыту ее полеты становятся более «управляемыми». В сочетании с жизненным опытом инстинктивные действия превращаются в сильные привычки, последовательность которых закрепляется повторением.</p><p>Инстинктивные реакции вызываются раздражителями, – по-видимому, только этим мы можем попытаться объяснить поведение насекомого. Первое движение гусеницы внутри яйца, несомненно, вызвано каким-то ощущением, вероятно просто температурным раздражителем. Затем прикосновение к оболочке яйца приводит в действие челюсти и гусеница прокладывает путь наружу, безусловно не «зная», что выйдет из оболочки. В период кормления гусеница, конечно, не «сознает», что накапливает пищу к тому времени, когда превратится в крылатую взрослую особь. А затем она сооружает убежище, такое же, как у своих сестер – гусениц той же кладки. Бабочка, вероятно, руководствуется чувством запаха или каким-то другим раздражителем в выборе растения, на котором она будет откладывать яйца; иначе как объяснить выбор монархом ваточника или родственных ему видов растений? По всей видимости, откладка яиц не производится до тех пор, пока ее не вызовет какой-то раздражитель, в данном случае, вероятно, запах ваточника.</p><p>Врожденная реакция на химический пищевой раздражитель называется хемотаксисом.</p><p>Потревоженный растительноядный жук падает на землю и остается неподвижным – действие, разумеется, полностью инстинктивное, а не «обдуманное»: ведь нельзя же считать, что жук сознательно «симулирует смерть» в целях маскировки.</p><p>Проявляют ли насекомые какую-либо степень умственных способностей? Это вопрос спорный. Хотя инстинкт, несомненно, основа поведения насекомых, можно ли только им объяснить все их действия?</p><p>Так, например, пчела или оса, в первый раз покинувшая гнездо, находит дорогу назад. Что здесь – какое-то таинственное чувство направления? Или, может быть, насекомое использует «опознавательные знаки»? Было замечено, что осы, впервые покидая гнездо, совершают круговые полеты; их назвали ориентирующими облетами, или изучением местности. Возможно, таким образом оса, прежде чем отправиться в более длительный полет, запоминает предметы, которые укажут ей путь при возвращении. Это предположение подтверждается тем фактом, что, если удалить или перенести на новое место некоторые опознавательные предметы – камни или сорняки – или добавить другие, осы не находят обратной дороги. Такие действия могут быть просто реакциями типа таксисов. То, что мы раньше считали признаками умственных способностей муравьев, например когда один муравей распознает другого члена той же общины, обусловливается, как было показано, реакциями на определенные раздражения органов чувств.</p><p>Если умение делать выбор – признак умственных способностей, можно ли на этом основании предполагать, что у насекомых есть разум? Они в состоянии контролировать свое передвижение, выбирать добычу и избегать врагов. Все это – результат жизненного опыта. Известно, что муравьи могут пользоваться своим жизненным опытом, что у них есть память в общем смысле этого слова, но известно также и то, что «образы» в их «памяти» лишь результат раздражения чувств. Пчелы не способны по «желанию» «вспоминать» какие-либо действия или образы. Как бы «разумно» ни вели себя общественные насекомые, нет никаких доказательств их абстрактного мышления. Даже муравьи «теряются» в критическом положении, из которого можно найти выход при помощи самого простого абстрактного рассуждения. Несомненно, поведение насекомых чисто инстинктивно, хотя общественные насекомые и могут проявлять некоторые, очень слабые умственные способности.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 39 Анализируем поведение насекомых Когда мы наблюдаем, как оса целифрон строит гнездо, мы не задумываемся над тем, что такой тип гнезда существует уже тысячелетия, возможно с тех пор, как эти осы появились на земле. Закончив постройку гнезда, оса делает запасы пищи, которой питается именно этот вид ос, и откладывает в гнездо яички только таким образом, который свойствен данному виду. Когда оса трудится, у нее нет никакого жизненного опыта. Ее поведение инстинктивно. Но что такое инстинкт? Никто еще не смог сколько-нибудь удовлетворительно ответить на это. Можно сказать, что инстинкт – это реакция организма на один или большее число раздражителей. Воздействие раздражителей вызывает определенный ответ – таксис. Ответ непроизволен, иначе говоря, рефлекторен. Следовательно, сложное инстинктивное действие – это цепь, состоящая из звеньев – простых рефлексов. Раздражители могут быть не только внешними (свет, тепло и т. д.), но и внутренними. Способность специфически отвечать на различные раздражители – врожденное качество. Вероятно, ближе всего мы подойдем к объяснению инстинкта, если скажем, что он представляет собой цепь рефлексов определенной последовательности, вызываемых физическими или химическими раздражителями, и проявляется без предварительного жизненного опыта или обучения. Как правило, инстинкт устойчив, хотя и может изменяться. Теперь посмотрим, насколько все это применимо к осе целифрону. Конечно, насекомое не получало никакой «инструкции» о типе строящегося гнезда, о материале, который надо использовать, или о выборе места. Строительство гнезда, за которым следует добывание пищи, перенос добычи в гнездо и откладка на нее яиц – это все ответы на различные раздражители: подбор правильного вида грязи, вероятно, определяется осязательными и вкусовыми раздражителями; захват добычи – зрительными и обонятельными; откладка яиц – внутренней физиологической потребностью организма. Все эти действия совершаются в последовательности, которая называется ритмом инстинкта. Ритм инстинкта, как правило, устойчив. Это хорошо видно на примере осы-гончара. Инстинкт гнездования проявляется у этого насекомого в выполнении четырех четко различимых действий: постройка гнезда, запасание гусениц, подвешивание яйца к потолку гнезда, запечатывание гнезда. Если в момент заполнения гнезда пищей прорезать в нем отверстие, оса не станет прекращать работы, чтобы починить гнездо, а будет по-прежнему наполнять его пищей, затем отложит яйцо и закроет гнездо. Однако, если отверстие сделать в ободке гнезда, когда оса заканчивает его, она остановится и починит гнездо. Другими словами, оса не может изменить последовательности действий и будет неуклонно проделывать ряд операций до конца, несмотря на явную опасность: ведь у гнезда есть отверстие, и оно не защищено. Итак, чтобы инстинкт проявился, нужен раздражитель, а в самом проявлении инстинкта существует определенная последовательность. Прерванное на какой-либо стадии работы насекомое не может повернуть вспять привычную цепь последовательных действий и, если ему мешают, теряется, не зная, что делать дальше. Так, обычно оса тащит в свое гнездо кобылку за усики, по, если их отрезать, оса совсем не сможет перенести кобылку. Попробуйте пересадить взрослую гусеницу, которая обычно кормится на определенном растении, на растение другого вида: она будет голодать, но не приспособится к новой пище. Однако поведение насекомых нельзя назвать полностью консервативным: они нередко изменяют свои повадки. Острый глаз наблюдателя может обнаружить отклонения в выполнении любого инстинктивного действия. Оса-гончар, например, может прикрепить гнездо к новому виду опоры, внести небольшие изменения в свой обычный «архитектурный план». Как правило, она сглаживает внешнюю сторону гнезда, но иногда вдруг оставляет прилепившиеся к ней крупинки грязи. Нередко оса не строит нового гнезда, а живет в старом. Обычно гусеницу трудно приучить к другой пище, но, если ее выкармливать на новом растении сразу после отрождения, она будет питаться этой новой растительной пищей. Среди гусениц, использовавших весь запас обычной пищи, только некоторые переходят на новое растение и выживают; остальные гусеницы этой же кладки умирают от голода. Часто инстинкт изменяется в результате соприкосновения с жизненным опытом. Первые полеты стрекозы чисто инстинктивны – они еще неустойчивы; позднее благодаря приобретенному опыту ее полеты становятся более «управляемыми». В сочетании с жизненным опытом инстинктивные действия превращаются в сильные привычки, последовательность которых закрепляется повторением. Инстинктивные реакции вызываются раздражителями, – по-видимому, только этим мы можем попытаться объяснить поведение насекомого. Первое движение гусеницы внутри яйца, несомненно, вызвано каким-то ощущением, вероятно просто температурным раздражителем. Затем прикосновение к оболочке яйца приводит в действие челюсти и гусеница прокладывает путь наружу, безусловно не «зная», что выйдет из оболочки. В период кормления гусеница, конечно, не «сознает», что накапливает пищу к тому времени, когда превратится в крылатую взрослую особь. А затем она сооружает убежище, такое же, как у своих сестер – гусениц той же кладки. Бабочка, вероятно, руководствуется чувством запаха или каким-то другим раздражителем в выборе растения, на котором она будет откладывать яйца; иначе как объяснить выбор монархом ваточника или родственных ему видов растений? По всей видимости, откладка яиц не производится до тех пор, пока ее не вызовет какой-то раздражитель, в данном случае, вероятно, запах ваточника. Врожденная реакция на химический пищевой раздражитель называется хемотаксисом. Потревоженный растительноядный жук падает на землю и остается неподвижным – действие, разумеется, полностью инстинктивное, а не «обдуманное»: ведь нельзя же считать, что жук сознательно «симулирует смерть» в целях маскировки. Проявляют ли насекомые какую-либо степень умственных способностей? Это вопрос спорный. Хотя инстинкт, несомненно, основа поведения насекомых, можно ли только им объяснить все их действия? Так, например, пчела или оса, в первый раз покинувшая гнездо, находит дорогу назад. Что здесь – какое-то таинственное чувство направления? Или, может быть, насекомое использует «опознавательные знаки»? Было замечено, что осы, впервые покидая гнездо, совершают круговые полеты; их назвали ориентирующими облетами, или изучением местности. Возможно, таким образом оса, прежде чем отправиться в более длительный полет, запоминает предметы, которые укажут ей путь при возвращении. Это предположение подтверждается тем фактом, что, если удалить или перенести на новое место некоторые опознавательные предметы – камни или сорняки – или добавить другие, осы не находят обратной дороги. Такие действия могут быть просто реакциями типа таксисов. То, что мы раньше считали признаками умственных способностей муравьев, например когда один муравей распознает другого члена той же общины, обусловливается, как было показано, реакциями на определенные раздражения органов чувств. Если умение делать выбор – признак умственных способностей, можно ли на этом основании предполагать, что у насекомых есть разум? Они в состоянии контролировать свое передвижение, выбирать добычу и избегать врагов. Все это – результат жизненного опыта. Известно, что муравьи могут пользоваться своим жизненным опытом, что у них есть память в общем смысле этого слова, но известно также и то, что «образы» в их «памяти» лишь результат раздражения чувств. Пчелы не способны по «желанию» «вспоминать» какие-либо действия или образы. Как бы «разумно» ни вели себя общественные насекомые, нет никаких доказательств их абстрактного мышления. Даже муравьи «теряются» в критическом положении, из которого можно найти выход при помощи самого простого абстрактного рассуждения. Несомненно, поведение насекомых чисто инстинктивно, хотя общественные насекомые и могут проявлять некоторые, очень слабые умственные способности.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 25</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Собираем коллекцию и делаем удивительные открытия</p><p>Сравните два экземпляра одного и того же вида. Вы, вероятно, заметите, что они окрашены не совсем одинаково. Предположим, например, что вы собрали целую серию бабочек дубовой листовертки: их окраска колеблется от бледно-желтой до коричневой. Из нескольких сот экземпляров колорадского жука (рис. 168) вы не найдете двух с совершенно одинаковым рисунком на переднеспинке (рис. 169).</p><p>Бабочку-ленточницу илию можно найти более чем в пятидесяти вариантах, и каждый мог бы иметь свое собственное название, если бы не тот факт, что они переходят один в другой.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_27_pic_91.jpg"/> </p><p>Рис. 168. Колорадский жук, или картофельный листоед. Рис. 169. Изменчивость в рисунке переднеспинки колорадского жука.</p><p>Рисунки на надкрыльях мексиканского жука-коровки (рис. 170) могут быть бесконечно разнообразными; некоторые из них показаны на рис. 171. Жуки-скакуны тоже часто «разрисованы» поразному. Во многих случаях различие в окраске особей одного и того же вида едва заметно, но тем не менее оно существует.</p> <p>Иногда обычный для данного вида насекомого цвет заменяется другим. Встречаются бабочки адмиралы не красные, а желтые. Разнообразна окраска жуков божьих коровок. Жук-листоед лина по выходе из яйца имеет светлую окраску, но вскоре становится желтым с черным рисунком, а через несколько часов желтый цвет под действием солнечного света превращается в красный. После смерти насекомого красный цвет через оранжевый переходит опять в желтый. Красный и желтый цвета легко заменяют друг друга, так как их дают пигменты, находящиеся в тесном химическом родстве. Однако данный цвет возникает обычно как результат обмена веществ. У живого насекомого желтый цвет, например, преобладает в условиях заторможенного развития пигмента. У мертвого насекомого этот цвет является следствием процессов разложения, ослабляющих пигмент.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_27_pic_92.jpg"/> </p><p>Родственными являются также желтый и зеленый пигменты. У обитателя полей и лугов четырехполосого травяного клопа (рис. 172) полоски, сначала желтые, становятся потом зелеными, а после смерти насекомого – снова желтыми. Переходы от желтого цвета к зеленому и обратно у травоядных насекомых, зеленый цвет которых обусловлен хлорофиллом, связаны, вероятно, с процессами, происходящими в листьях. Вы знаете, конечно, что листья, выросшие в темноте, желтые и зеленеют лишь под действием солнечного света. Осенью, когда из-за прекращения обмена веществ листья увядают, хлорофилл распадается и вступает в свои права желтый пигмент ксантофилл, ранее затемненный хлорофиллом. Но не следует думать, что все цветовые изменения связаны с изменениями пигмента. Они могут быть обусловлены и изменениями в структуре поверхности: например, отдельные виды жуков-скакунов и жуков-красотелов синие, тогда как обычный их цвет зеленый. Саранчовые зеленой окраски к концу лета становятся иногда розовыми. Причина нам не известна.</p><p>У многих насекомых окраска является отличительным признаком пола. Типичные насекомые с половым диморфизмом, проявляющимся в окраске (чаще его называют цветовым половым диморфизмом), – дневные бабочки, например хорошо знакомая всем репная белянка. У самца на верхней стороне каждого переднего крыла одно яркое черное пятно, у самки их два (рис. 173).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_27_pic_93.jpg"/> </p><p>Самец шахматной белянки имеет несколько коричневых пятен на передних крыльях, а у самки оба крыла испещрены коричневыми пятнами (рис. 174). Черная полоса, расположенная по краю передних крыльев желтушки обыкновенной, яркая и сплошная у самца и расплывчатая, с желтыми пятнами у самки (рис. 175).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_27_pic_94.jpg"/> </p><p>По окраске обычно определяется и пол бабочек-парусников. Попробуйте сами сделать это. Самцов бабочки-толстоголовки можно узнать по косой прерывистой черной линии посередине переднего крыла. По-разному окрашены самцы и самки сатурнии прометея. Самец непарного шелкопряда оливково-коричневый, самка белая. У бабочек сатурнии ио и персиковой стеклянницы окраска в зависимости от пола также весьма различна. Крылья самца персиковой стеклянницы бесцветны и прозрачны; передние крылья самки фиолетовые и непрозрачные (рис. 176). Иногда один и тот же пол имеет две различные цветовые формы. Примером может служить парусник светлый, хорошо знакомый тем, кто интересуется насекомыми. Его самка бывает либо желтой с черным рисунком, либо черноватокоричневой с черным рисунком.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_27_pic_95.jpg"/> </p><p>Для дневных и ночных бабочек цветовой половой диморфизм наиболее типичен, но встречается он и у других насекомых. Самка цикадки-горбатки ложноакациевой имеет равномерную коричневую окраску; самец гораздо темнее, почти черный; с каждой стороны тела у него широкая ярко-желтая полоса (рис. 177). Чернокрылая стрекоза – представитель равнокрылых стрекоз – также имеет разную окраску в зависимости от пола: крылья самца бархатисто-черные, самки – дымчатые, с четкими белыми пятнами на кончиках. Брюшко самки вишнево-боярышникового пилильщика черное с металлическим блеском, переднегрудь красновато-коричневая; у самца на брюшке широкая беловатая полоса и грудь светлее.</p><p>Имеет ли цветовой половой диморфизм практическое значение? Защитной роли он, по-видимому, не играет, хотя вообще окраска, как мы увидим ниже, в какой-то мере защищает насекомых. У большинства видов половые различия в окраске обычно настолько незначительны и непостоянны, что вряд ли могут служить опознавательными знаками, посредством которых насекомые разных полов находят друг друга, хотя в некоторых случаях эти различия и могут иметь значение. Насколько мы знаем, насекомые способны различать цвета только в самом общем виде. Например, самец сатурнии прометея находит самку не по окраске, а по запаху, несмотря на большую разницу в их окраске. По всей вероятности, цветовой половой диморфизм нельзя считать результатом естественного отбора; это явление носит характер более или менее случайный и второстепенный и, по-видимому, вызывается теми же условиями, что и изменения цвета вообще.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 25 Собираем коллекцию и делаем удивительные открытия Сравните два экземпляра одного и того же вида. Вы, вероятно, заметите, что они окрашены не совсем одинаково. Предположим, например, что вы собрали целую серию бабочек дубовой листовертки: их окраска колеблется от бледно-желтой до коричневой. Из нескольких сот экземпляров колорадского жука (рис. 168) вы не найдете двух с совершенно одинаковым рисунком на переднеспинке (рис. 169). Бабочку-ленточницу илию можно найти более чем в пятидесяти вариантах, и каждый мог бы иметь свое собственное название, если бы не тот факт, что они переходят один в другой. Рис. 168. Колорадский жук, или картофельный листоед. Рис. 169. Изменчивость в рисунке переднеспинки колорадского жука. Рисунки на надкрыльях мексиканского жука-коровки (рис. 170) могут быть бесконечно разнообразными; некоторые из них показаны на рис. 171. Жуки-скакуны тоже часто «разрисованы» поразному. Во многих случаях различие в окраске особей одного и того же вида едва заметно, но тем не менее оно существует. Иногда обычный для данного вида насекомого цвет заменяется другим. Встречаются бабочки адмиралы не красные, а желтые. Разнообразна окраска жуков божьих коровок. Жук-листоед лина по выходе из яйца имеет светлую окраску, но вскоре становится желтым с черным рисунком, а через несколько часов желтый цвет под действием солнечного света превращается в красный. После смерти насекомого красный цвет через оранжевый переходит опять в желтый. Красный и желтый цвета легко заменяют друг друга, так как их дают пигменты, находящиеся в тесном химическом родстве. Однако данный цвет возникает обычно как результат обмена веществ. У живого насекомого желтый цвет, например, преобладает в условиях заторможенного развития пигмента. У мертвого насекомого этот цвет является следствием процессов разложения, ослабляющих пигмент. Родственными являются также желтый и зеленый пигменты. У обитателя полей и лугов четырехполосого травяного клопа (рис. 172) полоски, сначала желтые, становятся потом зелеными, а после смерти насекомого – снова желтыми. Переходы от желтого цвета к зеленому и обратно у травоядных насекомых, зеленый цвет которых обусловлен хлорофиллом, связаны, вероятно, с процессами, происходящими в листьях. Вы знаете, конечно, что листья, выросшие в темноте, желтые и зеленеют лишь под действием солнечного света. Осенью, когда из-за прекращения обмена веществ листья увядают, хлорофилл распадается и вступает в свои права желтый пигмент ксантофилл, ранее затемненный хлорофиллом. Но не следует думать, что все цветовые изменения связаны с изменениями пигмента. Они могут быть обусловлены и изменениями в структуре поверхности: например, отдельные виды жуков-скакунов и жуков-красотелов синие, тогда как обычный их цвет зеленый. Саранчовые зеленой окраски к концу лета становятся иногда розовыми. Причина нам не известна. У многих насекомых окраска является отличительным признаком пола. Типичные насекомые с половым диморфизмом, проявляющимся в окраске (чаще его называют цветовым половым диморфизмом), – дневные бабочки, например хорошо знакомая всем репная белянка. У самца на верхней стороне каждого переднего крыла одно яркое черное пятно, у самки их два (рис. 173). Самец шахматной белянки имеет несколько коричневых пятен на передних крыльях, а у самки оба крыла испещрены коричневыми пятнами (рис. 174). Черная полоса, расположенная по краю передних крыльев желтушки обыкновенной, яркая и сплошная у самца и расплывчатая, с желтыми пятнами у самки (рис. 175). По окраске обычно определяется и пол бабочек-парусников. Попробуйте сами сделать это. Самцов бабочки-толстоголовки можно узнать по косой прерывистой черной линии посередине переднего крыла. По-разному окрашены самцы и самки сатурнии прометея. Самец непарного шелкопряда оливково-коричневый, самка белая. У бабочек сатурнии ио и персиковой стеклянницы окраска в зависимости от пола также весьма различна. Крылья самца персиковой стеклянницы бесцветны и прозрачны; передние крылья самки фиолетовые и непрозрачные (рис. 176). Иногда один и тот же пол имеет две различные цветовые формы. Примером может служить парусник светлый, хорошо знакомый тем, кто интересуется насекомыми. Его самка бывает либо желтой с черным рисунком, либо черноватокоричневой с черным рисунком. Для дневных и ночных бабочек цветовой половой диморфизм наиболее типичен, но встречается он и у других насекомых. Самка цикадки-горбатки ложноакациевой имеет равномерную коричневую окраску; самец гораздо темнее, почти черный; с каждой стороны тела у него широкая ярко-желтая полоса (рис. 177). Чернокрылая стрекоза – представитель равнокрылых стрекоз – также имеет разную окраску в зависимости от пола: крылья самца бархатисто-черные, самки – дымчатые, с четкими белыми пятнами на кончиках. Брюшко самки вишнево-боярышникового пилильщика черное с металлическим блеском, переднегрудь красновато-коричневая; у самца на брюшке широкая беловатая полоса и грудь светлее. Имеет ли цветовой половой диморфизм практическое значение? Защитной роли он, по-видимому, не играет, хотя вообще окраска, как мы увидим ниже, в какой-то мере защищает насекомых. У большинства видов половые различия в окраске обычно настолько незначительны и непостоянны, что вряд ли могут служить опознавательными знаками, посредством которых насекомые разных полов находят друг друга, хотя в некоторых случаях эти различия и могут иметь значение. Насколько мы знаем, насекомые способны различать цвета только в самом общем виде. Например, самец сатурнии прометея находит самку не по окраске, а по запаху, несмотря на большую разницу в их окраске. По всей вероятности, цветовой половой диморфизм нельзя считать результатом естественного отбора; это явление носит характер более или менее случайный и второстепенный и, по-видимому, вызывается теми же условиями, что и изменения цвета вообще.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 21 Микробы и ферменты</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 21</p> <p>Микробы и ферменты</p> <p>Около 100 лет тому назад в 1907 г. Эдвард Бюхнер (не путать с Эрнестом Бюхнером, изобретателем воронки Бюхнера) получил Нобелевскую премию за открытие ферментации бесклеточными экстрактами из дрожжей. Растерев дрожжевые клетки с кварцевым песком и отфильтровав полученную жидкость, Бюхнер получил «вытяжку», способную проводить ферментацию сахара так же, как и живые клетки.</p><p>С ферментацией (от латинского fermentare — вызывать брожение) человек ознакомился еще в доисторические времена, когда началось производство и потребление спиртных напитков. Но только лишь в XVIII в. было изучено, как происходит этот процесс, т. е. как сахар превращается в спирт и углекислый газ. Наблюдения А. Левенгука и классические опыты Л. Пастера показали, что ферментация возможна только в присутствии живых клеток.</p><p>Полученные Бюхнером результаты противоречили этим утверждениям. Объединить две противоположные точки зрения могло только предположение, что и в клеточном экстракте, и в самих дрожжах присутствует одно и то же действующее начало. Из этого следовало, что никаких различий между химией живого и неживого не существует и что действующее начало может работать и вне живой клетки, если его удается выделить из нее в нативном (неповрежденном) виде.</p> <p>Этому действующему началу подобрали название — энзим (фермент), и с этого времени энзимология стала бурно развиваться. Оказалось, что в живой клетке присутствует множество ферментов (на сегодня их известно около 3700!) и они служат катализаторами всех протекающих в ней биохимических реакций. Ферменты намного эффективнее обычных химических катализаторов — по сравнению с ними они ускоряют реакции в сотни и тысячи раз. Ферменты участвуют в разложении веществ, биосинтезе, получении энергии, при фото- и хемосинтезе, передаче наследственной информации и даже для исправления в ней ошибок.</p><p>Одной из главнейших функций живого является сохранение вида. Для ее выполнения требуется проведение множества биохимических реакций. Сравнивая микроорганизм с микроскопическим заводом, можно сказать, что ферменты — обширный и разнообразный станочный парк этого завода. Они являются теми высокоточными инструментами, с помощью которых клетка штампует различные комплектующие, используемые для последующего монтажа изделия главного сборочного конвейера — новой клетки. Если же нас интересует один из продуктов метаболизма, то нужно выделить соответствующий фермент и использовать его для получения целевого продукта вне связи с общей задачей выживания.</p><p>Хотя ферменты и содержатся во всех живых клетках, в промышленных масштабах их получают в основном из клеток микроорганизмов. Это самый удобный источник получения ферментов, так как их концентрация может быть значительно увеличена за счет изменения условий культивирования или генетических манипуляций.</p><p>После получения и выделения ферментов необходимо, не нарушая тонкой структуры, сохранить их в работающем состоянии и создать условия, в которых их активность сохранялась бы достаточно долго. Подобно мифическому Антею, оторванному Гераклом от матери-Земли, ферменты, отделенные от клетки, быстро теряют активность. Эта проблема стабильности успешно решается с помощью техники иммобилизации. Ферменты прикрепляются химическими связями к носителю или включаются в объем органических полимерных гелей. Таким образом получают высокоэффективные, высокоспецифичные биокатализаторы пролонгированного действия, позволяющие поднять производительность многих производств.</p><p>Выделенные ферменты используются в виноделии и пивоварении, хлебопечении и сыроварении, при производстве спирта и уксуса. Ферменты находят все большее применение в медицине не только как катализаторы, но и как высокочувствительные и скоростные анализаторы. Производство ферментов достигло поистине промышленных масштабов: речь идет о сотнях и тысячах тонн готовой продукции.</p><p>Несмотря на огромные успехи, связанные с обнаружением новых ферментов с повышенной активностью и стабильностью, выделением их из клеток и стабилизацией их активности, мы по сути всего лишь повторяем на новом технологическом уровне работы, начало которым положил Эдвард Бюхнер. Но, конечно, успехи в сфере энзимологии огромны. Увеличился объем знаний о структуре ферментов, созданы новые представления об их активном центре и о механизмах протекания реакций. Все это (и многое другое!) вместе с огромными возможностями генетической инженерии позволит не только улучшать известные в природе ферменты, но и создавать новые, которых не существовало в природе. По-видимому, в ближайшие годы технологии получения ферментов с повышенной активностью и стабильностью будут быстро развиваться. И главную роль в этом по-прежнему будут играть микроорганизмы.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 21 Микробы и ферменты Глава 21 Микробы и ферменты Около 100 лет тому назад в 1907 г. Эдвард Бюхнер (не путать с Эрнестом Бюхнером, изобретателем воронки Бюхнера) получил Нобелевскую премию за открытие ферментации бесклеточными экстрактами из дрожжей. Растерев дрожжевые клетки с кварцевым песком и отфильтровав полученную жидкость, Бюхнер получил «вытяжку», способную проводить ферментацию сахара так же, как и живые клетки. С ферментацией (от латинского fermentare — вызывать брожение) человек ознакомился еще в доисторические времена, когда началось производство и потребление спиртных напитков. Но только лишь в XVIII в. было изучено, как происходит этот процесс, т. е. как сахар превращается в спирт и углекислый газ. Наблюдения А. Левенгука и классические опыты Л. Пастера показали, что ферментация возможна только в присутствии живых клеток. Полученные Бюхнером результаты противоречили этим утверждениям. Объединить две противоположные точки зрения могло только предположение, что и в клеточном экстракте, и в самих дрожжах присутствует одно и то же действующее начало. Из этого следовало, что никаких различий между химией живого и неживого не существует и что действующее начало может работать и вне живой клетки, если его удается выделить из нее в нативном (неповрежденном) виде. Этому действующему началу подобрали название — энзим (фермент), и с этого времени энзимология стала бурно развиваться. Оказалось, что в живой клетке присутствует множество ферментов (на сегодня их известно около 3700!) и они служат катализаторами всех протекающих в ней биохимических реакций. Ферменты намного эффективнее обычных химических катализаторов — по сравнению с ними они ускоряют реакции в сотни и тысячи раз. Ферменты участвуют в разложении веществ, биосинтезе, получении энергии, при фото- и хемосинтезе, передаче наследственной информации и даже для исправления в ней ошибок. Одной из главнейших функций живого является сохранение вида. Для ее выполнения требуется проведение множества биохимических реакций. Сравнивая микроорганизм с микроскопическим заводом, можно сказать, что ферменты — обширный и разнообразный станочный парк этого завода. Они являются теми высокоточными инструментами, с помощью которых клетка штампует различные комплектующие, используемые для последующего монтажа изделия главного сборочного конвейера — новой клетки. Если же нас интересует один из продуктов метаболизма, то нужно выделить соответствующий фермент и использовать его для получения целевого продукта вне связи с общей задачей выживания. Хотя ферменты и содержатся во всех живых клетках, в промышленных масштабах их получают в основном из клеток микроорганизмов. Это самый удобный источник получения ферментов, так как их концентрация может быть значительно увеличена за счет изменения условий культивирования или генетических манипуляций. После получения и выделения ферментов необходимо, не нарушая тонкой структуры, сохранить их в работающем состоянии и создать условия, в которых их активность сохранялась бы достаточно долго. Подобно мифическому Антею, оторванному Гераклом от матери-Земли, ферменты, отделенные от клетки, быстро теряют активность. Эта проблема стабильности успешно решается с помощью техники иммобилизации. Ферменты прикрепляются химическими связями к носителю или включаются в объем органических полимерных гелей. Таким образом получают высокоэффективные, высокоспецифичные биокатализаторы пролонгированного действия, позволяющие поднять производительность многих производств. Выделенные ферменты используются в виноделии и пивоварении, хлебопечении и сыроварении, при производстве спирта и уксуса. Ферменты находят все большее применение в медицине не только как катализаторы, но и как высокочувствительные и скоростные анализаторы. Производство ферментов достигло поистине промышленных масштабов: речь идет о сотнях и тысячах тонн готовой продукции. Несмотря на огромные успехи, связанные с обнаружением новых ферментов с повышенной активностью и стабильностью, выделением их из клеток и стабилизацией их активности, мы по сути всего лишь повторяем на новом технологическом уровне работы, начало которым положил Эдвард Бюхнер. Но, конечно, успехи в сфере энзимологии огромны. Увеличился объем знаний о структуре ферментов, созданы новые представления об их активном центре и о механизмах протекания реакций. Все это (и многое другое!) вместе с огромными возможностями генетической инженерии позволит не только улучшать известные в природе ферменты, но и создавать новые, которых не существовало в природе. По-видимому, в ближайшие годы технологии получения ферментов с повышенной активностью и стабильностью будут быстро развиваться. И главную роль в этом по-прежнему будут играть микроорганизмы.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 10 Микробы-криминалисты</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 10</p> <p>Микробы-криминалисты</p> <p>— Да скажите же нам, наконец, что это за муха? — воскликнул Дик Сэнд.</p> <p>— Эта муха, — ответил энтомолог, — эта милая мушка, которую я держу в руке, называется цеце. Этой мухой до сих пор по праву гордился только один континент. Ни один ученый не находил еще цеце в Америке.</p> <p><em>Жюль Верн</em></p> <p>С тех пор как кузен Бенедикт, ученый-энтомолог, помог Дику Сэнду определить, в какую часть света их заманил негодяй Негоро, казалось бы, отпала необходимость в определении таким методом своего местоположения.</p><p>Тем не менее бывают случаи, когда требуется в криминалистических или каких-либо других целях определить, из какой местности получены те или иные образцы почв, семян, плодов и т. п. И здесь на помощь приходят не насекомые, а микробы. Ведь микроорганизмы есть всюду. Невозможно найти предмет, если, конечно, это не специально подготовленный для операции стерильный хирургический инструмент, на котором не было бы микроорганизмов.</p><p>Покрывая все окружающие предметы, они как бы маркируют их. Заинтересованному исследователю остается лишь расшифровать эту маркировку и уже по ней без особого труда определить происхождение исследуемых объектов, учитывая, что в определенных географических зонах обитают определенные микроорганизмы.</p> <p>Когда рассказывают об использовании науки в разоблачении различных преступлений, то очень часто приводят пример, как американский физик Роберт Вуд «вывел на чистую воду» хозяйку пансионата, которая кормила своих постояльцев завтраками, приготовленными из остатков вчерашней еды. Подсыпав немного хлористого лития к остаткам обеденной трапезы, Роберт Вуд на следующее утро обнаружил красную спектральную линию лития в сожженных перед щелью спектроскопа образцах завтрака. Порок был наказан, а история обогатилась еще одним примером торжества науки.</p><p>Между тем в ее истории есть и менее известные примеры, иллюстрирующие аналитические возможности микробиологии. Мы уже говорили, что она многим обязана Пастеру. Именно он впервые использовал микроорганизмы в качестве тест-объектов. Изучая болезни вина, Пастер научился, не пробуя его, определять вкусовые качества напитка. Для этого он помещал под микроскоп капельку вина и тут же давал абсолютно точный ответ, горчит оно или, наоборот, отдает уксусом, изумляя не только неискушенных в научных экспериментах крестьян-виноделов, но и ученых, своих современников. На наш взгляд, этот пример должен пользоваться не меньшей популярностью, чем история с Робертом Вудом.</p><p>Микроорганизмы могут оказывать порой неоценимую помощь в таком старом методе идентификации людей (и преступников!), как дактилоскопия. Она основана на сравнении отпечатков пальцев с оригиналом, хранящимся в базе данных. Однако в некоторых случаях они видны не столь отчетливо, как хотелось бы криминалистам. Несмотря на отсутствие видимых отпечатков, на поверхности предметов почти всегда остаются невидимые для человеческого глаза химические вещества. Они выделяются с потом и повторяют контуры отпечатков пальцев. Если эту загрязненную поверхность засеять микроорганизмами, то, разрастаясь только на этих выделениях, они сделают невидимые следы видимыми. Таким образом, микроорганизмы как бы проявляют негативы отпечатков пальцев и делают их доступными для следствия.</p><p>А вот еще один из многочисленных примеров, когда микроорганизмы выступают в роли Шерлока Холмса.</p><p>В связи с участившимися попытками фальсификации апельсинового сока и замены его более дешевыми продуктами фирмы, ответственные за качество поступающих в продажу напитков, изыскивают различные способы разоблачения мошенников. Так, разработан способ контроля, основанный на определении содержания аминокислот в испытуемых образцах. Однако для еще большей надежности рекомендуется проводить и микробиологический анализ, поскольку установлено, что в натуральном апельсиновом соке содержится неповторимая комбинация микроорганизмов.</p><p>Создание же синтетической среды, на которой может расти такая же микрофлора, требует преодоления таких трудностей, что проще и дешевле не обманывать покупателя и продавать ему настоящий апельсиновый сок, а не суррогат! Таким образом, микроорганизмы выступают еще в одной роли — роли инспекторов, и уж они-то неподкупны и не подвержены другим человеческим слабостям!</p><p>Краткий экскурс, который мы предприняли, казалось бы, в совершенно различные области человеческой деятельности, показывает, что микроорганизмы принимают то или иное участие практически во всех процессах. Значительно труднее найти примеры, в которых не просматривалось бы участие поистине вездесущих микроорганизмов.</p><p>Кто же эти таинственные и невидимые невооруженным глазом существа, без которых было бы трудно или даже невозможно жить? Описанию этих таинственных невидимок и посвящены следующие главы этой книги.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 10 Микробы-криминалисты Глава 10 Микробы-криминалисты — Да скажите же нам, наконец, что это за муха? — воскликнул Дик Сэнд. — Эта муха, — ответил энтомолог, — эта милая мушка, которую я держу в руке, называется цеце. Этой мухой до сих пор по праву гордился только один континент. Ни один ученый не находил еще цеце в Америке. Жюль Верн С тех пор как кузен Бенедикт, ученый-энтомолог, помог Дику Сэнду определить, в какую часть света их заманил негодяй Негоро, казалось бы, отпала необходимость в определении таким методом своего местоположения. Тем не менее бывают случаи, когда требуется в криминалистических или каких-либо других целях определить, из какой местности получены те или иные образцы почв, семян, плодов и т. п. И здесь на помощь приходят не насекомые, а микробы. Ведь микроорганизмы есть всюду. Невозможно найти предмет, если, конечно, это не специально подготовленный для операции стерильный хирургический инструмент, на котором не было бы микроорганизмов. Покрывая все окружающие предметы, они как бы маркируют их. Заинтересованному исследователю остается лишь расшифровать эту маркировку и уже по ней без особого труда определить происхождение исследуемых объектов, учитывая, что в определенных географических зонах обитают определенные микроорганизмы. Когда рассказывают об использовании науки в разоблачении различных преступлений, то очень часто приводят пример, как американский физик Роберт Вуд «вывел на чистую воду» хозяйку пансионата, которая кормила своих постояльцев завтраками, приготовленными из остатков вчерашней еды. Подсыпав немного хлористого лития к остаткам обеденной трапезы, Роберт Вуд на следующее утро обнаружил красную спектральную линию лития в сожженных перед щелью спектроскопа образцах завтрака. Порок был наказан, а история обогатилась еще одним примером торжества науки. Между тем в ее истории есть и менее известные примеры, иллюстрирующие аналитические возможности микробиологии. Мы уже говорили, что она многим обязана Пастеру. Именно он впервые использовал микроорганизмы в качестве тест-объектов. Изучая болезни вина, Пастер научился, не пробуя его, определять вкусовые качества напитка. Для этого он помещал под микроскоп капельку вина и тут же давал абсолютно точный ответ, горчит оно или, наоборот, отдает уксусом, изумляя не только неискушенных в научных экспериментах крестьян-виноделов, но и ученых, своих современников. На наш взгляд, этот пример должен пользоваться не меньшей популярностью, чем история с Робертом Вудом. Микроорганизмы могут оказывать порой неоценимую помощь в таком старом методе идентификации людей (и преступников!), как дактилоскопия. Она основана на сравнении отпечатков пальцев с оригиналом, хранящимся в базе данных. Однако в некоторых случаях они видны не столь отчетливо, как хотелось бы криминалистам. Несмотря на отсутствие видимых отпечатков, на поверхности предметов почти всегда остаются невидимые для человеческого глаза химические вещества. Они выделяются с потом и повторяют контуры отпечатков пальцев. Если эту загрязненную поверхность засеять микроорганизмами, то, разрастаясь только на этих выделениях, они сделают невидимые следы видимыми. Таким образом, микроорганизмы как бы проявляют негативы отпечатков пальцев и делают их доступными для следствия. А вот еще один из многочисленных примеров, когда микроорганизмы выступают в роли Шерлока Холмса. В связи с участившимися попытками фальсификации апельсинового сока и замены его более дешевыми продуктами фирмы, ответственные за качество поступающих в продажу напитков, изыскивают различные способы разоблачения мошенников. Так, разработан способ контроля, основанный на определении содержания аминокислот в испытуемых образцах. Однако для еще большей надежности рекомендуется проводить и микробиологический анализ, поскольку установлено, что в натуральном апельсиновом соке содержится неповторимая комбинация микроорганизмов. Создание же синтетической среды, на которой может расти такая же микрофлора, требует преодоления таких трудностей, что проще и дешевле не обманывать покупателя и продавать ему настоящий апельсиновый сок, а не суррогат! Таким образом, микроорганизмы выступают еще в одной роли — роли инспекторов, и уж они-то неподкупны и не подвержены другим человеческим слабостям! Краткий экскурс, который мы предприняли, казалось бы, в совершенно различные области человеческой деятельности, показывает, что микроорганизмы принимают то или иное участие практически во всех процессах. Значительно труднее найти примеры, в которых не просматривалось бы участие поистине вездесущих микроорганизмов. Кто же эти таинственные и невидимые невооруженным глазом существа, без которых было бы трудно или даже невозможно жить? Описанию этих таинственных невидимок и посвящены следующие главы этой книги.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 17 Честолюбивые планы Урфина Джюса и Крейга Вентера</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 17</p> <p>Честолюбивые планы Урфина Джюса и Крейга Вентера</p> <p>Создание жизни — путь к пониманию природы и самой жизни.</p> <p><em>Джим Томас</em></p> <p>Урфин Джюс из повести-сказки Александра Волкова превращал неживые предметы в живые с помощью чудесного порошка неизвестной природы и таинственного происхождения.</p><p>Злому и недалекому Урфину Джюсу было неважно, каким образом деревянные чурбаки становятся живыми. Он просто использовал их в своих честолюбивых планах по завоеванию королевства.</p><p>Честолюбие ученых направлено в другую сторону. Их интересует происхождение жизни, что отличает живую материю от неживой и как функционируют живые организмы. Наука о происхождении живого прошла огромный путь: от представлений древних, что мыши заводятся в грязном белье, а мухи зарождаются из тухлого мяса, до современных успехов молекулярной биологии и генетической инженерии. Вехами на этом славном пути являются работы Ф. Реди, Г. Менделя, Л. Пастера, Т. Шванна, И. Мечникова и многих других.</p><p>Изучая живые организмы, разделяя их на системы и подсистемы, обеспечивающие жизнь, наблюдая, как они работают, мы все больше понимаем, как они организованы и как функционируют.</p> <p>И действительно, мы знаем химический и биохимический состав живой клетки, нам известно, из каких функциональных частей она состоит и каким образом они связаны друг с другом, — так нельзя ли попробовать создать живое из неживого, используя все наши знания?</p><p>В соревнование за овладение этим секретом природы включились многие лаборатории мира. Команда из 20 ученых, собранных Крейгом Вентером, построила синтетическую хромосому, состоящую из 381 гена. Одним из способов вдохнуть жизнь в созданный в лаборатории геном является его перенос в оболочку микроба, содержащего минимальный набор генов, благодаря которому клетка может осуществлять основные жизненные функции.</p><p>Одной из задач ученых, работающих над этим проектом, было установить минимальный набор генов (house-keeping genes), который обеспечивает жизнеспособность бактерии. Когда эта задача была решена, в эту «упрощенную», но все же еще не функционирующую клетку пересадили искусственную хромосому, и новый рукотворный организм, названный <em>Mycoplasma laboratorium</em>, обрел жизнь.</p><p>Успех этого эксперимента может в недалеком будущем привести к тому, что человеку не придется искать в природе микроорганизмы с нужными свойствами и не модифицировать уже существующие, а производить их в короткие сроки, синтезируя биологические структуры, такие как гены, хромосомы и даже целые геномы, — точно так же, как химики-синтетики создают новые, доселе не существовавшие химические вещества.</p><p>Конечная цель Крейга Вентера — научиться создавать искусственные геномы, а затем и искусственные организмы с заданными свойствами, с абсолютно новыми, не существующими в природе путями метаболизма, способные к синтезу биотоплива, деградации экологически вредных отходов производства и синтезу новых эффективных лекарств. То, что уже удалось осуществить Крейгу Вентеру и его команде, не только удивительное достижение, но и реальное свидетельство рождения нового направления в биологии — синтетической биологии.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 17 Честолюбивые планы Урфина Джюса и Крейга Вентера Глава 17 Честолюбивые планы Урфина Джюса и Крейга Вентера Создание жизни — путь к пониманию природы и самой жизни. Джим Томас Урфин Джюс из повести-сказки Александра Волкова превращал неживые предметы в живые с помощью чудесного порошка неизвестной природы и таинственного происхождения. Злому и недалекому Урфину Джюсу было неважно, каким образом деревянные чурбаки становятся живыми. Он просто использовал их в своих честолюбивых планах по завоеванию королевства. Честолюбие ученых направлено в другую сторону. Их интересует происхождение жизни, что отличает живую материю от неживой и как функционируют живые организмы. Наука о происхождении живого прошла огромный путь: от представлений древних, что мыши заводятся в грязном белье, а мухи зарождаются из тухлого мяса, до современных успехов молекулярной биологии и генетической инженерии. Вехами на этом славном пути являются работы Ф. Реди, Г. Менделя, Л. Пастера, Т. Шванна, И. Мечникова и многих других. Изучая живые организмы, разделяя их на системы и подсистемы, обеспечивающие жизнь, наблюдая, как они работают, мы все больше понимаем, как они организованы и как функционируют. И действительно, мы знаем химический и биохимический состав живой клетки, нам известно, из каких функциональных частей она состоит и каким образом они связаны друг с другом, — так нельзя ли попробовать создать живое из неживого, используя все наши знания? В соревнование за овладение этим секретом природы включились многие лаборатории мира. Команда из 20 ученых, собранных Крейгом Вентером, построила синтетическую хромосому, состоящую из 381 гена. Одним из способов вдохнуть жизнь в созданный в лаборатории геном является его перенос в оболочку микроба, содержащего минимальный набор генов, благодаря которому клетка может осуществлять основные жизненные функции. Одной из задач ученых, работающих над этим проектом, было установить минимальный набор генов (house-keeping genes), который обеспечивает жизнеспособность бактерии. Когда эта задача была решена, в эту «упрощенную», но все же еще не функционирующую клетку пересадили искусственную хромосому, и новый рукотворный организм, названный Mycoplasma laboratorium, обрел жизнь. Успех этого эксперимента может в недалеком будущем привести к тому, что человеку не придется искать в природе микроорганизмы с нужными свойствами и не модифицировать уже существующие, а производить их в короткие сроки, синтезируя биологические структуры, такие как гены, хромосомы и даже целые геномы, — точно так же, как химики-синтетики создают новые, доселе не существовавшие химические вещества. Конечная цель Крейга Вентера — научиться создавать искусственные геномы, а затем и искусственные организмы с заданными свойствами, с абсолютно новыми, не существующими в природе путями метаболизма, способные к синтезу биотоплива, деградации экологически вредных отходов производства и синтезу новых эффективных лекарств. То, что уже удалось осуществить Крейгу Вентеру и его команде, не только удивительное достижение, но и реальное свидетельство рождения нового направления в биологии — синтетической биологии.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 18 Если бы микробы исчезли</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 18</p> <p>Если бы микробы исчезли</p> <p>Я — часть той силы,</p> <p>что вечно хочет зла</p> <p>и вечно совершает благо.</p> <p><em>И. Гёте</em></p> <p>У Рэя Брэдбери есть небольшой, но поучительный рассказ о бабочке, раздавленной путешественниками во время экскурсии в прошлое, и о катастрофических последствиях для всего человечества, к которым привел этот несчастный случай. Конечно, ужасные результаты, к которым привела смерть одной-единственной бабочки, — фантастика, но у человечества, увы, есть и реальные примеры неудачных попыток вмешательства в жизнь природы. Причем, если речь идет о животном или растительном мире, то оно сказывается годы спустя, а вот результаты вторжения в жизнь третьего царства с его более высокой интенсивностью обмена могут появиться значительно быстрее.</p><p>К чести человечества следует сказать, что оно никогда не ставило перед собой задачу тотальной войны с микроорганизмами. Если она и велась, то только локально, например, с болезнетворными для человека и животных видами, а также с теми микроорганизмами, которые мешали проведению какого-либо технологического процесса (вспомним, что еще со времен открытия Пастером причин болезни вин стало ясно, что многие неудачи в организации микробиологических производств связаны с наличием посторонней микрофлоры).</p> <p>Но, как говорится, лес рубят — щепки летят. Не обошлось и без лишних жертв. Порой во время войны с вредными или нежелательными микроорганизмами доставалось и другим, ни в чем не повинным. Пострадали микробы и при применении гербицидов, пестицидов и прочих «цидов». Между тем мы настолько «сжились» с микроорганизмами и с повседневными проявлениями их жизнедеятельности, сопровождающими нас от рождения до самой смерти, что даже не представляем себе масштабов катастрофы, которая постигла бы нас, если бы микробы вдруг исчезли.</p><p>Принято считать, что растительность представляет собой гигантский аккумулятор и трансформатор энергии Солнца — главного энергетического фактора существования всех форм жизни на Земле. Однако зачастую забывают о том, что этот аккумулятор может работать с завидным постоянством только в случае, если его не только подзаряжать, но и с такой же частотой разряжать. Эту последнюю задачу успешно решают микроорганизмы, которые разлагают образованные растениями органические вещества до исходных продуктов — в простейшем случае до двуокиси углерода и воды, вновь используемых в процессе фотосинтеза. Таким образом, если бы микробы исчезли, прежде всего остановился бы круговорот веществ в природе, и все органическое вещество, ставшее составной частью живых организмов, навечно осталось бы в них. Земля покрылась бы сплошным слоем неразложившихся трупов растений и животных. Фотосинтез из-за отсутствия поступления в атмосферу CO<sub class="sup">2</sub> также прекратился бы. Конечно, это произошло бы не сразу. По подсчетам ученых, CO<sub class="sup">2</sub> и других жизненно важных компонентов хватило бы лет на 30, не более. В действительности же после исчезновения микроорганизмов жизнь на Земле прекратилась бы значительно раньше, чем были бы исчерпаны все запасы органических и минеральных веществ, необходимых для жизни. И дело не только в том, что немедленно остановились бы сотни производств пищевой, текстильной, фармацевтической и многих других отраслей промышленности и сельского хозяйства, связанных с применением микроорганизмов. Нарисовав эту апокалиптическую картину, мы забыли о главном: ведь мы сами являемся симбионтами. Правда, роль микроорганизмов в этом симбиозе еще не выяснена до конца, но уже сейчас можно с уверенностью сказать, что она достаточно велика. В частности, микроорганизмы снабжают нас различными коферментами, без которых невозможна нормальная работа ферментов — действующего начала всех процессов, протекающих в организме человека.</p><p>Итак, без микроорганизмов жизнь на Земле невозможна, и именно поэтому они требуют к себе самого вдумчивого и внимательного отношения. Любое действие, любое вмешательство в дела природы должно быть предварительно обдумано с точки зрения воздействия на окружающие нас микроорганизмы.</p><p>Заканчивая эту главу, мы хотели бы подчеркнуть, что во многом их созидательная роль на Земле состоит в постоянном разрушении (вспомним эпиграф к этой главе). Микроорганизмы обеспечивают многократное использование биогенных элементов. Ведь известно, что суммарная биомасса всех живых существ, когда-либо существовавших на Земле, больше массы всего земного шара. И именно микроорганизмы дают возможность Природе многократно экспериментировать с биомассой, создавая все новые и новые эволюционные формы и поколения живых существ.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 18 Если бы микробы исчезли Глава 18 Если бы микробы исчезли Я — часть той силы, что вечно хочет зла и вечно совершает благо. И. Гёте У Рэя Брэдбери есть небольшой, но поучительный рассказ о бабочке, раздавленной путешественниками во время экскурсии в прошлое, и о катастрофических последствиях для всего человечества, к которым привел этот несчастный случай. Конечно, ужасные результаты, к которым привела смерть одной-единственной бабочки, — фантастика, но у человечества, увы, есть и реальные примеры неудачных попыток вмешательства в жизнь природы. Причем, если речь идет о животном или растительном мире, то оно сказывается годы спустя, а вот результаты вторжения в жизнь третьего царства с его более высокой интенсивностью обмена могут появиться значительно быстрее. К чести человечества следует сказать, что оно никогда не ставило перед собой задачу тотальной войны с микроорганизмами. Если она и велась, то только локально, например, с болезнетворными для человека и животных видами, а также с теми микроорганизмами, которые мешали проведению какого-либо технологического процесса (вспомним, что еще со времен открытия Пастером причин болезни вин стало ясно, что многие неудачи в организации микробиологических производств связаны с наличием посторонней микрофлоры). Но, как говорится, лес рубят — щепки летят. Не обошлось и без лишних жертв. Порой во время войны с вредными или нежелательными микроорганизмами доставалось и другим, ни в чем не повинным. Пострадали микробы и при применении гербицидов, пестицидов и прочих «цидов». Между тем мы настолько «сжились» с микроорганизмами и с повседневными проявлениями их жизнедеятельности, сопровождающими нас от рождения до самой смерти, что даже не представляем себе масштабов катастрофы, которая постигла бы нас, если бы микробы вдруг исчезли. Принято считать, что растительность представляет собой гигантский аккумулятор и трансформатор энергии Солнца — главного энергетического фактора существования всех форм жизни на Земле. Однако зачастую забывают о том, что этот аккумулятор может работать с завидным постоянством только в случае, если его не только подзаряжать, но и с такой же частотой разряжать. Эту последнюю задачу успешно решают микроорганизмы, которые разлагают образованные растениями органические вещества до исходных продуктов — в простейшем случае до двуокиси углерода и воды, вновь используемых в процессе фотосинтеза. Таким образом, если бы микробы исчезли, прежде всего остановился бы круговорот веществ в природе, и все органическое вещество, ставшее составной частью живых организмов, навечно осталось бы в них. Земля покрылась бы сплошным слоем неразложившихся трупов растений и животных. Фотосинтез из-за отсутствия поступления в атмосферу CO2 также прекратился бы. Конечно, это произошло бы не сразу. По подсчетам ученых, CO2 и других жизненно важных компонентов хватило бы лет на 30, не более. В действительности же после исчезновения микроорганизмов жизнь на Земле прекратилась бы значительно раньше, чем были бы исчерпаны все запасы органических и минеральных веществ, необходимых для жизни. И дело не только в том, что немедленно остановились бы сотни производств пищевой, текстильной, фармацевтической и многих других отраслей промышленности и сельского хозяйства, связанных с применением микроорганизмов. Нарисовав эту апокалиптическую картину, мы забыли о главном: ведь мы сами являемся симбионтами. Правда, роль микроорганизмов в этом симбиозе еще не выяснена до конца, но уже сейчас можно с уверенностью сказать, что она достаточно велика. В частности, микроорганизмы снабжают нас различными коферментами, без которых невозможна нормальная работа ферментов — действующего начала всех процессов, протекающих в организме человека. Итак, без микроорганизмов жизнь на Земле невозможна, и именно поэтому они требуют к себе самого вдумчивого и внимательного отношения. Любое действие, любое вмешательство в дела природы должно быть предварительно обдумано с точки зрения воздействия на окружающие нас микроорганизмы. Заканчивая эту главу, мы хотели бы подчеркнуть, что во многом их созидательная роль на Земле состоит в постоянном разрушении (вспомним эпиграф к этой главе). Микроорганизмы обеспечивают многократное использование биогенных элементов. Ведь известно, что суммарная биомасса всех живых существ, когда-либо существовавших на Земле, больше массы всего земного шара. И именно микроорганизмы дают возможность Природе многократно экспериментировать с биомассой, создавая все новые и новые эволюционные формы и поколения живых существ.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 19 Микроскопы, микроскопы…</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 19</p> <p>Микроскопы, микроскопы…</p> <p>Где же ваш мелкоскоп, с которым вы могли произвести это удивление?</p> <p><em>Н. Лесков</em></p> <p>Рассматривая «анималькулей» с помощью собственноручно изготовленного микроскопа в конце XVII в., Левенгук вряд ли подозревал, что закладывает основы одной из научных дисциплин XX и XXI вв. Несмотря на его удивительные открытия, микроскопия не получила широкого распространения в XVII в. По словам Роберта Гука (он был секретарем Лондонского королевского общества, кем-то вроде современного президента Академии наук), во всей Европе никто не занимается микроскопией кроме одного голландца по имени Левенгук.</p><p>Ему действительно не удалось развить это направление в науке, или, как теперь говорят, создать свою научную школу. Отчасти в этом можно упрекнуть самого Левенгука: он ни с кем не делился секретами своего мастерства, у него не было учеников и вообще он был человеком скрытным.</p><p>Только в 1840-е гг. (т. е. через 100 с лишним лет после смерти Левенгука) микроскопия как бы родилась вновь. Увеличение и качество изображения изготавливаемых микроскопов достигло уровня уникальных приборов Левенгука. Кроме того, с помощью этих микроскопов удавалось рассматривать множество объектов, и не нужно было создавать для каждого из них новый микроскоп, как это делал Левенгук. И тут микроскоп из увлечения чудака-одиночки стал постепенно превращаться в широко используемый инструмент изучения природы. Одновременно стали разрабатываться новые типы линз, новые сорта стекла для них и новые типы микроскопов. Над дальнейшим развитием микроскопии работали физики, стекловары, оптики, механики.</p> <p>Микроскоп играл огромную роль в изучении окружающего нас мира и продолжает играть одну из ключевых ролей в открытиях и изобретениях, служащих основой новейших технологий. Конечно, микроскоп уже не тот, каким когда-то был. Из примитивного устройства он стал воплощением последних достижений в области оптической физики, механики и электронной техники.</p><p>Микроскопы используют представители разных профессий, например сталевары (структура стали и сплавов), судебные эксперты (судебная баллистика), химики (строение кристаллов и полимерных волокон) и т. д. Кстати, Луи Пастер, рассматривая под микроскопом кристаллы виннокаменной кислоты, положил начало стереохимии.</p><p>Использование микроскопа способствовало становлению новых направлений в науке. Так, понятие о жидкокристаллическом состоянии вещества впервые возникло при изучении субклеточных структур, а затем перекочевало в физику и в наше время стало отдельной научной дисциплиной об особом состоянии вещества, промежуточном между твердым и жидким. Кристаллография — наука о кристаллах — тоже многим обязана микроскопии, которая из усовершенствованного способа наблюдения за микрообъектами превратилась в самостоятельный метод познания природы. Его развитие и совершенствование привело к созданию новых типов микроскопов с поистине огромной разрешающей способностью. В настоящее время с их помощью можно увидеть даже отдельные атомы!</p><p>Стерео-, фазово-контрастные, флуоресцентные, электронные, лазерные сканирующие, сканирующие туннельные, атомные силовые микроскопы — вот только краткий и неполный перечень «детей и внуков» микроскопа Левенгука.</p><p>В марте 2007 года в г. Орландо (Флорида, США) на международной научной конференции среди 4200 исследователей из 68 стран был проведен опрос-голосование о наиболее значительных достижениях человечества в области наук о материалах. На пятом месте оказалась открытая в 1668 г. Антони Левенгуком оптическая микроскопия. Как говорится, комментарии излишни!</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 19 Микроскопы, микроскопы… Глава 19 Микроскопы, микроскопы… Где же ваш мелкоскоп, с которым вы могли произвести это удивление? Н. Лесков Рассматривая «анималькулей» с помощью собственноручно изготовленного микроскопа в конце XVII в., Левенгук вряд ли подозревал, что закладывает основы одной из научных дисциплин XX и XXI вв. Несмотря на его удивительные открытия, микроскопия не получила широкого распространения в XVII в. По словам Роберта Гука (он был секретарем Лондонского королевского общества, кем-то вроде современного президента Академии наук), во всей Европе никто не занимается микроскопией кроме одного голландца по имени Левенгук. Ему действительно не удалось развить это направление в науке, или, как теперь говорят, создать свою научную школу. Отчасти в этом можно упрекнуть самого Левенгука: он ни с кем не делился секретами своего мастерства, у него не было учеников и вообще он был человеком скрытным. Только в 1840-е гг. (т. е. через 100 с лишним лет после смерти Левенгука) микроскопия как бы родилась вновь. Увеличение и качество изображения изготавливаемых микроскопов достигло уровня уникальных приборов Левенгука. Кроме того, с помощью этих микроскопов удавалось рассматривать множество объектов, и не нужно было создавать для каждого из них новый микроскоп, как это делал Левенгук. И тут микроскоп из увлечения чудака-одиночки стал постепенно превращаться в широко используемый инструмент изучения природы. Одновременно стали разрабатываться новые типы линз, новые сорта стекла для них и новые типы микроскопов. Над дальнейшим развитием микроскопии работали физики, стекловары, оптики, механики. Микроскоп играл огромную роль в изучении окружающего нас мира и продолжает играть одну из ключевых ролей в открытиях и изобретениях, служащих основой новейших технологий. Конечно, микроскоп уже не тот, каким когда-то был. Из примитивного устройства он стал воплощением последних достижений в области оптической физики, механики и электронной техники. Микроскопы используют представители разных профессий, например сталевары (структура стали и сплавов), судебные эксперты (судебная баллистика), химики (строение кристаллов и полимерных волокон) и т. д. Кстати, Луи Пастер, рассматривая под микроскопом кристаллы виннокаменной кислоты, положил начало стереохимии. Использование микроскопа способствовало становлению новых направлений в науке. Так, понятие о жидкокристаллическом состоянии вещества впервые возникло при изучении субклеточных структур, а затем перекочевало в физику и в наше время стало отдельной научной дисциплиной об особом состоянии вещества, промежуточном между твердым и жидким. Кристаллография — наука о кристаллах — тоже многим обязана микроскопии, которая из усовершенствованного способа наблюдения за микрообъектами превратилась в самостоятельный метод познания природы. Его развитие и совершенствование привело к созданию новых типов микроскопов с поистине огромной разрешающей способностью. В настоящее время с их помощью можно увидеть даже отдельные атомы! Стерео-, фазово-контрастные, флуоресцентные, электронные, лазерные сканирующие, сканирующие туннельные, атомные силовые микроскопы — вот только краткий и неполный перечень «детей и внуков» микроскопа Левенгука. В марте 2007 года в г. Орландо (Флорида, США) на международной научной конференции среди 4200 исследователей из 68 стран был проведен опрос-голосование о наиболее значительных достижениях человечества в области наук о материалах. На пятом месте оказалась открытая в 1668 г. Антони Левенгуком оптическая микроскопия. Как говорится, комментарии излишни!
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 13 В здоровом теле… два фунта микробов</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 13</p> <p>В здоровом теле…</p> <p>два фунта микробов</p> <p>Всем известно, что организму, в том числе и человеческому, для нормальной работы, вернее для процессов метаболизма, требуются сотни бактерий и микроорганизмов.</p> <p><em>Клиффорд Саймак</em></p> <p>Как уже отмечалось в главе о распространении микроорганизмов, последние присутствуют во всех сферах. Из четырех стихий, известных древним грекам (вода, воздух, земля, огонь), только в одной — огне — микроорганизмы не обнаружены. В остальных трех их полным-полно.</p><p>Говоря о вездесущности бактерий, невольно задаешься вопросом: «А как же мы, наше тело, содержит ли оно микроорганизмы и как они в нем сосуществуют?» И тут неискушенного читателя и искушенного писателя поджидают интереснейшие факты.</p><p>Микроорганизмы можно обнаружить в ушах, в носу, во рту, на поверхности зубной эмали, в анальном отверстии, на поверхности кожи, под мышками, в паху и между пальцами ног. Количество микробов уже во времена Левенгука поражало даже их первооткрывателя. Он писал после просмотра под микроскопом образцов, взятых с поверхности зубной эмали: «Во всем королевстве Нидерландов нет столько людей, сколько микробов у меня во рту». Более поздние исследования подтвердили эту оценку: только при одном поцелуе передается около 40 000 микробов. Подсчитано, что с кожи человека во время мытья смывается от 20 млн до 1 млрд различных микроорганизмов.</p> <p>Особенно большое их количество находится в желудочно-кишечном тракте. В толстом кишечнике они составляют 30 % сухой массы его содержимого. Микроорганизмы колонизируют наше тело с момента рождения и уже не покидают его никогда. С первым вздохом и первым глотком материнского молока в человеческую экосистему попадают миллионы бактерий. В процессе длительной совместной эволюции микроорганизмы и люди выработали сложнейшие стратегии, позволяющие им сосуществовать. Следует отметить, что микроорганизмы-симбионты содержат около 60 000 генов, что примерно вдвое больше, чем число генов в геноме человека. Именно этот факт обеспечивает дополнительные метаболические возможности нашему организму, о которых будет сказано ниже.</p><p>Общее число микроорганизмов-симбионтов достигает 100 трлн (10<sup class="sup">14</sup>), общее же число клеток, составляющих наше тело, на порядок меньше — 10 трлн (10<sup class="sup">13</sup>). Общий вес микробов примерно соответствует весу среднего размера железы внутренней секреции человека.</p><p>Несомненно, эти миллиарды бактерий оказывают огромное влияние на биохимию и физиологию нашего организма, выполняя зачастую стратегически важные функции обмена веществ. Они, микроорганизмы, помогают переваривать пищу (особенно растительные полисахариды), участвуют в синтезе аминокислот (особенно незаменимых) и являются единственным источником некоторых витаминов (в частности, витамина K и витамина B<sub class="sup">12</sub>). Они перерабатывают холестерин и жирные кислоты, образуя необходимые для нас стероидные гормоны.</p><p>В свою очередь организм человека предоставляет микроорганизмам все необходимые для их роста и развития условия: сбалансированные питательные среды, идеальные условия температуры и влажности. Более того, в последнее время по-новому рассматривается роль аппендикса в организме человека. Есть предположение, что именно в аппендиксе, как в убежище, микроорганизмы могут укрыться от неблагоприятных условий, наступающих при некоторых заболеваниях или при интенсивной антимикробной терапии, а затем вновь колонизируют пищевой тракт, восстанавливая столь необходимую микрофлору. Но мы не только предоставляем микроорганизмам «и стол, и дом», но и активно помогаем их распространению на большие расстояния. Так, чихая, мы разбрасываем вокруг себя около десяти миллионов микробов на расстояние от трех до пяти метров. Это огромный путь по сравнению с размерами микроорганизмов!</p><p>Вообще, следует заметить, что им свойственна способность к симбиозу. Они сосуществуют с насекомыми, растениями, грибами, мхами и даже, как мы видели, с человеком. Когда мы говорим о микроорганизмах-симбионтах, то умышленно исключаем патогенные микроорганизмы, заражение которыми вызывает серьезнейшие заболевания. Из этого не следует, что такие микробы в небольших количествах не присутствуют в теле любого из нас. Так, во рту у здорового человека можно найти стафилококки, стрептококки и другие патогенные бактерии. Однако его иммунная система справляется с ними, и он не заболевает. Более того, наличие этих патогенных микроорганизмов как бы служит для тренировки иммунной системы, поддерживая ее в рабочем состоянии. Отсутствие такого рода «тренировок», вызванное чрезмерным стремлением к чистоте, в развитых странах увеличило число заболеваний астмой, аллергией и ревматическим артритом. Только в США различными формами аллергии страдают около 50 млн человек.</p><p>Заканчивая это краткое описание симбиотических аспектов сосуществования человека и микроорганизмов, следует отметить, что дальнейшее изучение микробиологической составляющей суперорганизма, как можно назвать человеческий организм, может открыть новые пути регуляции его метаболизма и выявить много новых подходов в лечении и предотвращении заболеваний. В подтверждение важности изучения симбиоза следует привести слова И. Мечникова: «Многочисленные разнообразные ассоциации микроорганизмов, населяющие пищеварительный тракт человека, в значительной степени определяют духовное и физическое здоровье человека».</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 13 В здоровом теле… два фунта микробов Глава 13 В здоровом теле… два фунта микробов Всем известно, что организму, в том числе и человеческому, для нормальной работы, вернее для процессов метаболизма, требуются сотни бактерий и микроорганизмов. Клиффорд Саймак Как уже отмечалось в главе о распространении микроорганизмов, последние присутствуют во всех сферах. Из четырех стихий, известных древним грекам (вода, воздух, земля, огонь), только в одной — огне — микроорганизмы не обнаружены. В остальных трех их полным-полно. Говоря о вездесущности бактерий, невольно задаешься вопросом: «А как же мы, наше тело, содержит ли оно микроорганизмы и как они в нем сосуществуют?» И тут неискушенного читателя и искушенного писателя поджидают интереснейшие факты. Микроорганизмы можно обнаружить в ушах, в носу, во рту, на поверхности зубной эмали, в анальном отверстии, на поверхности кожи, под мышками, в паху и между пальцами ног. Количество микробов уже во времена Левенгука поражало даже их первооткрывателя. Он писал после просмотра под микроскопом образцов, взятых с поверхности зубной эмали: «Во всем королевстве Нидерландов нет столько людей, сколько микробов у меня во рту». Более поздние исследования подтвердили эту оценку: только при одном поцелуе передается около 40 000 микробов. Подсчитано, что с кожи человека во время мытья смывается от 20 млн до 1 млрд различных микроорганизмов. Особенно большое их количество находится в желудочно-кишечном тракте. В толстом кишечнике они составляют 30 % сухой массы его содержимого. Микроорганизмы колонизируют наше тело с момента рождения и уже не покидают его никогда. С первым вздохом и первым глотком материнского молока в человеческую экосистему попадают миллионы бактерий. В процессе длительной совместной эволюции микроорганизмы и люди выработали сложнейшие стратегии, позволяющие им сосуществовать. Следует отметить, что микроорганизмы-симбионты содержат около 60 000 генов, что примерно вдвое больше, чем число генов в геноме человека. Именно этот факт обеспечивает дополнительные метаболические возможности нашему организму, о которых будет сказано ниже. Общее число микроорганизмов-симбионтов достигает 100 трлн (1014), общее же число клеток, составляющих наше тело, на порядок меньше — 10 трлн (1013). Общий вес микробов примерно соответствует весу среднего размера железы внутренней секреции человека. Несомненно, эти миллиарды бактерий оказывают огромное влияние на биохимию и физиологию нашего организма, выполняя зачастую стратегически важные функции обмена веществ. Они, микроорганизмы, помогают переваривать пищу (особенно растительные полисахариды), участвуют в синтезе аминокислот (особенно незаменимых) и являются единственным источником некоторых витаминов (в частности, витамина K и витамина B12). Они перерабатывают холестерин и жирные кислоты, образуя необходимые для нас стероидные гормоны. В свою очередь организм человека предоставляет микроорганизмам все необходимые для их роста и развития условия: сбалансированные питательные среды, идеальные условия температуры и влажности. Более того, в последнее время по-новому рассматривается роль аппендикса в организме человека. Есть предположение, что именно в аппендиксе, как в убежище, микроорганизмы могут укрыться от неблагоприятных условий, наступающих при некоторых заболеваниях или при интенсивной антимикробной терапии, а затем вновь колонизируют пищевой тракт, восстанавливая столь необходимую микрофлору. Но мы не только предоставляем микроорганизмам «и стол, и дом», но и активно помогаем их распространению на большие расстояния. Так, чихая, мы разбрасываем вокруг себя около десяти миллионов микробов на расстояние от трех до пяти метров. Это огромный путь по сравнению с размерами микроорганизмов! Вообще, следует заметить, что им свойственна способность к симбиозу. Они сосуществуют с насекомыми, растениями, грибами, мхами и даже, как мы видели, с человеком. Когда мы говорим о микроорганизмах-симбионтах, то умышленно исключаем патогенные микроорганизмы, заражение которыми вызывает серьезнейшие заболевания. Из этого не следует, что такие микробы в небольших количествах не присутствуют в теле любого из нас. Так, во рту у здорового человека можно найти стафилококки, стрептококки и другие патогенные бактерии. Однако его иммунная система справляется с ними, и он не заболевает. Более того, наличие этих патогенных микроорганизмов как бы служит для тренировки иммунной системы, поддерживая ее в рабочем состоянии. Отсутствие такого рода «тренировок», вызванное чрезмерным стремлением к чистоте, в развитых странах увеличило число заболеваний астмой, аллергией и ревматическим артритом. Только в США различными формами аллергии страдают около 50 млн человек. Заканчивая это краткое описание симбиотических аспектов сосуществования человека и микроорганизмов, следует отметить, что дальнейшее изучение микробиологической составляющей суперорганизма, как можно назвать человеческий организм, может открыть новые пути регуляции его метаболизма и выявить много новых подходов в лечении и предотвращении заболеваний. В подтверждение важности изучения симбиоза следует привести слова И. Мечникова: «Многочисленные разнообразные ассоциации микроорганизмов, населяющие пищеварительный тракт человека, в значительной степени определяют духовное и физическое здоровье человека».
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Введение</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Такой некультурный человек, что видел во сне бактерию в виде большой собаки.</p> <p><em>И. Ильф</em></p> <p>Своим рождением и существованием цивилизация во многом обязана умению человека создавать и сохранять излишки продуктов, используя их по мере потребности. Как только люди стали добывать пищи больше, чем нужно было для удовлетворения сиюминутного голода, возникла проблема сохранения запасов.</p><p>Многовековые наблюдения определили два пути: первый — защиту продуктов от порчи; второй — переработку их в другие, подверженные ей в меньшей степени. Оба пути, как мы теперь знаем, связаны с микроорганизмами: в первом случае это приемы, направленные на прекращение их деятельности, во втором — создание идеальных условий для развития.</p><p>Микробиология — наука о микроорганизмах — возникла не вчера. Она имеет солидный стаж, начало которой принято отсчитывать со времен Луи Пастера. Однако еще задолго до него человечество использовало микроорганизмы. В древности виноделы и сыровары не могли даже подозревать о существовании микробов, но это не мешало им варить сыры и делать вина. И долгое время человечество пребывало в счастливом неведении, что своими успехами в этой области оно обязано микроорганизмам.</p> <p>Период неведения закончился в XIX в. благодаря работам Пастера.</p><p>В Париже, на здании, где он работал, висит мемориальная доска, на ней надпись:</p> <p>«Здесь была лаборатория Пастера</p> <p>1857 г. — Брожение</p> <p>1860 г. — Самопроизвольное зарождение</p> <p>1865 г. — Болезни пива и вина</p> <p>1868 г. — Болезни шелковичных червей</p> <p>1881 г. — Зараза и вакцина</p> <p>1885 г. — Предохранение от бешенства».</p> <p>Эти шесть открытий послужили фундаментом для дальнейшего развития микробиологии и биотехнологии.</p><p>Открытия возникают не вдруг и не на пустом месте. Даже закон всемирного тяготения, открытый якобы в результате падения яблока на голову Ньютона, потребовал на самом деле 20 лет работы! С явлениями, внутренняя сущность которых не бьет нас по голове, еще труднее. Процесс скисания молока был известен еще древним, но его микробиологическая сущность не могла быть объяснена на существовавшем в то время уровне знаний. До открытия законов строения и превращения веществ не могло быть даже правильного подхода к микробиологическим явлениям. Только на основе знания химических законов Луи Пастер (который, кстати, по образованию был химиком) дал объяснение процессам, используемым в виноделии, при получении сыров, пива и в других производствах.</p><p>Без преувеличения можно сказать, что микробиология создана Луи Пастером, и не только потому, что он вскрыл сущность микробиологических явлений, но и потому, что в своих работах ученый определил пути дальнейшего развития микробиологии и биотехнологии.</p><p>«Грядущие поколения, — писал К. А. Тимирязев, — конечно, дополнят дело Пастера, но… как бы далеко они не зашли вперед, они всегда будут идти по проложенному им пути».</p><p>Человечество можно сравнить с героем пьесы Мольера «Мещанин во дворянстве» господином Журденом, который не подозревал, что всю жизнь говорит прозой. Ставшую теперь общеизвестной истину о существовании микроорганизмов открыл Луи Пастер, и у благодарного человечества было не меньше оснований удивляться, чем у мольеровского героя.</p><p>Теперь мы с детства узнаем о существовании микробов. Из-за них нас заставляют мыть руки, смазывать зеленкой или йодом царапины, мыть фрукты (правда, в последние полвека из-за пестицидов тоже). Для большинства из нас это становится привычкой, и мы не задумываемся о значительно большей роли микроорганизмов в нашей жизни.</p><p>Рожденная, как Афина, дважды — опытом всего человечества и гением Луи Пастера, микробиология переживает сейчас период бурного расцвета. Перефразируя известное выражение М. В. Ломоносова, можно сказать: «Широко простирает микробиология руки свои в дела человеческие». И действительно, трудно назвать прямо или косвенно не связанную с ней область знаний.</p><p>Вот этому проникновению микробиологии во многие отрасли науки, техники и промышленности, ее взаимосвязи с другими биологическими и небиологическими дисциплинами, а также ключевой роли в становлении биотехнологии как технологии XXI в. и посвящена эта книга.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Введение Такой некультурный человек, что видел во сне бактерию в виде большой собаки. И. Ильф Своим рождением и существованием цивилизация во многом обязана умению человека создавать и сохранять излишки продуктов, используя их по мере потребности. Как только люди стали добывать пищи больше, чем нужно было для удовлетворения сиюминутного голода, возникла проблема сохранения запасов. Многовековые наблюдения определили два пути: первый — защиту продуктов от порчи; второй — переработку их в другие, подверженные ей в меньшей степени. Оба пути, как мы теперь знаем, связаны с микроорганизмами: в первом случае это приемы, направленные на прекращение их деятельности, во втором — создание идеальных условий для развития. Микробиология — наука о микроорганизмах — возникла не вчера. Она имеет солидный стаж, начало которой принято отсчитывать со времен Луи Пастера. Однако еще задолго до него человечество использовало микроорганизмы. В древности виноделы и сыровары не могли даже подозревать о существовании микробов, но это не мешало им варить сыры и делать вина. И долгое время человечество пребывало в счастливом неведении, что своими успехами в этой области оно обязано микроорганизмам. Период неведения закончился в XIX в. благодаря работам Пастера. В Париже, на здании, где он работал, висит мемориальная доска, на ней надпись: «Здесь была лаборатория Пастера 1857 г. — Брожение 1860 г. — Самопроизвольное зарождение 1865 г. — Болезни пива и вина 1868 г. — Болезни шелковичных червей 1881 г. — Зараза и вакцина 1885 г. — Предохранение от бешенства». Эти шесть открытий послужили фундаментом для дальнейшего развития микробиологии и биотехнологии. Открытия возникают не вдруг и не на пустом месте. Даже закон всемирного тяготения, открытый якобы в результате падения яблока на голову Ньютона, потребовал на самом деле 20 лет работы! С явлениями, внутренняя сущность которых не бьет нас по голове, еще труднее. Процесс скисания молока был известен еще древним, но его микробиологическая сущность не могла быть объяснена на существовавшем в то время уровне знаний. До открытия законов строения и превращения веществ не могло быть даже правильного подхода к микробиологическим явлениям. Только на основе знания химических законов Луи Пастер (который, кстати, по образованию был химиком) дал объяснение процессам, используемым в виноделии, при получении сыров, пива и в других производствах. Без преувеличения можно сказать, что микробиология создана Луи Пастером, и не только потому, что он вскрыл сущность микробиологических явлений, но и потому, что в своих работах ученый определил пути дальнейшего развития микробиологии и биотехнологии. «Грядущие поколения, — писал К. А. Тимирязев, — конечно, дополнят дело Пастера, но… как бы далеко они не зашли вперед, они всегда будут идти по проложенному им пути». Человечество можно сравнить с героем пьесы Мольера «Мещанин во дворянстве» господином Журденом, который не подозревал, что всю жизнь говорит прозой. Ставшую теперь общеизвестной истину о существовании микроорганизмов открыл Луи Пастер, и у благодарного человечества было не меньше оснований удивляться, чем у мольеровского героя. Теперь мы с детства узнаем о существовании микробов. Из-за них нас заставляют мыть руки, смазывать зеленкой или йодом царапины, мыть фрукты (правда, в последние полвека из-за пестицидов тоже). Для большинства из нас это становится привычкой, и мы не задумываемся о значительно большей роли микроорганизмов в нашей жизни. Рожденная, как Афина, дважды — опытом всего человечества и гением Луи Пастера, микробиология переживает сейчас период бурного расцвета. Перефразируя известное выражение М. В. Ломоносова, можно сказать: «Широко простирает микробиология руки свои в дела человеческие». И действительно, трудно назвать прямо или косвенно не связанную с ней область знаний. Вот этому проникновению микробиологии во многие отрасли науки, техники и промышленности, ее взаимосвязи с другими биологическими и небиологическими дисциплинами, а также ключевой роли в становлении биотехнологии как технологии XXI в. и посвящена эта книга.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 9 Пятью хлебами</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 9</p> <p>Пятью хлебами</p> <p>Как химик, я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воздуха, воды и земли, помимо обычной культуры, то есть на особых фабриках и заводах.</p> <p><em>Д. И. Менделеев</em></p> <p>Проблема питания — одна из самых острых, которые стояли и стоят перед человечеством. Среднесуточное потребление белка — главнейшего компонента пищи — в различных странах колеблется от 50 до 100 г на душу населения. Всего на земном шаре живут около 7 млрд человек. Простое арифметическое действие — умножение — дает астрономическую цифру ежедневной потребности в белке. Уже сейчас 400 млн людей голодает, дефицит белка в мире составляет миллионы тонн и продолжает расти.</p><p>Синтез белка растениями находится в зависимости от погодных условий и качества посевных площадей. Можно, конечно, их увеличить и добиться повышения урожайности для повышения сборов растительного белка. Однако в настоящее время лучшие почвы в основном уже освоены, и расширение пахотных земель если еще и возможно, то лишь за счет освоения менее плодородных почв, где урожаи будут значительно ниже. Все это говорит о том, что даже само по себе увеличение посевных площадей в настоящее время не приведет к решению проблемы питания. Необходимо использовать новые подходы.</p> <p>С детства мы знаем легенды, герои которых удивительным образом справляются с этой задачей. Все, наверное, помнят сказку братьев Гримм о волшебном горшочке. Девочке из бедной семье его подарила старушка, которую она повстречала в лесу. Стоило только сказать: «Раз, два, три, горшочек, вари», как он начинал варить вкусную сладкую кашу. Или не менее удивительный вариант, описанный в Евангелии: «…Он взял пять хлебов и две рыбы, воззрев на небо, благословил и преломил хлебы, и дал ученикам Своим, чтобы они роздали им…. И ели все и насытились… Было же евших хлебы около пяти тысяч мужей». Не правда ли, чудо? Но ведь мы привыкли к тому, что в наше время сбываются самые невероятные мечты наших предков. Оказалось, что и евангельское «чудо» с пятью хлебами не так уж невозможно. Для этого нужно использовать синтетические способности микроорганизмов — биологических объектов с наиболее интенсивным уровнем обменных процессов.</p><p>Действительно, 5 кг дрожжевых клеток, размножаясь, дают в течение суток биомассу, равную среднему весу двух коров. Ею уже можно накормить несколько тысяч человек, особенно если учесть, что примерно половину веса дрожжевых клеток составляет белок. Вот вам и пять хлебов, которыми Христос накормил пять тысяч мужей. Элементарные расчеты показывают, что такое «чудо» вполне возможно. Нужно только найти микроорганизм, способный вести интенсивный синтез белка, снабдить его исходным сырьем, создать необходимые условия для роста — и проблема будет решена.</p><p>Промышленное производство белка с помощью микроорганизмов не требует посевных площадей, не зависит от климатических и погодных условий и позволяет получать продукцию стандартного качества. Однако здесь есть свои трудности: это проблема и сырья, и высокого содержания в получаемом продукте наряду с белками нежелательных нуклеиновых кислот. Однако и эти проблемы успешно решаются или уже решены. Показано, что прием в пищу 20–30 г дрожжей, что соответствует приему 2 г нуклеиновых кислот, не оказывает вредного воздействия на человеческий организм. Кроме того, содержание нуклеиновых кислот в биомассе дрожжей может быть значительно снижено за счет специальной обработки. Что касается сырья, то и эта проблема частично решена, так как выращивание дрожжей может проводиться на питательных средах, содержащих этиловый или метиловый спирты, а также газ и другое углеводородное сырье.</p><p>Человечество узнало об этиловом спирте тысячи лет тому назад. Фрукты или фруктовые соки, содержащие углеводы, превращались попавшими из воздуха микроорганизмами в этиловый спирт. Такой процесс называется брожением, и он был известен еще нашим далеким предкам, которым, очевидно, понравились перебродивший сок и его последующее действие. С тех пор производство спирта возросло до миллионов тонн, но, конечно, не весь он идет на производство веселящих напитков. Спирт — важное сырье для химической промышленности, и ее потребности до недавнего времени определяли масштабы его производства. В последние годы к уже известным потребителям спирта прибавился еще один — микроорганизмы. При этом имеет место следующая взаимосвязь, изображенная на схеме:</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/354931_11_i_013.png"/> </p><p></p><p>Одни микроорганизмы превращают углеводы растительного происхождения, образующиеся в результате фотосинтеза, в спирт, а другие используют его для получения белка. Исходное сырье — углеводы — может быть получено почти в неограниченных количествах в районах, в которых производство растительного сырья не представляет проблем, например в тропиках. Процессы, представленные на этой схеме, позволяют использовать даровую солнечную энергию для биосинтеза белка. Наверное, следует более подробно остановиться на проблеме микробного белка и причинах, вызвавших к нему значительный интерес. Дело в том, что хотя растительные корма и содержат достаточное количество белка, его качество не может удовлетворить пищевые потребности человека из-за отсутствия в нем некоторых «незаменимых» аминокислот. Так, белки пшеницы бедны лизином, белки гороха — метионином, а белки кукурузы — триптофаном. Нехватка этих аминокислот в пище может быть восполнена добавлением белков микробного происхождения, что даст возможность обеспечить полноценным питанием человека и животных.</p><p>Не следует думать, что использование микробного белка превратит человека в поедателя дрожжей. Существует множество пищевых производств, нуждающихся в белковых добавках: это и хлебопечение, и животноводство, и рыбоводство.</p><p>И все же, несмотря на впечатляющие успехи микробиологического синтеза, основным поставщиком пищи является сельское хозяйство, объем продукции которого достиг 5 млрд тонн. В связи с ростом народонаселения к 2025 г. этот показатель должен быть увеличен на 50 %.</p><p>Предыдущее значительное повышение урожайности зерновых и риса — так называемая «зеленая революция» — было достигнуто за счет распространения высокоурожайных короткостебельных сортов пшеницы и риса. Признак короткостебельности контролируется генетически и легко передается при гибридизации, что в значительной степени облегчает селекцию новых высокоурожайных сортов. «Зеленая революция» сняла висящий над многими странами дамоклов меч голода и помогла накормить азиатские страны, численность населения которых за последние 40 лет увеличилась вдвое (с 1,6 до 3,5 млрд человек).</p><p>Норман Борлоуг — отец «зеленой революции» — понимал ее не только как использование новых высокоурожайных сортов, но и как начало новой эры развития сельского хозяйства, основанной на широком внедрении новейших достижений науки в практику сельского хозяйства.</p><p>И действительно, если во времена «зеленой революции» селекция проводилась по одному признаку — короткостебельности, то сейчас генетическая инженерия растений может отбирать и вводить в них отдельные гены, ответственные за устойчивость к недостатку или избытку влаги, насекомым-вредителям, гербицидам, а также к жаре или холоду. Можно создавать растения, способные снабжать себя азотными удобрениями, как это делают азотофиксирующие микроорганизмы, или содержащие питательные вещества в заданных пропорциях.</p><p>Таким образом, успехи микробиологии и генетической инженерии растений могут сыграть роль тех «пяти хлебов», которыми можно досыта накормить все человечество.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 9 Пятью хлебами Глава 9 Пятью хлебами Как химик, я убежден в возможности получения питательных веществ из сочетания элементов воздуха, воды и земли, помимо обычной культуры, то есть на особых фабриках и заводах. Д. И. Менделеев Проблема питания — одна из самых острых, которые стояли и стоят перед человечеством. Среднесуточное потребление белка — главнейшего компонента пищи — в различных странах колеблется от 50 до 100 г на душу населения. Всего на земном шаре живут около 7 млрд человек. Простое арифметическое действие — умножение — дает астрономическую цифру ежедневной потребности в белке. Уже сейчас 400 млн людей голодает, дефицит белка в мире составляет миллионы тонн и продолжает расти. Синтез белка растениями находится в зависимости от погодных условий и качества посевных площадей. Можно, конечно, их увеличить и добиться повышения урожайности для повышения сборов растительного белка. Однако в настоящее время лучшие почвы в основном уже освоены, и расширение пахотных земель если еще и возможно, то лишь за счет освоения менее плодородных почв, где урожаи будут значительно ниже. Все это говорит о том, что даже само по себе увеличение посевных площадей в настоящее время не приведет к решению проблемы питания. Необходимо использовать новые подходы. С детства мы знаем легенды, герои которых удивительным образом справляются с этой задачей. Все, наверное, помнят сказку братьев Гримм о волшебном горшочке. Девочке из бедной семье его подарила старушка, которую она повстречала в лесу. Стоило только сказать: «Раз, два, три, горшочек, вари», как он начинал варить вкусную сладкую кашу. Или не менее удивительный вариант, описанный в Евангелии: «…Он взял пять хлебов и две рыбы, воззрев на небо, благословил и преломил хлебы, и дал ученикам Своим, чтобы они роздали им…. И ели все и насытились… Было же евших хлебы около пяти тысяч мужей». Не правда ли, чудо? Но ведь мы привыкли к тому, что в наше время сбываются самые невероятные мечты наших предков. Оказалось, что и евангельское «чудо» с пятью хлебами не так уж невозможно. Для этого нужно использовать синтетические способности микроорганизмов — биологических объектов с наиболее интенсивным уровнем обменных процессов. Действительно, 5 кг дрожжевых клеток, размножаясь, дают в течение суток биомассу, равную среднему весу двух коров. Ею уже можно накормить несколько тысяч человек, особенно если учесть, что примерно половину веса дрожжевых клеток составляет белок. Вот вам и пять хлебов, которыми Христос накормил пять тысяч мужей. Элементарные расчеты показывают, что такое «чудо» вполне возможно. Нужно только найти микроорганизм, способный вести интенсивный синтез белка, снабдить его исходным сырьем, создать необходимые условия для роста — и проблема будет решена. Промышленное производство белка с помощью микроорганизмов не требует посевных площадей, не зависит от климатических и погодных условий и позволяет получать продукцию стандартного качества. Однако здесь есть свои трудности: это проблема и сырья, и высокого содержания в получаемом продукте наряду с белками нежелательных нуклеиновых кислот. Однако и эти проблемы успешно решаются или уже решены. Показано, что прием в пищу 20–30 г дрожжей, что соответствует приему 2 г нуклеиновых кислот, не оказывает вредного воздействия на человеческий организм. Кроме того, содержание нуклеиновых кислот в биомассе дрожжей может быть значительно снижено за счет специальной обработки. Что касается сырья, то и эта проблема частично решена, так как выращивание дрожжей может проводиться на питательных средах, содержащих этиловый или метиловый спирты, а также газ и другое углеводородное сырье. Человечество узнало об этиловом спирте тысячи лет тому назад. Фрукты или фруктовые соки, содержащие углеводы, превращались попавшими из воздуха микроорганизмами в этиловый спирт. Такой процесс называется брожением, и он был известен еще нашим далеким предкам, которым, очевидно, понравились перебродивший сок и его последующее действие. С тех пор производство спирта возросло до миллионов тонн, но, конечно, не весь он идет на производство веселящих напитков. Спирт — важное сырье для химической промышленности, и ее потребности до недавнего времени определяли масштабы его производства. В последние годы к уже известным потребителям спирта прибавился еще один — микроорганизмы. При этом имеет место следующая взаимосвязь, изображенная на схеме: Одни микроорганизмы превращают углеводы растительного происхождения, образующиеся в результате фотосинтеза, в спирт, а другие используют его для получения белка. Исходное сырье — углеводы — может быть получено почти в неограниченных количествах в районах, в которых производство растительного сырья не представляет проблем, например в тропиках. Процессы, представленные на этой схеме, позволяют использовать даровую солнечную энергию для биосинтеза белка. Наверное, следует более подробно остановиться на проблеме микробного белка и причинах, вызвавших к нему значительный интерес. Дело в том, что хотя растительные корма и содержат достаточное количество белка, его качество не может удовлетворить пищевые потребности человека из-за отсутствия в нем некоторых «незаменимых» аминокислот. Так, белки пшеницы бедны лизином, белки гороха — метионином, а белки кукурузы — триптофаном. Нехватка этих аминокислот в пище может быть восполнена добавлением белков микробного происхождения, что даст возможность обеспечить полноценным питанием человека и животных. Не следует думать, что использование микробного белка превратит человека в поедателя дрожжей. Существует множество пищевых производств, нуждающихся в белковых добавках: это и хлебопечение, и животноводство, и рыбоводство. И все же, несмотря на впечатляющие успехи микробиологического синтеза, основным поставщиком пищи является сельское хозяйство, объем продукции которого достиг 5 млрд тонн. В связи с ростом народонаселения к 2025 г. этот показатель должен быть увеличен на 50 %. Предыдущее значительное повышение урожайности зерновых и риса — так называемая «зеленая революция» — было достигнуто за счет распространения высокоурожайных короткостебельных сортов пшеницы и риса. Признак короткостебельности контролируется генетически и легко передается при гибридизации, что в значительной степени облегчает селекцию новых высокоурожайных сортов. «Зеленая революция» сняла висящий над многими странами дамоклов меч голода и помогла накормить азиатские страны, численность населения которых за последние 40 лет увеличилась вдвое (с 1,6 до 3,5 млрд человек). Норман Борлоуг — отец «зеленой революции» — понимал ее не только как использование новых высокоурожайных сортов, но и как начало новой эры развития сельского хозяйства, основанной на широком внедрении новейших достижений науки в практику сельского хозяйства. И действительно, если во времена «зеленой революции» селекция проводилась по одному признаку — короткостебельности, то сейчас генетическая инженерия растений может отбирать и вводить в них отдельные гены, ответственные за устойчивость к недостатку или избытку влаги, насекомым-вредителям, гербицидам, а также к жаре или холоду. Можно создавать растения, способные снабжать себя азотными удобрениями, как это делают азотофиксирующие микроорганизмы, или содержащие питательные вещества в заданных пропорциях. Таким образом, успехи микробиологии и генетической инженерии растений могут сыграть роль тех «пяти хлебов», которыми можно досыта накормить все человечество.
true
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава четвертая Ниша в саванне</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава четвертая</p> <p>Ниша в саванне</p> <p>Определение грейпфрута: лимон, которому представился случай, и он его не упустил.</p> <p>Оскар Уайльд (1856–1900)</p> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_19_img021f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Подобно пользовавшемуся орудиями предшественнику человека, шимпанзе готовится слизнуть термитов с соломинки, на которую их подцепил</em></p><p></p><p>В хорошем детективном романе ключи к разгадке тайны должны предлагаться читателю таким образом, чтобы они последовательно подготавливали его к развязке. Пусть она будет неожиданной и ошеломляющей (как в лучших детективных романах), но ей должна быть присуща логика — в противном случае она вызовет одно недоумение. У детективного романа об эволюции человека есть, к сожалению, один недостаток: представляя себе в общих чертах развитие сюжета и развязку (человекообразная обезьяна становится человеком), мы пока еще очень мало осведомлены о тех сюжетных ходах и поворотах, которые подводят к этой развязке. Ключи к разгадке, которые мало-помалу становятся нам известны, несомненно, объединены общей логикой, но какова конкретная суть этой логики, нам еще не ясно.</p> <p>Да, конечно, мы уже установили ряд важнейших фактов. Мы знаем, что австралопитеки существовали и что один их тип развился в человека. Мы знаем, сколько примерно времени занял этот процесс, и нам кое-что известно о том, почему статус человека в конце концов достался данному примату, а не какому-нибудь другому. Чтобы установить все это, нам пришлось поближе познакомиться с некоторыми приматами, разобраться в истории их эволюции, в различиях между низшими и человекообразными обезьянами и выяснить, в чем же заключаются те особенности человекообразных обезьян, которые позволили одной из них стать человеком.</p><p>Теперь нам следует рассмотреть некоторые другие данные, чтобы получить представление о том, как, собственно, протекал процесс превращения человекообразной обезьяны в человека. И в поисках разгадки мы вновь обращаемся, с одной стороны, к окаменелостям, а с другой — к поведению приматов.</p><p>"Заняться на земле чем-то новым" — написал я в заключении предыдущей главы. Что это означает? Что первая предприимчивая обезьяна, соскользнув с дерева, прямо пошла гулять по саванне? Конечно же, нет. В течение очень долгого времени она, вне всяких сомнений, вела, скорее, древесный, чем наземный, образ жизни, пока она сама и ее потомки мало-помалу убеждались, что можно неплохо прожить и на опушке леса, и даже на открытой равнине.</p><p>Если она и ходила гулять, то недалеко. А как именно она ходила, еще неизвестно. Шервуд Уошберн (Калифорнийский университет в Беркли) после наблюдений за человекообразными обезьянами пришел к выводу, что первые гоминиды при ходьбе опирались на согнутые пальцы рук. Так ходят, напоминает он, две современные человекообразные обезьяны — шимпанзе и горилла. Благодаря очень длинным рукам и коротким ногам они способны стоять, наклонившись и слегка касаясь земли фалангами согнутых пальцев, — таким образом, часть их веса приходится на руки и они без труда удерживают равновесие. Как указывает Уошберн, примерно такую же позу принимает вратарь, готовясь взять мяч, или человек, перегибающийся через стол. Такая поза легко позволяет выпрямиться, что шимпанзе постоянно и проделывают.</p><p>Поскольку гоминиды, когда они спустились с деревьев, были не четвероногими, а своего рода брахиаторами (как и гориллу, их можно назвать "бывшими брахиаторами"), то логика подсказывает, что они начали ходить так же, как прочие брахиаторы, в свою очередь спустившиеся на землю, — на задних конечностях, опираясь на полусогнутые пальцы передних. Подобный способ передвижения нередко считается переходной стадией между четвероногостью и двуногостью.</p><p>Но не все разделяют это мнение. Антрополог Чарлз Окснард обращает внимание на то, что человеческая лопатка похожа на лопатку орангутана, который при ходьбе, как правило, не опирается на пальцы. Это позволяет предположить, что древнейший гоминид имел крупное туловище, как у орангутана, по деревьям передвигался, повисая и раскачиваясь на руках, а спустившись на землю, сразу начал передвигаться на двух ногах (как нынешние гиббоны), обойдясь без стадии опирания на пальцы.</p><p>Дэвид Пилбим (Йельский университет) указывает на интересную особенность, связанную с позвоночником. Судя по найденным до сих пор экземплярам, позвоночник австралопитека имел шесть поясничных позвонков. У шимпанзе и гориллы их всего три-четыре, и представляется вероятным, что два-три поясничных позвонка они утратили в процессе эволюции, определившей их нынешнюю походку. Следовательно, гоминид, по-прежнему обладающий пятью-шестью поясничными позвонками, возможно, стадии опирания на полусогнутые пальцы не проходил вовсе. Когда скелет, найденный Доном Джохэнсоном, будет изучен подробно, возможно, нам удастся более точно определить время утраты этих позвонков.</p><p>Но как бы то ни было, выпрямлялись ли наши предки, отталкиваясь пальцами от земли, или с самого начала кое-как ковыляли на двух ногах, хорошо ходить они научились не сразу. Куда легче представить себе, что истинная двуногость вырабатывалась постепенно, в течение долгого начального периода наземного существования, поскольку силы естественного отбора благоприятствовали прямохождению, чем поверить, будто это произошло мгновенно. Вспомним хотя бы, что успешное передвижение на двух ногах требует особого строения стопы и таза, а также мощных ножных и ягодичных мышц и что у человекообразных обезьян, ведущих древесный образ жизни, нет ни того, ни другого.</p><p>Какие же силы тут действуют? У Уошберна есть ответ и на это. Он напоминает нам, что человекообразные обезьяны — брахиаторы, а потому обладают зачатками прямой осанки, которой низшие обезьяны лишены вовсе, и что некоторые из них пользуются орудиями. Уошберн помещает человекообразную обезьяну, которой суждено стать человеком, в новую среду обитания — она живет уже не на деревьях, а на земле, где все время надо что-то поднимать, где валяются камни, которые можно бросать, ветки и сучья, которыми можно размахивать, угрожая или защищаясь. Он предполагает постепенное изменение пищевого рациона — если прежде она питалась главным образом сочными плодами, то теперь ест практически все, что можно найти на земле. Эту новую пищу приходится разбивать, разминать, убивать, из-за нее надо драться, вступать в конкуренцию с другими животными. Уошберн считает, что такая ведущая наземный образ жизни человекообразная обезьяна неизбежно должна все больше и больше пользоваться руками — чтобы носить предметы, чтобы орудовать предметами, чтобы драться предметами. Вот такое использование разных предметов в различных целях и стало, по мнению Уошберна, той движущей силой, которая выработала у предка человека постоянное прямохождение.</p><p>Короче говоря, человек стал двуногим потому, что начал пользоваться орудиями. Доказательство использования орудий на очень ранней стадии Уошберн видит в том, что клыки у самца австралопитека, как свидетельствуют их окаменевшие остатки, были удивительно невелики. У прочих крупных приматов, ведущих наземный образ жизни, — у шимпанзе, гориллы и особенно у павиана — клыки самцов огромны. Это подлинные клыки, которые, в частности, могут, по-видимому, служить для защиты от крупных наземных хищников. Самцы-гоминиды обитали на земле, но не имели такого средства обороны, из чего следует, что у них для защиты имелось нечто другое. Орудия и оружие — утверждает Уошберн.</p> <p>Итак, использование орудий содействовало развитию двуногости. Но само собой разумеется, связь могла быть прямо обратной, как считают некоторые специалисты, в частности английский антрополог Бернард Кэмпбелл и южноафриканский зоолог Дж. Т. Робинсон. Такая гипотеза подразумевает, что человек был уже двуногим тогда, когда впервые покинул деревья, и именно эта особенность позволила ему пользоваться орудиями, так как освободила руки для того, чтобы носить предметы. Если гоминид ходил на двух ногах с самого начала, естественный отбор неизбежно должен был совершенствовать и далее кости таза и ног гоминида, а также их мышцы в направлении, наиболее благоприятном для такого способа передвижения.</p><p>Но если можно спорить о том, употребление ли орудий стимулировало прямохождение или прямохождение позволило пользоваться орудиями, то роль использования орудий в развитии мозга гоминидов и в становлении их человеческих качеств признается всеми с полным единодушием.</p><p>Следует заметить, что шимпанзе, хотя они пользуются орудиями и изготовляют их, в сущности, по-настоящему в орудиях не нуждаются и могут прекрасно обходиться без них. Тем не менее у шимпанзе есть эта удивительная способность — пусть малоразвитая и ненужная для выживания, но она существует. И пример шимпанзе доказывает, что у человекообразной обезьяны с достаточно ловкими руками и пальцами может возникнуть привычка пользоваться простейшими орудиями просто потому, что она проводит много времени на земле, где в изобилии валяются камни, палки и всякие другие предметы, которые легко подобрать.</p><p>Мы никогда не узнаем, какой шимпанзе первым научился выуживать термитов с помощью соломинки и сколько времени потребовалось, чтобы это стало общей повадкой. Джейн Гудолл пока еще не выяснила, откуда такая форма поведения берется у современных шимпанзе: открывает ли каждый из них этот способ для себя заново благодаря врожденной сметке или же молодые обезьяны перенимают его у старшего поколения. По наблюдениям Джейн Гудолл, у детенышей есть полная возможность учиться у взрослых: молодые шимпанзе внимательно следят за действиями старших и часто подражают им.</p><p>Она открыла у своих шимпанзе еще один талант — умение бросать различные предметы. Это крайне интересно по нескольким причинам. Как следует из ее наблюдений, умение это, во-первых, приобретено давно: многие особи пускали его в ход при самых различных обстоятельствах. Во-вторых, оно несомненно приносит пользу, хотя меткость шимпанзе оставляет желать много лучшего. В их жизни большую роль играют запугивание и агрессивные демонстрации. Они прыгают на месте, размахивают руками, ухают, визжат, кидаются вперед. Такие действия выглядят еще более внушительными, когда животное вдобавок швыряется палками, камнями и всем, что ему под руку попадется. Разумеется, это умение вошло в систему видового поведения именно потому, что оно полезно.</p><p>В настоящее время шимпанзе никак нельзя причислить к чемпионам по метанию. Бросает он палки и камни очень недалеко и редко попадает в цель, если до нее больше чем полтора метра, — такие результаты вряд ли произвели бы впечатление на тренера по легкой атлетике. Но не надо забывать, что шимпанзе бросает свои метательные снаряды для того, чтобы производить впечатление не на тренеров, а на других шимпанзе, на павианов, леопардов и прочих врагов. А для такой публики этого более чем достаточно. Совершенно очевидно, что умение бросать способствует выживанию, и можно предположить, что шимпанзе, если оставить их в покое на достаточно долгий срок, научатся бросать много лучше, чем теперь.</p><p>Да и в настоящее время отдельные особи способны приобретать заметно большую сноровку. В Гомбе-Стрим таким был, например, Мистер Уорзл (чтобы легче распознавать своих шимпанзе, Джейн Гудолл давала им клички). Оказавшись в необычных условиях, Мистер Уорзл научился бросать камни гораздо лучше, чем он делал это прежде, — достижение поистине замечательное. Чтобы облегчить наблюдения, Джейн Гудолл старалась привлечь шимпанзе в свой лагерь и для этого выкладывала там бананы. Однако столь неестественное обилие пищи привлекало не только шимпанзе, но и обитавших по соседству павианов, что приводило к стычкам. Павианы быстро разобрались, какие шимпанзе (главным образом самки и детеныши) отойдут от бананов, если ринуться на них всем скопом. Но отогнать Мистера Уорзла им не удавалось: он упрямо оставался на месте, поднимал с земли все, что подвертывалось под руку, и швырял в павианов. Иногда это были просто листья, а как-то раз, к большому удовольствию своих врагов, он бросил в них гроздь бананов. Но постепенно Мистер Уорзл осознал, что лучше всего для его намерений подходят камни, и со временем он начал всему предпочитать их, выбирая какие побольше.</p><p>Одним из наиболее поразительных событий в Гомбе-Стрим было стремительное восхождение по иерархической лестнице самца Майка, вначале находившегося на очень низкой ее ступени. Майк добился доминирующего положения среди самцов группы, проявив редкостную сообразительность — он нашел совершенно новое устрашающее оружие и с его помощью терроризировал остальных самцов, которые до той поры безнаказанно пинали и гоняли его.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_19_img022f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Положительная обратная связь, ведущий механизм эволюции человека; заключается в усиливающем воздействии, которое одна сторона развития оказывает на другие: так, прямохождение (верхний ряд) само по себе не создало умения хорошо бросать (второй ряд), но способствовало его улучшению, а это благоприятно сказывалось на развитии прямохождения. Все шесть эволюционных изменений, прослеженные горизонтально (стрелы), взаимодействовали между собой подобным образом, хотя связать отдельные этапы по вертикали невозможно</em></p><p></p><p>Майк обнаружил, что в палатке Джейн Гудолл лежат пустые канистры из-под керосина. Он заходил туда, брал две-три пятнадцатилитровые канистры и кидался в нежданную атаку на компанию доминирующих самцов, которые безмятежно обыскивали друг друга.</p><p>Такие атаки у шимпанзе — результат нарастающей ярости или возбуждения, которые находят выход в стремительной пробежке вперед (часто в вертикальной позе.) При этом нападающий ухает, размахивает руками, швыряется ветками и вообще ведет себя агрессивно. Обычно доминирующий самец просто не обращает внимания на подобные угрозы подчиненного самца и спокойно позволяет ему пробежать мимо. Но атаки Майка были настолько эффектными, что игнорировать их было невозможно. Он бежал, толкая перед собой канистры и поднимая оглушительный грохот, так что остальные самцы бросались врассыпную, устрашенные этим грохотом не меньше, чем катящимися к ним огромными канистрами. Поле битвы оставалось за Майком — волосы у него вздыбились, глаза свирепо сверкали, и он пыхтел от ярости. Разбежавшиеся самцы постепенно возвращались и проделывали обычные для шимпанзе умиротворяющие действия: осторожно дотрагивались до него, робко обыскивали, приближались к нему, опустив голову, — словом, выражали ему ту же покорность, какую прежде выражал им он.</p> <p>После того как Майк проделал свой номер с канистрами несколько раз, Джейн и Гуго решили, что такие демонстрации слишком опасны и надо положить им конец. Они спрятали канистры. Но Майк уже добился своего: остальные самцы боялись его и уважали, а вскоре ему удалось подчинить даже высшего по рангу Голиафа с помощью обычной демонстрации — прыжков и размахивания ветками. С этого момента Майк прочно занял положение на вершине иерархической лестницы и удерживал его несколько лет. Наибольшее впечатление на Джейн Гудолл (и на меня после некоторого размышления) произвело то обстоятельство, что Майк, по ее наблюдениям, кидался в атаку преднамеренно. Он не впадал в непроизвольное возбуждение, которое обычно завершается у шимпанзе атакой, а хладнокровно выбирал подходящий момент. Он сначала хватал канистры, а уж потом принимался доводить себя до исступления.</p><p>Опять-таки ситуация была необычной — металлические канистры на деревьях не растут. И реакция Майка, как и реакция Мистера Уорзла, быстро научившегося бросать камни, указывает на пластичность психики, на способность к импровизации, которая присуща смышленому и физически ловкому животному и проявляется, когда оно попадает в непривычное положение или перед ним открывается возможность найти новый выход из уже известной ситуации.</p><p>Итак, дано: способность шимпанзе (и предположительно их предшественников) пользоваться орудиями и действовать по-новому, сообразно с обстоятельствами, а также спокойное однообразие лесного существования, которое шимпанзе вели миллионы лет и которое не стимулировало их эволюцию так, как могла бы стимулировать другая среда обитания. Спрашивается: в каких условиях и в какой среде животное, наделенное такой же способностью, могло бы эволюционировать быстрее?</p><p>Многие антропологи считают, что все свелось просто к переходу на землю — на открытое пространство у опушки тропического леса и дальше в саванну. Столь новая среда с новыми источниками пищи, новыми возможностями и новыми опасностями, естественно, требовала от животного, потенциально к этому готового, новых путей приспособления. Считается, что именно здесь у наших предков-гоминидов выработались особые качества, которые в конце концов привели к возникновению человека. Но даже предложить теорию, которая объяснила бы эту эволюцию, нелегко. Пусть павиан не стал человеком, потому что был четвероногой обезьяной и поэтому не мог обрести ни способности пользоваться орудиями, ни двуногости, и пусть горилла с шимпанзе тоже не достигли статуса человека из-за того, что уютно устроились в своих лесных нишах и у них не было никакого эволюционного стимула переселяться в саванну и вырабатывать образ жизни, связанный с прямохождением, но чем объясняется успех третьей большой человекообразной обезьяны, как давным-давно назвал нашего предка Чарлз Дарвин? Для убедительного разрешения этой проблемы необходимо найти какое-то логичное объяснение, почему наши предки гоминиды оказались на земле у кромки леса иди в открытой саванне, а также логично объяснить, каким образом взаимодействие такой среды с особыми качествами гоминидов создало человека.</p><p>Оба этих объяснения требуют в конечном счете исследования вопроса о положительной обратной связи, то есть о взаимном усиливающем воздействии, которое предположительно оказывали особые качества проточеловека, стимулируя друг друга к дальнейшему и быстрейшему взаиморазвитию. Положительная обратная связь — явление широко известное. Она отчетливо проявляется, например, в образовании при соответствующих условиях необычно больших океанских волн или в нарастании вибрации, которая порой возникает в машинах, когда сами волны способствуют возникновению значительно больших волн, а вибрация — значительно более сильной вибрации. Есть все основания предположить наличие положительной обратной связи и в эволюционных процессах. Но тут возникает еще одна проблема, которая становится очевидной, если выразить элементы, составляющие модель обратной связи, в вопросах и ответах.</p><p>Вопрос. Значит, древнейшие гоминиды пользовались орудиями?</p><p>Ответ. Мы предполагаем, что да. У них, как у шимпанзе, была такая потенциальная способность, и они сохранили ее, покинув лес.</p><p>Вопрос. Но что стимулировало ее развитие?</p><p>Ответ. На открытой местности им требовались орудия, чтобы защищаться от врагов.</p><p>Вопрос. А почему?</p><p>Ответ. Потому что клыки у них были небольшими.</p><p>Вопрос. А почему клыки у ник были небольшими?</p><p>Ответ. Потому что большие клыки им уже не были нужны. Они овладевали прямохождением, а это давало им все больше возможностей пользоваться оружием. Оружие позволяло им успешнее защищаться, и большие клыки утратили свое значение как средство защиты.</p><p>Это — классическая модель положительной обратной связи. Стоит привести ее в действие, и уже нетрудно увидеть, как каждый элемент в ней содействует развитию всех остальных, включая и беспредельно важный побочный продукт — развитие мозга. Беда, однако, в том, что возникает замкнутый круг: клыки ведь не становятся маленькими оттого, что вам нужны орудия и прямая осанка для защиты, поскольку у вас маленькие клыки.</p><p>На это логическое хождение по кругу указал английский антрополог Клиффорд Джолли, который замечает, что, чем совершеннее модель положительной обратной связи, тем труднее привести ее в действие. Если все связано такой точной зависимостью со всем остальным, утверждает он, то ничего вообще происходить не будет.</p><p>Размышляя над этой дилеммой, Джолли пытался найти элемент, который не зависел бы от остальных и получил бы первоначальный толчок извне. Его, как и многих других антропологов, поразило различие между зубами древнейших гоминидов и остальных человекообразных обезьян. Эти маленькие клыки и резцы — и непомерно крупные коренные зубы — требовали какого-то объяснения.</p><p>Поскольку зубы и строение челюсти явно связаны со способом питания, Джолли решил, что объяснение особенностей строения зубов древнейшего гоминида по логике вещей следует искать в переходе от одного типа пищи к другому — плоды уступили главное место иной пище. Полностью развившийся современный Homo sapiens все еще в больших количествах потребляет зерна различных злаков (то есть семена травянистых растений), и Джолли предположил, что в незапамятные времена древнейший гоминид начал есть большие количества семян.</p> <p>Анализ этой гипотезы, который дает Джолли, очень сложен, а аргументы, опирающиеся на особенности зубов, слишком специальны, чтобы приводить их здесь, но она достаточно стройна, и доводы в ее пользу очень любопытны.</p><p>Начнем с характеристики самой экологической ниши: открытая местность (вернее, огромные просторы) и резко выраженные сезонные изменения погоды. Для нормальной жизни травянистой степи необходимо чередование сезонов дождей и сухих сезонов. В тропиках вода — главное препятствие на пути неумолимо наступающих лесов: излишек воды в определенные сезоны, когда она разливается по равнине, и нехватка ее в остальное время года. И то и другое мешает росту деревьев. Степные пожары, время от времени вспыхивающие от молний в сухие сезоны, также уничтожают неокрепшие ростки деревьев. И наконец, древесную поросль объедают и вытаптывают стада пасущихся травоядных животных, которые немедленно заселяют степь, едва она возникает.</p><p>Как бы то ни было, в открытой местности с ее злаками человекообразную обезьяну, чьи пальцы способны быстро подбирать, вылущивать или обдирать мелкие семена, ждет новый и обильный источник пищи. В наши дни так питаются павианы да некоторые шимпанзе, приспособившиеся к периодическому пребыванию в открытой местности, куда они перебираются на сухой сезон, когда находить привычную пищу в лесу становится труднее. И нет никаких причин считать, что наш гоминидный предок не делал того же.</p><p>Что требуется для полноценного питания семенами? Крупные коренные зубы для постоянного перетирания большого количества мелких твердых предметов, а также толстый слой эмали на этих зубах, который выдерживал бы подобную нагрузку. И еще — такое сочленение нижней челюсти, которое обеспечивало бы как мощность, потребную для дробления, так и достаточную свободу движения из стороны в сторону, необходимого для перетирания.</p><p>Однако что толку от подобной подвижности, если огромные клыки, цепляясь друг за друга, препятствуют вращательному движению нижней челюсти?</p><p>Если вы возьмете в рот горстку семян подсолнуха или мака и начнете их пережевывать, то заметите две вещи. Во-первых, когда ваша нижняя челюсть, перетирая семена, ходит из стороны в сторону, передние зубы движутся так же, как задние, если не больше. Попробуйте ограничить движение передних зубов, как ограничили бы его длинные клыки, и вы убедитесь, что это заметно сковывает боковое движение задних зубов. Во-вторых, сводчатое твердое нёбо и толстый подвижный язык обеспечивают постоянное поступление семян под коренные зубы, пока первые измельчаются настолько, что их можно будет проглотить. Как уже говорилось, сочетание очень больших коренных зубов, небольших клыков как у самок, так и у самцов, относительно небольших резцов и сводчатого твердого нёба характерно для австралопитеков, но не для человекообразных обезьян.</p><p>В этом-то, по мнению Джолли, и заключается причина своеобразной эволюции зубов древнейших гоминидов, тот первоначальный толчок, который привел в действие механизм положительной обратной связи. Если новая среда обитания изобилует мелкой твердой пищей вроде семян и эволюционное преимущество получают самцы с относительно небольшими клыками, позволяющими полнее использовать эти пищевые ресурсы, естественный отбор приведет к уменьшению клыков у всего вида.</p><p>— Позвольте! — воскликнет бдительный скептик. — А как же павианы? Ведь павианы обладают огромными клыками, обеспечивающими им защиту на земле, не так ли? Так почему же они сохранили такие зубы, хотя и стали питаться семенами?</p><p>Для ответа на этот вопрос необходимо вернуться к принципиальному различию между гоминидами и низшими обезьянами, которое заключается в том, что первые в отличие от вторых обладают жизненно важной наследственной способностью к прямохождению, а также зачаточным умением пользоваться орудиями. Если гоминид научится защищаться или хотя бы отпугивать врагов с помощью оружия, большие клыки перестанут быть ему нужны. А павианам они нужны — и павианы сохраняют их по сей день.</p><p>Во всяком случае, некоторые павианы. Одно время существовали павианы ныне вымершего вида Simopithecus. Они, по-видимому, вели наземный образ жизни, питаясь корнями, листьями и семенами травянистых растений. Четыре миллиона лет они были довольно широко распространены в Африке, но около двухсот тысяч лет назад вымерли, предположительно не выдержав конкуренции с человеком. Симопитеки интересны тем, что они имели очень большие коренные зубы, а клыки у самцов были довольно маленькими для павианов.</p><p>Размышляя об этих особенностях симопитеков, Джолли воссоздал картину того, как на протяжении долгого наземного существования в связи с новым способом питания зубы у них постепенно утрачивали сходство с зубами других павианов, как в такой же среде обитания и под воздействием предположительно такого же способа питания зубы гоминидов стали отличаться от зубов их предков.</p><p>Подробно и глубоко анализируя особенности симопитеков, Джолли обнаружил данные, которые, как он считает, убедительно подкрепляют главное его положение — что древний человек в основном питался семенами. Он провел подробнейшее физическое сравнение вымершего гоминида, ведшего наземный образ жизни (австралопитека), и его близкого, ныне живущего родича (шимпанзе), с одной стороны, и вымершего, ведшего чисто наземный образ жизни павиана (симопитека) и современных павианов — с другой. Это сравнение показало, что различия между австралопитеком и шимпанзе очень часто совпадают с различиями между симопитеком и другими павианами. Иными словами, вымерший гоминид и вымерший павиан похожи в том, что отличает их от ближайших родичей. Взглянем на это любопытное положение по-другому: если у гоминидов вообще есть нечто общее с павианами, то почему у них гораздо больше общего с симопитеками, чем с другими павианами?</p><p>Действительно, почему? Сравнения, проведенные Джолли, хотя сами по себе и не составляют неопровержимого доказательства, тем не менее выявляют интересную параллель и, несомненно, дают основания полагать, что "третья обезьяна" появилась в открытой саванне очень рано; вначале она, вероятно, еще не была двуногой, однако обладала способностью ходить, опираясь на полусогнутые пальцы, и умением использовать орудия и оружие, что не только позволило ее коренным зубам и клыкам измениться в соответствии с новой диетой, львиную долю которой составляли семена, но и привело к более интенсивному использованию орудий, к увеличению ловкости рук и пальцев, к двуногости — и все это вместе стимулировало дальнейшее развитие мозга. А уж это (наконец-то!) создает прямоходящую человекообразную обезьяну именно там, где требуется, — в саванне, и именно с теми зубами, которые, как указывают окаменевшие остатки рамапитека и австралопитека, ей и полагаются.</p> <p>К несчастью, как это нередко бывает в палеоантропологии, далеко не все согласны с Джолли. Так, Шервуд Уошберн не принимает исходной гипотезы о питании семенами. По его мнению, способ питания не объясняет, почему у австралопитеков появились их своеобразные зубы — крупные коренные и маленькие клыки. Уошберн полагает, что эти особенности должны восходить к специфическим видам деятельности — к все более интенсивному использованию орудий и оружия и к развитию охоты.</p><p>Насколько я понимаю, Джолли согласился бы с Уошберном в вопросе о важности как использования орудий, так и охоты — но только для объяснения того, каким образом зубы австралопитека изменились в человеческие. Сам же он заглядывает дальше в прошлое: его интересует, каким образом зубы человекообразной обезьяны изменились в зубы австралопитека.</p><p>Итак, к чему же мы пришли? Употребление в пищу семян или использование орудий? Быть может, сочетание того и другого, причем вначале важнее была роль семян, а затем — орудий? Бесспорно, Уошберн очень убедителен в своем предположении, что использование орудий на какой-то стадии оказалось решающим фактором во все убыстряющемся процессе становления человека и что охота приобретала в жизни гоминидов все большее и большее значение. Но эти два вопроса очень важны, и их необходимо рассмотреть и обсудить подробнее.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава четвертая Ниша в саванне Глава четвертая Ниша в саванне Определение грейпфрута: лимон, которому представился случай, и он его не упустил. Оскар Уайльд (1856–1900) Подобно пользовавшемуся орудиями предшественнику человека, шимпанзе готовится слизнуть термитов с соломинки, на которую их подцепил В хорошем детективном романе ключи к разгадке тайны должны предлагаться читателю таким образом, чтобы они последовательно подготавливали его к развязке. Пусть она будет неожиданной и ошеломляющей (как в лучших детективных романах), но ей должна быть присуща логика — в противном случае она вызовет одно недоумение. У детективного романа об эволюции человека есть, к сожалению, один недостаток: представляя себе в общих чертах развитие сюжета и развязку (человекообразная обезьяна становится человеком), мы пока еще очень мало осведомлены о тех сюжетных ходах и поворотах, которые подводят к этой развязке. Ключи к разгадке, которые мало-помалу становятся нам известны, несомненно, объединены общей логикой, но какова конкретная суть этой логики, нам еще не ясно. Да, конечно, мы уже установили ряд важнейших фактов. Мы знаем, что австралопитеки существовали и что один их тип развился в человека. Мы знаем, сколько примерно времени занял этот процесс, и нам кое-что известно о том, почему статус человека в конце концов достался данному примату, а не какому-нибудь другому. Чтобы установить все это, нам пришлось поближе познакомиться с некоторыми приматами, разобраться в истории их эволюции, в различиях между низшими и человекообразными обезьянами и выяснить, в чем же заключаются те особенности человекообразных обезьян, которые позволили одной из них стать человеком. Теперь нам следует рассмотреть некоторые другие данные, чтобы получить представление о том, как, собственно, протекал процесс превращения человекообразной обезьяны в человека. И в поисках разгадки мы вновь обращаемся, с одной стороны, к окаменелостям, а с другой — к поведению приматов. "Заняться на земле чем-то новым" — написал я в заключении предыдущей главы. Что это означает? Что первая предприимчивая обезьяна, соскользнув с дерева, прямо пошла гулять по саванне? Конечно же, нет. В течение очень долгого времени она, вне всяких сомнений, вела, скорее, древесный, чем наземный, образ жизни, пока она сама и ее потомки мало-помалу убеждались, что можно неплохо прожить и на опушке леса, и даже на открытой равнине. Если она и ходила гулять, то недалеко. А как именно она ходила, еще неизвестно. Шервуд Уошберн (Калифорнийский университет в Беркли) после наблюдений за человекообразными обезьянами пришел к выводу, что первые гоминиды при ходьбе опирались на согнутые пальцы рук. Так ходят, напоминает он, две современные человекообразные обезьяны — шимпанзе и горилла. Благодаря очень длинным рукам и коротким ногам они способны стоять, наклонившись и слегка касаясь земли фалангами согнутых пальцев, — таким образом, часть их веса приходится на руки и они без труда удерживают равновесие. Как указывает Уошберн, примерно такую же позу принимает вратарь, готовясь взять мяч, или человек, перегибающийся через стол. Такая поза легко позволяет выпрямиться, что шимпанзе постоянно и проделывают. Поскольку гоминиды, когда они спустились с деревьев, были не четвероногими, а своего рода брахиаторами (как и гориллу, их можно назвать "бывшими брахиаторами"), то логика подсказывает, что они начали ходить так же, как прочие брахиаторы, в свою очередь спустившиеся на землю, — на задних конечностях, опираясь на полусогнутые пальцы передних. Подобный способ передвижения нередко считается переходной стадией между четвероногостью и двуногостью. Но не все разделяют это мнение. Антрополог Чарлз Окснард обращает внимание на то, что человеческая лопатка похожа на лопатку орангутана, который при ходьбе, как правило, не опирается на пальцы. Это позволяет предположить, что древнейший гоминид имел крупное туловище, как у орангутана, по деревьям передвигался, повисая и раскачиваясь на руках, а спустившись на землю, сразу начал передвигаться на двух ногах (как нынешние гиббоны), обойдясь без стадии опирания на пальцы. Дэвид Пилбим (Йельский университет) указывает на интересную особенность, связанную с позвоночником. Судя по найденным до сих пор экземплярам, позвоночник австралопитека имел шесть поясничных позвонков. У шимпанзе и гориллы их всего три-четыре, и представляется вероятным, что два-три поясничных позвонка они утратили в процессе эволюции, определившей их нынешнюю походку. Следовательно, гоминид, по-прежнему обладающий пятью-шестью поясничными позвонками, возможно, стадии опирания на полусогнутые пальцы не проходил вовсе. Когда скелет, найденный Доном Джохэнсоном, будет изучен подробно, возможно, нам удастся более точно определить время утраты этих позвонков. Но как бы то ни было, выпрямлялись ли наши предки, отталкиваясь пальцами от земли, или с самого начала кое-как ковыляли на двух ногах, хорошо ходить они научились не сразу. Куда легче представить себе, что истинная двуногость вырабатывалась постепенно, в течение долгого начального периода наземного существования, поскольку силы естественного отбора благоприятствовали прямохождению, чем поверить, будто это произошло мгновенно. Вспомним хотя бы, что успешное передвижение на двух ногах требует особого строения стопы и таза, а также мощных ножных и ягодичных мышц и что у человекообразных обезьян, ведущих древесный образ жизни, нет ни того, ни другого. Какие же силы тут действуют? У Уошберна есть ответ и на это. Он напоминает нам, что человекообразные обезьяны — брахиаторы, а потому обладают зачатками прямой осанки, которой низшие обезьяны лишены вовсе, и что некоторые из них пользуются орудиями. Уошберн помещает человекообразную обезьяну, которой суждено стать человеком, в новую среду обитания — она живет уже не на деревьях, а на земле, где все время надо что-то поднимать, где валяются камни, которые можно бросать, ветки и сучья, которыми можно размахивать, угрожая или защищаясь. Он предполагает постепенное изменение пищевого рациона — если прежде она питалась главным образом сочными плодами, то теперь ест практически все, что можно найти на земле. Эту новую пищу приходится разбивать, разминать, убивать, из-за нее надо драться, вступать в конкуренцию с другими животными. Уошберн считает, что такая ведущая наземный образ жизни человекообразная обезьяна неизбежно должна все больше и больше пользоваться руками — чтобы носить предметы, чтобы орудовать предметами, чтобы драться предметами. Вот такое использование разных предметов в различных целях и стало, по мнению Уошберна, той движущей силой, которая выработала у предка человека постоянное прямохождение. Короче говоря, человек стал двуногим потому, что начал пользоваться орудиями. Доказательство использования орудий на очень ранней стадии Уошберн видит в том, что клыки у самца австралопитека, как свидетельствуют их окаменевшие остатки, были удивительно невелики. У прочих крупных приматов, ведущих наземный образ жизни, — у шимпанзе, гориллы и особенно у павиана — клыки самцов огромны. Это подлинные клыки, которые, в частности, могут, по-видимому, служить для защиты от крупных наземных хищников. Самцы-гоминиды обитали на земле, но не имели такого средства обороны, из чего следует, что у них для защиты имелось нечто другое. Орудия и оружие — утверждает Уошберн. Итак, использование орудий содействовало развитию двуногости. Но само собой разумеется, связь могла быть прямо обратной, как считают некоторые специалисты, в частности английский антрополог Бернард Кэмпбелл и южноафриканский зоолог Дж. Т. Робинсон. Такая гипотеза подразумевает, что человек был уже двуногим тогда, когда впервые покинул деревья, и именно эта особенность позволила ему пользоваться орудиями, так как освободила руки для того, чтобы носить предметы. Если гоминид ходил на двух ногах с самого начала, естественный отбор неизбежно должен был совершенствовать и далее кости таза и ног гоминида, а также их мышцы в направлении, наиболее благоприятном для такого способа передвижения. Но если можно спорить о том, употребление ли орудий стимулировало прямохождение или прямохождение позволило пользоваться орудиями, то роль использования орудий в развитии мозга гоминидов и в становлении их человеческих качеств признается всеми с полным единодушием. Следует заметить, что шимпанзе, хотя они пользуются орудиями и изготовляют их, в сущности, по-настоящему в орудиях не нуждаются и могут прекрасно обходиться без них. Тем не менее у шимпанзе есть эта удивительная способность — пусть малоразвитая и ненужная для выживания, но она существует. И пример шимпанзе доказывает, что у человекообразной обезьяны с достаточно ловкими руками и пальцами может возникнуть привычка пользоваться простейшими орудиями просто потому, что она проводит много времени на земле, где в изобилии валяются камни, палки и всякие другие предметы, которые легко подобрать. Мы никогда не узнаем, какой шимпанзе первым научился выуживать термитов с помощью соломинки и сколько времени потребовалось, чтобы это стало общей повадкой. Джейн Гудолл пока еще не выяснила, откуда такая форма поведения берется у современных шимпанзе: открывает ли каждый из них этот способ для себя заново благодаря врожденной сметке или же молодые обезьяны перенимают его у старшего поколения. По наблюдениям Джейн Гудолл, у детенышей есть полная возможность учиться у взрослых: молодые шимпанзе внимательно следят за действиями старших и часто подражают им. Она открыла у своих шимпанзе еще один талант — умение бросать различные предметы. Это крайне интересно по нескольким причинам. Как следует из ее наблюдений, умение это, во-первых, приобретено давно: многие особи пускали его в ход при самых различных обстоятельствах. Во-вторых, оно несомненно приносит пользу, хотя меткость шимпанзе оставляет желать много лучшего. В их жизни большую роль играют запугивание и агрессивные демонстрации. Они прыгают на месте, размахивают руками, ухают, визжат, кидаются вперед. Такие действия выглядят еще более внушительными, когда животное вдобавок швыряется палками, камнями и всем, что ему под руку попадется. Разумеется, это умение вошло в систему видового поведения именно потому, что оно полезно. В настоящее время шимпанзе никак нельзя причислить к чемпионам по метанию. Бросает он палки и камни очень недалеко и редко попадает в цель, если до нее больше чем полтора метра, — такие результаты вряд ли произвели бы впечатление на тренера по легкой атлетике. Но не надо забывать, что шимпанзе бросает свои метательные снаряды для того, чтобы производить впечатление не на тренеров, а на других шимпанзе, на павианов, леопардов и прочих врагов. А для такой публики этого более чем достаточно. Совершенно очевидно, что умение бросать способствует выживанию, и можно предположить, что шимпанзе, если оставить их в покое на достаточно долгий срок, научатся бросать много лучше, чем теперь. Да и в настоящее время отдельные особи способны приобретать заметно большую сноровку. В Гомбе-Стрим таким был, например, Мистер Уорзл (чтобы легче распознавать своих шимпанзе, Джейн Гудолл давала им клички). Оказавшись в необычных условиях, Мистер Уорзл научился бросать камни гораздо лучше, чем он делал это прежде, — достижение поистине замечательное. Чтобы облегчить наблюдения, Джейн Гудолл старалась привлечь шимпанзе в свой лагерь и для этого выкладывала там бананы. Однако столь неестественное обилие пищи привлекало не только шимпанзе, но и обитавших по соседству павианов, что приводило к стычкам. Павианы быстро разобрались, какие шимпанзе (главным образом самки и детеныши) отойдут от бананов, если ринуться на них всем скопом. Но отогнать Мистера Уорзла им не удавалось: он упрямо оставался на месте, поднимал с земли все, что подвертывалось под руку, и швырял в павианов. Иногда это были просто листья, а как-то раз, к большому удовольствию своих врагов, он бросил в них гроздь бананов. Но постепенно Мистер Уорзл осознал, что лучше всего для его намерений подходят камни, и со временем он начал всему предпочитать их, выбирая какие побольше. Одним из наиболее поразительных событий в Гомбе-Стрим было стремительное восхождение по иерархической лестнице самца Майка, вначале находившегося на очень низкой ее ступени. Майк добился доминирующего положения среди самцов группы, проявив редкостную сообразительность — он нашел совершенно новое устрашающее оружие и с его помощью терроризировал остальных самцов, которые до той поры безнаказанно пинали и гоняли его. Положительная обратная связь, ведущий механизм эволюции человека; заключается в усиливающем воздействии, которое одна сторона развития оказывает на другие: так, прямохождение (верхний ряд) само по себе не создало умения хорошо бросать (второй ряд), но способствовало его улучшению, а это благоприятно сказывалось на развитии прямохождения. Все шесть эволюционных изменений, прослеженные горизонтально (стрелы), взаимодействовали между собой подобным образом, хотя связать отдельные этапы по вертикали невозможно Майк обнаружил, что в палатке Джейн Гудолл лежат пустые канистры из-под керосина. Он заходил туда, брал две-три пятнадцатилитровые канистры и кидался в нежданную атаку на компанию доминирующих самцов, которые безмятежно обыскивали друг друга. Такие атаки у шимпанзе — результат нарастающей ярости или возбуждения, которые находят выход в стремительной пробежке вперед (часто в вертикальной позе.) При этом нападающий ухает, размахивает руками, швыряется ветками и вообще ведет себя агрессивно. Обычно доминирующий самец просто не обращает внимания на подобные угрозы подчиненного самца и спокойно позволяет ему пробежать мимо. Но атаки Майка были настолько эффектными, что игнорировать их было невозможно. Он бежал, толкая перед собой канистры и поднимая оглушительный грохот, так что остальные самцы бросались врассыпную, устрашенные этим грохотом не меньше, чем катящимися к ним огромными канистрами. Поле битвы оставалось за Майком — волосы у него вздыбились, глаза свирепо сверкали, и он пыхтел от ярости. Разбежавшиеся самцы постепенно возвращались и проделывали обычные для шимпанзе умиротворяющие действия: осторожно дотрагивались до него, робко обыскивали, приближались к нему, опустив голову, — словом, выражали ему ту же покорность, какую прежде выражал им он. После того как Майк проделал свой номер с канистрами несколько раз, Джейн и Гуго решили, что такие демонстрации слишком опасны и надо положить им конец. Они спрятали канистры. Но Майк уже добился своего: остальные самцы боялись его и уважали, а вскоре ему удалось подчинить даже высшего по рангу Голиафа с помощью обычной демонстрации — прыжков и размахивания ветками. С этого момента Майк прочно занял положение на вершине иерархической лестницы и удерживал его несколько лет. Наибольшее впечатление на Джейн Гудолл (и на меня после некоторого размышления) произвело то обстоятельство, что Майк, по ее наблюдениям, кидался в атаку преднамеренно. Он не впадал в непроизвольное возбуждение, которое обычно завершается у шимпанзе атакой, а хладнокровно выбирал подходящий момент. Он сначала хватал канистры, а уж потом принимался доводить себя до исступления. Опять-таки ситуация была необычной — металлические канистры на деревьях не растут. И реакция Майка, как и реакция Мистера Уорзла, быстро научившегося бросать камни, указывает на пластичность психики, на способность к импровизации, которая присуща смышленому и физически ловкому животному и проявляется, когда оно попадает в непривычное положение или перед ним открывается возможность найти новый выход из уже известной ситуации. Итак, дано: способность шимпанзе (и предположительно их предшественников) пользоваться орудиями и действовать по-новому, сообразно с обстоятельствами, а также спокойное однообразие лесного существования, которое шимпанзе вели миллионы лет и которое не стимулировало их эволюцию так, как могла бы стимулировать другая среда обитания. Спрашивается: в каких условиях и в какой среде животное, наделенное такой же способностью, могло бы эволюционировать быстрее? Многие антропологи считают, что все свелось просто к переходу на землю — на открытое пространство у опушки тропического леса и дальше в саванну. Столь новая среда с новыми источниками пищи, новыми возможностями и новыми опасностями, естественно, требовала от животного, потенциально к этому готового, новых путей приспособления. Считается, что именно здесь у наших предков-гоминидов выработались особые качества, которые в конце концов привели к возникновению человека. Но даже предложить теорию, которая объяснила бы эту эволюцию, нелегко. Пусть павиан не стал человеком, потому что был четвероногой обезьяной и поэтому не мог обрести ни способности пользоваться орудиями, ни двуногости, и пусть горилла с шимпанзе тоже не достигли статуса человека из-за того, что уютно устроились в своих лесных нишах и у них не было никакого эволюционного стимула переселяться в саванну и вырабатывать образ жизни, связанный с прямохождением, но чем объясняется успех третьей большой человекообразной обезьяны, как давным-давно назвал нашего предка Чарлз Дарвин? Для убедительного разрешения этой проблемы необходимо найти какое-то логичное объяснение, почему наши предки гоминиды оказались на земле у кромки леса иди в открытой саванне, а также логично объяснить, каким образом взаимодействие такой среды с особыми качествами гоминидов создало человека. Оба этих объяснения требуют в конечном счете исследования вопроса о положительной обратной связи, то есть о взаимном усиливающем воздействии, которое предположительно оказывали особые качества проточеловека, стимулируя друг друга к дальнейшему и быстрейшему взаиморазвитию. Положительная обратная связь — явление широко известное. Она отчетливо проявляется, например, в образовании при соответствующих условиях необычно больших океанских волн или в нарастании вибрации, которая порой возникает в машинах, когда сами волны способствуют возникновению значительно больших волн, а вибрация — значительно более сильной вибрации. Есть все основания предположить наличие положительной обратной связи и в эволюционных процессах. Но тут возникает еще одна проблема, которая становится очевидной, если выразить элементы, составляющие модель обратной связи, в вопросах и ответах. Вопрос. Значит, древнейшие гоминиды пользовались орудиями? Ответ. Мы предполагаем, что да. У них, как у шимпанзе, была такая потенциальная способность, и они сохранили ее, покинув лес. Вопрос. Но что стимулировало ее развитие? Ответ. На открытой местности им требовались орудия, чтобы защищаться от врагов. Вопрос. А почему? Ответ. Потому что клыки у них были небольшими. Вопрос. А почему клыки у ник были небольшими? Ответ. Потому что большие клыки им уже не были нужны. Они овладевали прямохождением, а это давало им все больше возможностей пользоваться оружием. Оружие позволяло им успешнее защищаться, и большие клыки утратили свое значение как средство защиты. Это — классическая модель положительной обратной связи. Стоит привести ее в действие, и уже нетрудно увидеть, как каждый элемент в ней содействует развитию всех остальных, включая и беспредельно важный побочный продукт — развитие мозга. Беда, однако, в том, что возникает замкнутый круг: клыки ведь не становятся маленькими оттого, что вам нужны орудия и прямая осанка для защиты, поскольку у вас маленькие клыки. На это логическое хождение по кругу указал английский антрополог Клиффорд Джолли, который замечает, что, чем совершеннее модель положительной обратной связи, тем труднее привести ее в действие. Если все связано такой точной зависимостью со всем остальным, утверждает он, то ничего вообще происходить не будет. Размышляя над этой дилеммой, Джолли пытался найти элемент, который не зависел бы от остальных и получил бы первоначальный толчок извне. Его, как и многих других антропологов, поразило различие между зубами древнейших гоминидов и остальных человекообразных обезьян. Эти маленькие клыки и резцы — и непомерно крупные коренные зубы — требовали какого-то объяснения. Поскольку зубы и строение челюсти явно связаны со способом питания, Джолли решил, что объяснение особенностей строения зубов древнейшего гоминида по логике вещей следует искать в переходе от одного типа пищи к другому — плоды уступили главное место иной пище. Полностью развившийся современный Homo sapiens все еще в больших количествах потребляет зерна различных злаков (то есть семена травянистых растений), и Джолли предположил, что в незапамятные времена древнейший гоминид начал есть большие количества семян. Анализ этой гипотезы, который дает Джолли, очень сложен, а аргументы, опирающиеся на особенности зубов, слишком специальны, чтобы приводить их здесь, но она достаточно стройна, и доводы в ее пользу очень любопытны. Начнем с характеристики самой экологической ниши: открытая местность (вернее, огромные просторы) и резко выраженные сезонные изменения погоды. Для нормальной жизни травянистой степи необходимо чередование сезонов дождей и сухих сезонов. В тропиках вода — главное препятствие на пути неумолимо наступающих лесов: излишек воды в определенные сезоны, когда она разливается по равнине, и нехватка ее в остальное время года. И то и другое мешает росту деревьев. Степные пожары, время от времени вспыхивающие от молний в сухие сезоны, также уничтожают неокрепшие ростки деревьев. И наконец, древесную поросль объедают и вытаптывают стада пасущихся травоядных животных, которые немедленно заселяют степь, едва она возникает. Как бы то ни было, в открытой местности с ее злаками человекообразную обезьяну, чьи пальцы способны быстро подбирать, вылущивать или обдирать мелкие семена, ждет новый и обильный источник пищи. В наши дни так питаются павианы да некоторые шимпанзе, приспособившиеся к периодическому пребыванию в открытой местности, куда они перебираются на сухой сезон, когда находить привычную пищу в лесу становится труднее. И нет никаких причин считать, что наш гоминидный предок не делал того же. Что требуется для полноценного питания семенами? Крупные коренные зубы для постоянного перетирания большого количества мелких твердых предметов, а также толстый слой эмали на этих зубах, который выдерживал бы подобную нагрузку. И еще — такое сочленение нижней челюсти, которое обеспечивало бы как мощность, потребную для дробления, так и достаточную свободу движения из стороны в сторону, необходимого для перетирания. Однако что толку от подобной подвижности, если огромные клыки, цепляясь друг за друга, препятствуют вращательному движению нижней челюсти? Если вы возьмете в рот горстку семян подсолнуха или мака и начнете их пережевывать, то заметите две вещи. Во-первых, когда ваша нижняя челюсть, перетирая семена, ходит из стороны в сторону, передние зубы движутся так же, как задние, если не больше. Попробуйте ограничить движение передних зубов, как ограничили бы его длинные клыки, и вы убедитесь, что это заметно сковывает боковое движение задних зубов. Во-вторых, сводчатое твердое нёбо и толстый подвижный язык обеспечивают постоянное поступление семян под коренные зубы, пока первые измельчаются настолько, что их можно будет проглотить. Как уже говорилось, сочетание очень больших коренных зубов, небольших клыков как у самок, так и у самцов, относительно небольших резцов и сводчатого твердого нёба характерно для австралопитеков, но не для человекообразных обезьян. В этом-то, по мнению Джолли, и заключается причина своеобразной эволюции зубов древнейших гоминидов, тот первоначальный толчок, который привел в действие механизм положительной обратной связи. Если новая среда обитания изобилует мелкой твердой пищей вроде семян и эволюционное преимущество получают самцы с относительно небольшими клыками, позволяющими полнее использовать эти пищевые ресурсы, естественный отбор приведет к уменьшению клыков у всего вида. — Позвольте! — воскликнет бдительный скептик. — А как же павианы? Ведь павианы обладают огромными клыками, обеспечивающими им защиту на земле, не так ли? Так почему же они сохранили такие зубы, хотя и стали питаться семенами? Для ответа на этот вопрос необходимо вернуться к принципиальному различию между гоминидами и низшими обезьянами, которое заключается в том, что первые в отличие от вторых обладают жизненно важной наследственной способностью к прямохождению, а также зачаточным умением пользоваться орудиями. Если гоминид научится защищаться или хотя бы отпугивать врагов с помощью оружия, большие клыки перестанут быть ему нужны. А павианам они нужны — и павианы сохраняют их по сей день. Во всяком случае, некоторые павианы. Одно время существовали павианы ныне вымершего вида Simopithecus. Они, по-видимому, вели наземный образ жизни, питаясь корнями, листьями и семенами травянистых растений. Четыре миллиона лет они были довольно широко распространены в Африке, но около двухсот тысяч лет назад вымерли, предположительно не выдержав конкуренции с человеком. Симопитеки интересны тем, что они имели очень большие коренные зубы, а клыки у самцов были довольно маленькими для павианов. Размышляя об этих особенностях симопитеков, Джолли воссоздал картину того, как на протяжении долгого наземного существования в связи с новым способом питания зубы у них постепенно утрачивали сходство с зубами других павианов, как в такой же среде обитания и под воздействием предположительно такого же способа питания зубы гоминидов стали отличаться от зубов их предков. Подробно и глубоко анализируя особенности симопитеков, Джолли обнаружил данные, которые, как он считает, убедительно подкрепляют главное его положение — что древний человек в основном питался семенами. Он провел подробнейшее физическое сравнение вымершего гоминида, ведшего наземный образ жизни (австралопитека), и его близкого, ныне живущего родича (шимпанзе), с одной стороны, и вымершего, ведшего чисто наземный образ жизни павиана (симопитека) и современных павианов — с другой. Это сравнение показало, что различия между австралопитеком и шимпанзе очень часто совпадают с различиями между симопитеком и другими павианами. Иными словами, вымерший гоминид и вымерший павиан похожи в том, что отличает их от ближайших родичей. Взглянем на это любопытное положение по-другому: если у гоминидов вообще есть нечто общее с павианами, то почему у них гораздо больше общего с симопитеками, чем с другими павианами? Действительно, почему? Сравнения, проведенные Джолли, хотя сами по себе и не составляют неопровержимого доказательства, тем не менее выявляют интересную параллель и, несомненно, дают основания полагать, что "третья обезьяна" появилась в открытой саванне очень рано; вначале она, вероятно, еще не была двуногой, однако обладала способностью ходить, опираясь на полусогнутые пальцы, и умением использовать орудия и оружие, что не только позволило ее коренным зубам и клыкам измениться в соответствии с новой диетой, львиную долю которой составляли семена, но и привело к более интенсивному использованию орудий, к увеличению ловкости рук и пальцев, к двуногости — и все это вместе стимулировало дальнейшее развитие мозга. А уж это (наконец-то!) создает прямоходящую человекообразную обезьяну именно там, где требуется, — в саванне, и именно с теми зубами, которые, как указывают окаменевшие остатки рамапитека и австралопитека, ей и полагаются. К несчастью, как это нередко бывает в палеоантропологии, далеко не все согласны с Джолли. Так, Шервуд Уошберн не принимает исходной гипотезы о питании семенами. По его мнению, способ питания не объясняет, почему у австралопитеков появились их своеобразные зубы — крупные коренные и маленькие клыки. Уошберн полагает, что эти особенности должны восходить к специфическим видам деятельности — к все более интенсивному использованию орудий и оружия и к развитию охоты. Насколько я понимаю, Джолли согласился бы с Уошберном в вопросе о важности как использования орудий, так и охоты — но только для объяснения того, каким образом зубы австралопитека изменились в человеческие. Сам же он заглядывает дальше в прошлое: его интересует, каким образом зубы человекообразной обезьяны изменились в зубы австралопитека. Итак, к чему же мы пришли? Употребление в пищу семян или использование орудий? Быть может, сочетание того и другого, причем вначале важнее была роль семян, а затем — орудий? Бесспорно, Уошберн очень убедителен в своем предположении, что использование орудий на какой-то стадии оказалось решающим фактором во все убыстряющемся процессе становления человека и что охота приобретала в жизни гоминидов все большее и большее значение. Но эти два вопроса очень важны, и их необходимо рассмотреть и обсудить подробнее.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ПРЕДЖИЗНЬ НА КОНВЕЙЕРЕ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Один из интереснейших опытов поставил американский физик Миллер. Была создана искусственная атмосфера Земли тех далеких времен. Состав ее к моменту опыта был уже известен: метан, аммиак, водяной пар. Начали пропускать через нее электрические разряды — лабораторное подобие гроз, потрясавших юную Землю. И что же? Глазам ученых предстали комочки жизни — аминокислоты, составные части белка.</p><p>Но когда-то давно колбой Миллера был весь земной шар.</p><p>Юная Земля во власти могучих стихий. Земля, воздух, вода и огонь сошлись в битве титанов. Грохотали могучие вулканы, вздымая высоко в небо огненные столбы. Колыхались потоки раскаленных лав. Шипела и пенилась вода. Огромные клубы пара окутывали Землю, остывали и проливались стеной дождей. Сверкали невиданные ослепительные молнии. Гремели оглушительные раскаты грома. А ветер рвал и скручивал облачные громады, гнал вихри раскаленного пепла и швырял в воду огненные шары вулканических бомб. И совсем как в опыте Миллера, в водах океанов появились и начали накапливаться те самые «кирпичики» жизни, о которых мы только что говорили. Концентрация их росла, и в конце концов вода стала бульоном из белкоподобных веществ — пептидов и нуклеиновых кислот.</p> <p>Кирпичики сталкивались между собой, образовывали непрочные скопления и распадались. Но однажды солнечный луч высветил странное скопление этих кирпичиков, которое почему-то не распалось. Система оказалась прочной. Элементы ее цепко соединились друг с другом. Мало того, вокруг этого скопления начали образовываться другие, очень похожие скопления. Они еще не могли двигаться сами, и океан распоряжался ими, как хотел: то уносил в глубины, то выбрасывал в кипящую лаву, и они спекались в черную угольную пленку. Эти скопления, эти студенистые капельки, известный советский ученый, академик Опарин, назвал коацерватами.</p><p>Итак, на молодой Земле в изобилии были аминокислоты. Часть их попадала на Землю из космоса при ее рождении. Другая — образовалась из первичной атмосферы. Но как природе удалось собрать эти кирпичики в сложные молекулы белка? Сейчас выяснилось, что для этого нужно по крайней мере два условия. Во-первых, энергия для сборки. Во-вторых — сборочный конвейер, который облегчил бы соединение молекул в определенном порядке.</p><p>Энергии хватало во всех ее видах: тепло лав, электричество гроз и могучий катализатор химических реакций — ультрафиолетовые лучи Солнца.</p><p>Сейчас на Землю сквозь экран атмосферы просачивается лишь ничтожная часть ультрафиолетового спектра. А древняя атмосфера была полностью прозрачна для этих невидимых лучей. Их доза смертельна для любого живого существа, но как раз достаточна, чтобы принудить к синтезу инертную мертвую материю.</p><p>Не было нехватки и в сборочных агрегатах. По-видимому, на Земле работало сразу несколько конвейеров по сборке белковых полимеров: горячая поверхность лав, глина морских прибрежий и, наконец, сама поверхность пептидов, плавающих в первичном бульоне. Все три способа сборки ученые испробовали в лабораториях, и все они действовали. Особенно хорошо «работал» глинистый ил. На нем из раствора оседали упорядоченные белкоподобные полипептиды почти неограниченной длины. Причем без нагревания. Значит, первичный белок мог рождаться почти везде — в воде, в грязи и в огне. Но белок, как мы теперь знаем, это еще не жизнь.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
ПРЕДЖИЗНЬ НА КОНВЕЙЕРЕ Один из интереснейших опытов поставил американский физик Миллер. Была создана искусственная атмосфера Земли тех далеких времен. Состав ее к моменту опыта был уже известен: метан, аммиак, водяной пар. Начали пропускать через нее электрические разряды — лабораторное подобие гроз, потрясавших юную Землю. И что же? Глазам ученых предстали комочки жизни — аминокислоты, составные части белка. Но когда-то давно колбой Миллера был весь земной шар. Юная Земля во власти могучих стихий. Земля, воздух, вода и огонь сошлись в битве титанов. Грохотали могучие вулканы, вздымая высоко в небо огненные столбы. Колыхались потоки раскаленных лав. Шипела и пенилась вода. Огромные клубы пара окутывали Землю, остывали и проливались стеной дождей. Сверкали невиданные ослепительные молнии. Гремели оглушительные раскаты грома. А ветер рвал и скручивал облачные громады, гнал вихри раскаленного пепла и швырял в воду огненные шары вулканических бомб. И совсем как в опыте Миллера, в водах океанов появились и начали накапливаться те самые «кирпичики» жизни, о которых мы только что говорили. Концентрация их росла, и в конце концов вода стала бульоном из белкоподобных веществ — пептидов и нуклеиновых кислот. Кирпичики сталкивались между собой, образовывали непрочные скопления и распадались. Но однажды солнечный луч высветил странное скопление этих кирпичиков, которое почему-то не распалось. Система оказалась прочной. Элементы ее цепко соединились друг с другом. Мало того, вокруг этого скопления начали образовываться другие, очень похожие скопления. Они еще не могли двигаться сами, и океан распоряжался ими, как хотел: то уносил в глубины, то выбрасывал в кипящую лаву, и они спекались в черную угольную пленку. Эти скопления, эти студенистые капельки, известный советский ученый, академик Опарин, назвал коацерватами. Итак, на молодой Земле в изобилии были аминокислоты. Часть их попадала на Землю из космоса при ее рождении. Другая — образовалась из первичной атмосферы. Но как природе удалось собрать эти кирпичики в сложные молекулы белка? Сейчас выяснилось, что для этого нужно по крайней мере два условия. Во-первых, энергия для сборки. Во-вторых — сборочный конвейер, который облегчил бы соединение молекул в определенном порядке. Энергии хватало во всех ее видах: тепло лав, электричество гроз и могучий катализатор химических реакций — ультрафиолетовые лучи Солнца. Сейчас на Землю сквозь экран атмосферы просачивается лишь ничтожная часть ультрафиолетового спектра. А древняя атмосфера была полностью прозрачна для этих невидимых лучей. Их доза смертельна для любого живого существа, но как раз достаточна, чтобы принудить к синтезу инертную мертвую материю. Не было нехватки и в сборочных агрегатах. По-видимому, на Земле работало сразу несколько конвейеров по сборке белковых полимеров: горячая поверхность лав, глина морских прибрежий и, наконец, сама поверхность пептидов, плавающих в первичном бульоне. Все три способа сборки ученые испробовали в лабораториях, и все они действовали. Особенно хорошо «работал» глинистый ил. На нем из раствора оседали упорядоченные белкоподобные полипептиды почти неограниченной длины. Причем без нагревания. Значит, первичный белок мог рождаться почти везде — в воде, в грязи и в огне. Но белок, как мы теперь знаем, это еще не жизнь.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 14 Шахматы и микробиология</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 14</p> <p>Шахматы и микробиология</p> <p>— Шахматы! — говорил Остап. — Знаете ли вы, что такое шахматы? Они двигают вперед не только культуру, но и экономику!</p> <p><em>И. Ильф, Е. Петров</em></p> <p>Шахматы, как известно, изобрели в Индии, и многие, вероятно, слышали легенду о том, какую награду попросил изобретатель у индийского царя. Сначала его просьба показалась властителю более чем скромной. И действительно, в награду за изобретение столь увлекательной игры он попросил не золото, не драгоценные камни, а всего лишь пшеничные зерна. Но когда подсчитали их количество, которое нужно было отдать изобретателю (а он попросил, чтобы на первую клетку шахматной доски положили два зернышка, а на каждую следующую — в два раза больше, чем лежит на предыдущей, и т. д.), получилась фантастическая цифра — 2<sup class="sup">64</sup>, или 18 446 744 073 709 551 616 зерен, что составляет примерно 600 млрд тонн. О том, как завершился разговор изобретателя с царем, легенда умалчивает. Можно только гадать, казнил ли он незадачливого изобретателя, узнав о поистине астрономической величине награды, либо только прогнал его, оставив без вознаграждения: владыки не любят расписываться в собственной несостоятельности. И в самом деле, было отчего разгневаться: 600 млрд тонн!!! Ведь даже в наше время, если бы благодарное человечество решило удовлетворить просьбу изобретателя шахмат, то оно должно было бы отдать ему более 300 годовых урожаев нашей планеты.</p> <p>Но при чем тут микробы? А вот причем. Способность микроорганизмов к размножению феноменальна. Каждые 20 минут их количество удваивается, т. е. за 20 часов оно увеличивается в 2<sup class="sup">60</sup> раза. Получается то же фантастическое число, что и количество зерен, которое запросил изобретатель шахмат. Так что, будь индийский царь немного знаком с основами микробиологии, он бы мог вполне корректно отблагодарить изобретателя шахмат, не бросив и тени на свою репутацию владыки. Нужно было лишь дать ему несколько микробов и пропись среды, на которой они могут развиваться, и эти микроорганизмы обеспечили бы изобретателя затребованной наградой в довольно короткий срок. Правда, пришлось бы создать условия для беспрепятственного роста микроорганизмов, но не царское дело — вникать в такие детали: это задача для микробиолога.</p><p>Учитывая огромную скорость размножения микробов и их относительную неприхотливость к питательным веществам, остается только удивляться, как до сих пор они не вытеснили всех других представителей флоры и фауны. Что же все-таки сдерживает их развитие? Прежде всего, нельзя забывать, что количество питательных веществ ограниченно. Кроме того, рост микроорганизмов тормозится продуктами обмена веществ, вызывающими самоотравление. В природной среде трудно обойти эти факторы. Но в условиях эксперимента можно обеспечить постоянный приток свежих питательных веществ и отток продуктов метаболизма, и тогда микроорганизмы смогут размножаться достаточно долго, оставаясь на стадии экспоненциального роста. Кстати, о стадиях развития микроорганизмов.</p><p>Помните загадку Сфинкса, которую тот задал Эдипу: «Скажи мне, кто ходит утром на четырех ногах, днем — на двух, а вечером — на трех?»</p><p>Ответ на эту загадку Сфинкса олицетворяет не только развитие человека, но и всего живого. В равной степени она относится и к развитию микроорганизмов. Однако в отличие от человека они в своем развитии проходят несколько большее число фаз. Так, различают лаг-фазу — период приспособления к среде; экспоненциальную фазу с высокой степенью увеличения числа клеток, когда их количество возрастает в геометрической прогрессии; фазу замедленного роста, во время которой скорость роста микроорганизмов уменьшается и их количество уже не возрастает, а остается на одном уровне; и, наконец, пятая стадия — фаза отмирания, когда количество клеток уменьшается.</p><p>Все эти фазы плавно переходят одна в другую, и четко установить границу между ними бывает достаточно трудно. Можно только утверждать, что в той или иной фазе развития находится достаточно большой процент клеточной популяции.</p><p>Каждая из фаз имеет определенную продолжительность, не одинаковую у различных культур, при этом любая из них, находясь в конкретной фазе развития, обладает неповторимыми особенностями, тщательное изучение которых представляет огромный интерес для микробиологов. Конечно, наибольшее внимание привлекает фаза, в которой происходит интенсивное увеличение числа клеток.</p><p>Однако как поддержать клеточную популяцию в этом нужном состоянии постоянной молодости? И здесь на помощь микробиологам приходит уже упомянутый метод непрерывного культивирования. На чем он основан, или в чем секрет вечной молодости микроорганизмов?</p><p>Метод заключается в том, что в ростовую среду постоянно вводятся свежие питательные вещества и выводится соответствующее количество микробных клеток и продуктов метаболизма. При хорошей согласованности этих двух потоков система находится в состоянии динамического равновесия, и непрерывное выращивание микроорганизмов может продолжаться достаточно долго, хотя не бесконечно, так как в конце концов начинают действовать и другие факторы, например вырождение культуры и т. п.</p><p>И тем не менее благодаря этому методу можно получать микробный белок, близкий по составу к белку пшеницы. Этот путь ведет не только к удовлетворению запросов легендарного изобретателя шахмат, но и к решению продовольственной проблемы для человечества в целом.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 14 Шахматы и микробиология Глава 14 Шахматы и микробиология — Шахматы! — говорил Остап. — Знаете ли вы, что такое шахматы? Они двигают вперед не только культуру, но и экономику! И. Ильф, Е. Петров Шахматы, как известно, изобрели в Индии, и многие, вероятно, слышали легенду о том, какую награду попросил изобретатель у индийского царя. Сначала его просьба показалась властителю более чем скромной. И действительно, в награду за изобретение столь увлекательной игры он попросил не золото, не драгоценные камни, а всего лишь пшеничные зерна. Но когда подсчитали их количество, которое нужно было отдать изобретателю (а он попросил, чтобы на первую клетку шахматной доски положили два зернышка, а на каждую следующую — в два раза больше, чем лежит на предыдущей, и т. д.), получилась фантастическая цифра — 264, или 18 446 744 073 709 551 616 зерен, что составляет примерно 600 млрд тонн. О том, как завершился разговор изобретателя с царем, легенда умалчивает. Можно только гадать, казнил ли он незадачливого изобретателя, узнав о поистине астрономической величине награды, либо только прогнал его, оставив без вознаграждения: владыки не любят расписываться в собственной несостоятельности. И в самом деле, было отчего разгневаться: 600 млрд тонн!!! Ведь даже в наше время, если бы благодарное человечество решило удовлетворить просьбу изобретателя шахмат, то оно должно было бы отдать ему более 300 годовых урожаев нашей планеты. Но при чем тут микробы? А вот причем. Способность микроорганизмов к размножению феноменальна. Каждые 20 минут их количество удваивается, т. е. за 20 часов оно увеличивается в 260 раза. Получается то же фантастическое число, что и количество зерен, которое запросил изобретатель шахмат. Так что, будь индийский царь немного знаком с основами микробиологии, он бы мог вполне корректно отблагодарить изобретателя шахмат, не бросив и тени на свою репутацию владыки. Нужно было лишь дать ему несколько микробов и пропись среды, на которой они могут развиваться, и эти микроорганизмы обеспечили бы изобретателя затребованной наградой в довольно короткий срок. Правда, пришлось бы создать условия для беспрепятственного роста микроорганизмов, но не царское дело — вникать в такие детали: это задача для микробиолога. Учитывая огромную скорость размножения микробов и их относительную неприхотливость к питательным веществам, остается только удивляться, как до сих пор они не вытеснили всех других представителей флоры и фауны. Что же все-таки сдерживает их развитие? Прежде всего, нельзя забывать, что количество питательных веществ ограниченно. Кроме того, рост микроорганизмов тормозится продуктами обмена веществ, вызывающими самоотравление. В природной среде трудно обойти эти факторы. Но в условиях эксперимента можно обеспечить постоянный приток свежих питательных веществ и отток продуктов метаболизма, и тогда микроорганизмы смогут размножаться достаточно долго, оставаясь на стадии экспоненциального роста. Кстати, о стадиях развития микроорганизмов. Помните загадку Сфинкса, которую тот задал Эдипу: «Скажи мне, кто ходит утром на четырех ногах, днем — на двух, а вечером — на трех?» Ответ на эту загадку Сфинкса олицетворяет не только развитие человека, но и всего живого. В равной степени она относится и к развитию микроорганизмов. Однако в отличие от человека они в своем развитии проходят несколько большее число фаз. Так, различают лаг-фазу — период приспособления к среде; экспоненциальную фазу с высокой степенью увеличения числа клеток, когда их количество возрастает в геометрической прогрессии; фазу замедленного роста, во время которой скорость роста микроорганизмов уменьшается и их количество уже не возрастает, а остается на одном уровне; и, наконец, пятая стадия — фаза отмирания, когда количество клеток уменьшается. Все эти фазы плавно переходят одна в другую, и четко установить границу между ними бывает достаточно трудно. Можно только утверждать, что в той или иной фазе развития находится достаточно большой процент клеточной популяции. Каждая из фаз имеет определенную продолжительность, не одинаковую у различных культур, при этом любая из них, находясь в конкретной фазе развития, обладает неповторимыми особенностями, тщательное изучение которых представляет огромный интерес для микробиологов. Конечно, наибольшее внимание привлекает фаза, в которой происходит интенсивное увеличение числа клеток. Однако как поддержать клеточную популяцию в этом нужном состоянии постоянной молодости? И здесь на помощь микробиологам приходит уже упомянутый метод непрерывного культивирования. На чем он основан, или в чем секрет вечной молодости микроорганизмов? Метод заключается в том, что в ростовую среду постоянно вводятся свежие питательные вещества и выводится соответствующее количество микробных клеток и продуктов метаболизма. При хорошей согласованности этих двух потоков система находится в состоянии динамического равновесия, и непрерывное выращивание микроорганизмов может продолжаться достаточно долго, хотя не бесконечно, так как в конце концов начинают действовать и другие факторы, например вырождение культуры и т. п. И тем не менее благодаря этому методу можно получать микробный белок, близкий по составу к белку пшеницы. Этот путь ведет не только к удовлетворению запросов легендарного изобретателя шахмат, но и к решению продовольственной проблемы для человечества в целом.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Часть I Были и небылицы</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Часть I</p> <p>Были и небылицы</p> <p>Но дней минувших анекдоты</p> <p>От Ромула до наших дней</p> <p>Хранил он в памяти своей.</p> <p><em>А. С. Пушкин</em></p> <p>Несведущие люди, как правило, знают лишь о негативной стороне деятельности микроорганизмов. В самом деле, микробы вызывают болезни растений, животных и самого человека. Более того, в некоторых случаях они могут оказаться вредителями и в промышленности.</p><p>Людям более сведущим известно, что «простую» простоквашу и благоухающий рокфор, кефир и ряженку, масло и сметану, так сильно отличающиеся друг от друга по вкусовым и физико-химическим свойствам, получают из молока с помощью микроорганизмов.</p><p>Но даже и эти люди могут не знать, что молоко — далеко не единственный продукт, на который способны воздействовать микробы, и тем более не подозревать о великом многообразии химических превращений, которые могут осуществлять микроорганизмы с различными продуктами и веществами.</p><p>Трудно даже перечислить все виды таких превращений, вызываемых микробами, но мы попытаемся рассказать читателю о некоторых из них, чтобы из приведенных примеров стало понятно значение микроорганизмов.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Часть I Были и небылицы Часть I Были и небылицы Но дней минувших анекдоты От Ромула до наших дней Хранил он в памяти своей. А. С. Пушкин Несведущие люди, как правило, знают лишь о негативной стороне деятельности микроорганизмов. В самом деле, микробы вызывают болезни растений, животных и самого человека. Более того, в некоторых случаях они могут оказаться вредителями и в промышленности. Людям более сведущим известно, что «простую» простоквашу и благоухающий рокфор, кефир и ряженку, масло и сметану, так сильно отличающиеся друг от друга по вкусовым и физико-химическим свойствам, получают из молока с помощью микроорганизмов. Но даже и эти люди могут не знать, что молоко — далеко не единственный продукт, на который способны воздействовать микробы, и тем более не подозревать о великом многообразии химических превращений, которые могут осуществлять микроорганизмы с различными продуктами и веществами. Трудно даже перечислить все виды таких превращений, вызываемых микробами, но мы попытаемся рассказать читателю о некоторых из них, чтобы из приведенных примеров стало понятно значение микроорганизмов.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 16 Хлеб для Робинзона, или Несколько слов о пользе коллекционирования</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 16</p> <p>Хлеб для Робинзона, или</p> <p>Несколько слов о пользе коллекционирования</p> <p>Прежде всего, у меня не было закваски; впрочем, этому горю все равно пособить было нечем, и потому о закваске я не заботился.</p> <p><em>Д. Дефо</em></p> <p>Даниэль Дефо, автор известного романа «Жизнь и удивительные приключения Робинзона Крузо»<sup class="sup">[3]</sup>, забросив своего героя на необитаемый остров, всячески помогает ему, периодически снабжая предметами первой необходимости с потерпевших крушение кораблей. Благодаря таким счастливым «случайностям» Робинзон получает одежду, плотницкий инструмент, ружья вместе с солидным запасом пороха и пуль и многое другое. Единственное, чем не смог «обеспечить» своего героя Даниэль Дефо, — это хлебом, несмотря на то что из случайно уцелевших зерен Робинзону удалось получить через несколько лет приличный запас зерна. Однако для его превращения в хлеб нужно было иметь дрожжи, или, как их тогда называли, «закваску».</p><p>«Прежде всего, у меня не было закваски; впрочем, этому горю все равно пособить было нечем, и потому о закваске я не заботился…» Внимательному читателю эта цитата скажет о многом. Во-первых, из нее следует, что получение закваски представляет достаточно трудное мероприятие, и чтобы сохранить ее, хлебопекам того времени приходилось ежедневно обновлять или, как принято говорить теперь у микробиологов, «пересевать» ее. Во-вторых, с очевидностью следует, что во времена Дефо вопросы, связанные с хранением и пересылкой культур микроорганизмов, совершенно не были разработаны. В противном случае Даниэлю Дефо, а он считался одним из образованнейших людей своего времени, ничего не стоило бы устроить так, чтобы его герою «случайно» попала пробирка с культурой дрожжей, и таким образом, проблема получения хлеба на необитаемом острове была бы решена.</p> <p>Выпечка хлеба, которого так не хватало Робинзону, — одно из крупных достижений человечества. Получение этого ценного продукта основано на использовании дрожжей. Вещества, образуемые ими в процессе ферментации, создают присущие хлебу пористость, вкус и аромат, т. е. свойства, которые получить другим путем нельзя. Для выпечки применяют специальные расы дрожжей, выделяя их и поддерживая в активном состоянии.</p><p>Однако искусством выделения и поддержания микробных культур наука овладела сравнительно недавно. Поэтому, когда в фильме «Робинзон Крузо», поставленному по одноименному роману, мы видим нашего героя с буханкой пышного круглого хлеба, нам остается только развести руками от удивления. Роман, как известно, был написан в 1719 г., а способ длительного хранения микроорганизмов на твердых питательных средах был разработан Р. Кохом значительно позднее, в конце XIX в. Простим, однако, постановщикам фильма эту ошибку — все-таки они не микробиологи — и посмотрим, каких же успехов добилось человечество со времени Даниэля Дефо в вопросе хранения микробных культур.</p><p>Каждый, кто видел зеленый налет на поверхности заплесневелого продукта, может считать, что он знаком с проблемой выращивания микроорганизмов на твердых средах. Однако такой метод несовершенен, поскольку многие микробы требуют для своего роста сложных по составу сред. Кроме того, быстро подсыхая, натуральные среды не дают возможности поддерживать культуру достаточно долгое время. Впервые твердые питательные среды с использованием желатины были предложены Р. Кохом. Жидкие питательные среды при добавлении желатины легко превращались в твердые, на поверхности которых хорошо развивались микроорганизмы. Желатина, однако, легко расщеплялась ферментами микроорганизмов и разжижалась. Таким образом, основное преимущество исчезало, и среда вновь становилась жидкой. Впоследствии желатина была заменена агаром — полисахаридом, выделяемым из водорослей. Агар значительно реже разжижается микроорганизмами и представляет незаменимую находку для микробиологии. Несмотря на огромные успехи химии, найти лучшее вещество для создания твердых или, как принято говорить, агаризованных сред, пока никому не удалось. Естественно, что микроорганизмы существенно различаются по своим потребностям в питательных веществах, поэтому, несмотря на общую агаровую основу, среды по составу значительно разнятся между собой.</p><p>Пробирки с застывшей в наклонном состоянии агаризованной средой представляют собой самый распространенный вариант хранения культур микроорганизмов. Однако такие выращенные на скошенном агаре культуры тоже необходимо периодически пересевать на свежие среды. Когда микробиологи научились выделять из природных смесей микроорганизмы только одного вида, со всей остротой встала проблема их сохранения. Пока число полученных чистых культур микроорганизмов не превышало нескольких десятков на каждого исследователя, самостоятельно занимавшегося их выделением, поддержание культур в жизнеспособном состоянии не представляло большой сложности. Однако, как только количество выделенных культур значительно возросло, сохранение их в жизнеспособном состоянии превратилось в серьезную проблему. Однажды выделенные и описанные культуры в отсутствие должного ухода гибли, заражаясь сопутствующей микрофлорой, что сводило на нет затраченные в свое время усилия по их выделению.</p><p>Первый центр по сбору и поддержанию микробных культур был создан в Голландии в 1907 г. На смену мелким лабораторным коллекциям пришли крупные, ставившие перед собой задачи по сбору, поддержанию в жизнеспособном состоянии и изучению большого числа различных микробных культур.</p><p>Методы хранения, применявшиеся до недавнего времени, основаны на периодическом обновлении популяции клеток путем пересева культур на свежие среды. Если их состав хорошо подобран, то культура сохраняет не только жизнеспособность, но и свои специфические свойства, будь то способность к сверхсинтезу каких-либо ценных веществ, умение расти на определенных субстратах или другие физиолого-биохимические свойства.</p><p>И все же, несмотря на тщательно подобранный состав среды, после многократных пересевов культуры микроорганизмов утрачивали некоторые специфические свойства, которые представляли основной интерес для исследователей или практиков.</p><p>В связи с этим возникла необходимость поиска новых методов сохранения культур. Их суть должна была состоять в максимальном замедлении процессов метаболизма при одновременном сохранении жизнеспособности культуры. Это было достигнуто либо ее хранением при пониженных температурах, включая и сверхнизкие (жидкий азот -186 °C), либо лиофилизацией (сушкой из замороженного состояния). Оба метода приводят к максимальному замедлению процессов метаболизма, а методика обратного перевода законсервированных культур в жизнеспособное состояние позволяет даже после длительного хранения получить культуры с тем же набором исходных физиолого-биохимических свойств.</p><p>В настоящее время в коллекциях культур во всем мире насчитывается свыше 70 000 различных микроорганизмов, и это количество постоянно увеличивается. 70 000 культур представляют собой уникальный набор возможных вариантов для получения не только культур-сверхпродуцентов для микробиологической промышленности, но и дают возможность получения методами генетической инженерии совершенно новых организмов с невиданными в природе свойствами. По образному выражению одного из ученых, «…в коллекции культур (имеется в виду американская коллекция микроорганизмов — одна из крупнейших в мире) заключается больше богатств, чем в кладовых всех банков Соединенных Штатов».</p><p>Результаты, добытые скрупулезным трудом микробиологов, не пропадают даром, а до поры хранятся в банке и ждут своего часа, чтобы начать платить человечеству большие проценты.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 16 Хлеб для Робинзона, или Несколько слов о пользе коллекционирования Глава 16 Хлеб для Робинзона, или Несколько слов о пользе коллекционирования Прежде всего, у меня не было закваски; впрочем, этому горю все равно пособить было нечем, и потому о закваске я не заботился. Д. Дефо Даниэль Дефо, автор известного романа «Жизнь и удивительные приключения Робинзона Крузо»[3], забросив своего героя на необитаемый остров, всячески помогает ему, периодически снабжая предметами первой необходимости с потерпевших крушение кораблей. Благодаря таким счастливым «случайностям» Робинзон получает одежду, плотницкий инструмент, ружья вместе с солидным запасом пороха и пуль и многое другое. Единственное, чем не смог «обеспечить» своего героя Даниэль Дефо, — это хлебом, несмотря на то что из случайно уцелевших зерен Робинзону удалось получить через несколько лет приличный запас зерна. Однако для его превращения в хлеб нужно было иметь дрожжи, или, как их тогда называли, «закваску». «Прежде всего, у меня не было закваски; впрочем, этому горю все равно пособить было нечем, и потому о закваске я не заботился…» Внимательному читателю эта цитата скажет о многом. Во-первых, из нее следует, что получение закваски представляет достаточно трудное мероприятие, и чтобы сохранить ее, хлебопекам того времени приходилось ежедневно обновлять или, как принято говорить теперь у микробиологов, «пересевать» ее. Во-вторых, с очевидностью следует, что во времена Дефо вопросы, связанные с хранением и пересылкой культур микроорганизмов, совершенно не были разработаны. В противном случае Даниэлю Дефо, а он считался одним из образованнейших людей своего времени, ничего не стоило бы устроить так, чтобы его герою «случайно» попала пробирка с культурой дрожжей, и таким образом, проблема получения хлеба на необитаемом острове была бы решена. Выпечка хлеба, которого так не хватало Робинзону, — одно из крупных достижений человечества. Получение этого ценного продукта основано на использовании дрожжей. Вещества, образуемые ими в процессе ферментации, создают присущие хлебу пористость, вкус и аромат, т. е. свойства, которые получить другим путем нельзя. Для выпечки применяют специальные расы дрожжей, выделяя их и поддерживая в активном состоянии. Однако искусством выделения и поддержания микробных культур наука овладела сравнительно недавно. Поэтому, когда в фильме «Робинзон Крузо», поставленному по одноименному роману, мы видим нашего героя с буханкой пышного круглого хлеба, нам остается только развести руками от удивления. Роман, как известно, был написан в 1719 г., а способ длительного хранения микроорганизмов на твердых питательных средах был разработан Р. Кохом значительно позднее, в конце XIX в. Простим, однако, постановщикам фильма эту ошибку — все-таки они не микробиологи — и посмотрим, каких же успехов добилось человечество со времени Даниэля Дефо в вопросе хранения микробных культур. Каждый, кто видел зеленый налет на поверхности заплесневелого продукта, может считать, что он знаком с проблемой выращивания микроорганизмов на твердых средах. Однако такой метод несовершенен, поскольку многие микробы требуют для своего роста сложных по составу сред. Кроме того, быстро подсыхая, натуральные среды не дают возможности поддерживать культуру достаточно долгое время. Впервые твердые питательные среды с использованием желатины были предложены Р. Кохом. Жидкие питательные среды при добавлении желатины легко превращались в твердые, на поверхности которых хорошо развивались микроорганизмы. Желатина, однако, легко расщеплялась ферментами микроорганизмов и разжижалась. Таким образом, основное преимущество исчезало, и среда вновь становилась жидкой. Впоследствии желатина была заменена агаром — полисахаридом, выделяемым из водорослей. Агар значительно реже разжижается микроорганизмами и представляет незаменимую находку для микробиологии. Несмотря на огромные успехи химии, найти лучшее вещество для создания твердых или, как принято говорить, агаризованных сред, пока никому не удалось. Естественно, что микроорганизмы существенно различаются по своим потребностям в питательных веществах, поэтому, несмотря на общую агаровую основу, среды по составу значительно разнятся между собой. Пробирки с застывшей в наклонном состоянии агаризованной средой представляют собой самый распространенный вариант хранения культур микроорганизмов. Однако такие выращенные на скошенном агаре культуры тоже необходимо периодически пересевать на свежие среды. Когда микробиологи научились выделять из природных смесей микроорганизмы только одного вида, со всей остротой встала проблема их сохранения. Пока число полученных чистых культур микроорганизмов не превышало нескольких десятков на каждого исследователя, самостоятельно занимавшегося их выделением, поддержание культур в жизнеспособном состоянии не представляло большой сложности. Однако, как только количество выделенных культур значительно возросло, сохранение их в жизнеспособном состоянии превратилось в серьезную проблему. Однажды выделенные и описанные культуры в отсутствие должного ухода гибли, заражаясь сопутствующей микрофлорой, что сводило на нет затраченные в свое время усилия по их выделению. Первый центр по сбору и поддержанию микробных культур был создан в Голландии в 1907 г. На смену мелким лабораторным коллекциям пришли крупные, ставившие перед собой задачи по сбору, поддержанию в жизнеспособном состоянии и изучению большого числа различных микробных культур. Методы хранения, применявшиеся до недавнего времени, основаны на периодическом обновлении популяции клеток путем пересева культур на свежие среды. Если их состав хорошо подобран, то культура сохраняет не только жизнеспособность, но и свои специфические свойства, будь то способность к сверхсинтезу каких-либо ценных веществ, умение расти на определенных субстратах или другие физиолого-биохимические свойства. И все же, несмотря на тщательно подобранный состав среды, после многократных пересевов культуры микроорганизмов утрачивали некоторые специфические свойства, которые представляли основной интерес для исследователей или практиков. В связи с этим возникла необходимость поиска новых методов сохранения культур. Их суть должна была состоять в максимальном замедлении процессов метаболизма при одновременном сохранении жизнеспособности культуры. Это было достигнуто либо ее хранением при пониженных температурах, включая и сверхнизкие (жидкий азот -186 °C), либо лиофилизацией (сушкой из замороженного состояния). Оба метода приводят к максимальному замедлению процессов метаболизма, а методика обратного перевода законсервированных культур в жизнеспособное состояние позволяет даже после длительного хранения получить культуры с тем же набором исходных физиолого-биохимических свойств. В настоящее время в коллекциях культур во всем мире насчитывается свыше 70 000 различных микроорганизмов, и это количество постоянно увеличивается. 70 000 культур представляют собой уникальный набор возможных вариантов для получения не только культур-сверхпродуцентов для микробиологической промышленности, но и дают возможность получения методами генетической инженерии совершенно новых организмов с невиданными в природе свойствами. По образному выражению одного из ученых, «…в коллекции культур (имеется в виду американская коллекция микроорганизмов — одна из крупнейших в мире) заключается больше богатств, чем в кладовых всех банков Соединенных Штатов». Результаты, добытые скрупулезным трудом микробиологов, не пропадают даром, а до поры хранятся в банке и ждут своего часа, чтобы начать платить человечеству большие проценты.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 6 Фонтаны, монеты и… микробы</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 6</p> <p>Фонтаны, монеты</p> <p>и… микробы</p> <p>Обычай — деспот меж людей.</p> <p><em>А. С. Пушкин</em></p> <p>Считается, что каждый человек, посетивший Рим, обязательно должен побывать на площади Навона, где расположен один из красивейших фонтанов в мире — Треви. Почти все туристы бросают в воду монеты: существует поверье, что тот, кто это сделает, обязательно вернется в Рим еще раз. Желающих повторно попасть в «столицу мира» достаточно: ежегодно из фонтана Треви извлекается монет на сумму около $600 000.</p><p>К сожалению, история не сохранила причину происхождения этого поверья, но мы знаем, что во многих странах, в том числе и на Руси, тоже существовал обычай при освящении бросать серебряную монету во вновь отрытый колодец.</p><p>Мы знаем также, что никаких знаний о микробах у наших древних предков не было (да и не могло быть). Но в силу своего опыта они предполагали существование «миазмов» — некой субстанции, которая присутствует в затхлой воде и в воздухе заболоченных мест, имеет неприятный запах и вызывает различные заболевания.</p><p>Не исключено, что нашим предкам только эмпирическим путем удалось найти связь между серебряной монетой, опущенной в воду, и снижением уровня миазмов, или заболеваемости после питья такой, обработанной серебром, воды. Возможно, подобного рода связи отмечались неоднократно и постепенно вошли в обиход. Если к этому добавить, что монеты в те времена чеканились не из медно-никелевых сплавов, как сегодня, а из золота и серебра — металлов, как теперь известно, обладающих сильным бактерицидным действием (чтобы обезвредить литр воды, достаточно несколько миллиардных долей грамма), то можно предположить, что бросание серебряной монеты — способ обеззараживания воды, эмпирически найденный древними. А сохранившийся до наших дней обычай — всего лишь атавизм.</p> <p>Разумеется, антибактериальные свойства серебра находят применение и в наше время. Его преимущество перед другими антибиотиками заключается в том, что оно не действует на клетки человека. Серебро добавляют к изделиям из пластмассы и получают контейнеры, в которых пищевые продукты не портятся неделями. Фильтры для систем кондиционирования воздуха и очистки воды, бактерицидная краска для стен и потолков операционных, перевязочные и текстильные материалы, а также просто одежда, поверхности клавиатур и телефонов — вот далеко не полный перечень областей, где используются свойства серебра, открытые много веков тому назад.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 6 Фонтаны, монеты и… микробы Глава 6 Фонтаны, монеты и… микробы Обычай — деспот меж людей. А. С. Пушкин Считается, что каждый человек, посетивший Рим, обязательно должен побывать на площади Навона, где расположен один из красивейших фонтанов в мире — Треви. Почти все туристы бросают в воду монеты: существует поверье, что тот, кто это сделает, обязательно вернется в Рим еще раз. Желающих повторно попасть в «столицу мира» достаточно: ежегодно из фонтана Треви извлекается монет на сумму около $600 000. К сожалению, история не сохранила причину происхождения этого поверья, но мы знаем, что во многих странах, в том числе и на Руси, тоже существовал обычай при освящении бросать серебряную монету во вновь отрытый колодец. Мы знаем также, что никаких знаний о микробах у наших древних предков не было (да и не могло быть). Но в силу своего опыта они предполагали существование «миазмов» — некой субстанции, которая присутствует в затхлой воде и в воздухе заболоченных мест, имеет неприятный запах и вызывает различные заболевания. Не исключено, что нашим предкам только эмпирическим путем удалось найти связь между серебряной монетой, опущенной в воду, и снижением уровня миазмов, или заболеваемости после питья такой, обработанной серебром, воды. Возможно, подобного рода связи отмечались неоднократно и постепенно вошли в обиход. Если к этому добавить, что монеты в те времена чеканились не из медно-никелевых сплавов, как сегодня, а из золота и серебра — металлов, как теперь известно, обладающих сильным бактерицидным действием (чтобы обезвредить литр воды, достаточно несколько миллиардных долей грамма), то можно предположить, что бросание серебряной монеты — способ обеззараживания воды, эмпирически найденный древними. А сохранившийся до наших дней обычай — всего лишь атавизм. Разумеется, антибактериальные свойства серебра находят применение и в наше время. Его преимущество перед другими антибиотиками заключается в том, что оно не действует на клетки человека. Серебро добавляют к изделиям из пластмассы и получают контейнеры, в которых пищевые продукты не портятся неделями. Фильтры для систем кондиционирования воздуха и очистки воды, бактерицидная краска для стен и потолков операционных, перевязочные и текстильные материалы, а также просто одежда, поверхности клавиатур и телефонов — вот далеко не полный перечень областей, где используются свойства серебра, открытые много веков тому назад.
true
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 33</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Как насекомые скрываются от врагов</p><p>Помимо активных средств защиты, например отпугивающих желез, жала, шипов, насекомые располагают защитным средством, данным самой природой. Это мимикрия – защитное приспособление, заключающееся в сходстве по цвету и форме с другими животными и растениями, а также с предметами окружающей природы. Широко распространенный палочник (рис. 265) – иногда его называют «привидением» – так похож на веточку, что совершенно незаметен. Это очень любопытное насекомое – удлиненное, стройное, коричневого или зеленого цвета, с длинными тонкими ногами, хорошо приспособленными для передвижения. Гусеницы пядениц тоже имеют сходство с веточками, на которых они обычно сидят. Это личинки бабочек-пядениц, или землемеров. Сидя на ветках, они держатся брюшными ногами и вытягиваются вверх так, что их тело становится прямым негибким, неподвижным и похожим на ветку (рис. 266). Возникает естественный вопрос: как насекомое может долго оставаться в таком положении? В этом нет ничего загадочного. Присмотритесь внимательно: пяденица выпустила изо рта шелковинку, прикрепив ее свободным концом к дереву. Нить служит гусенице подвеской; перережьте нить – гусеница судорожным подергиванием упадет назад.</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_35_pic_132.jpg"/> </p><p>Рис. 265. Палочник.</p><p>Два примера, которые мы только что привели, иллюстрируют защитное сходство по форме. Приведем еще примеры. Цикадки-горбатки, сидя на виноградных лозах, напоминают шипы (рис. 267).</p><p>Потревоженные жуки-долгоносики падают на землю и остаются неподвижными; их легко принять за кусочки почвы или мелкую гальку. Гусеницы бабочки вице-короля (рис. 268) и гигантского парусника, так же как личинки некоторых других насекомых, напоминают экскременты птиц. Во всех этих случаях защитную маскировку усиливает еще и цвет; палочники коричневые или зеленые, а гусеницы пядениц окрашены пестро, под цвет веточек и листьев, на которых они питаются.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_35_pic_133.jpg"/> </p><p>Окраска позволяет насекомым, сливаясь с окружающими предметами, оставаться незамеченными. Этот вид маскировки известен как покровительственная окраска. Примерами могут служить усач-пильщик (рис.269) и ленточница. У бабочек ленточниц задние крылья обычно окрашены ярко, преобладают красный, оранжевый и черный цвета, передние – довольно скромно, в белый, серый и коричневый цвета. Во время полета бабочки хорошо заметны, но когда они садятся или отдыхают, передние крылья покрывают задние и бабочки становятся как бы невидимыми, совершенно слипаясь с корой дерева (рис. 270). </p><p>Таким приемом пользуются многие насекомые. Например, у бабочки медведицы красивой задние крылья ярко-красные с черным рисунком, а передние кремового цвета. У этой бабочки – привычка внезапно падать в траву и складывать крылья; найти место, где она отдыхает, почти невозможно. Жукискакуны и саранчовые имеют привычку замирать на месте. Вспугнув жука-скакуна или каролинскую кобылку, обратите внимание, как внезапно они упадут на землю и затем сделают шаг или два в сторону, чтобы их было еще труднее найти.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_35_pic_134.jpg"/> </p><p>Многие саранчовые, отдыхая, скрывают крылья под надкрыльями. А разве не удивительно, как сильно саранчовые напоминают по цвету почву? Каролинскую кобылку, встречающуюся на обочинах дорог, в местах, лишенных растительности, на протоптанных дорожках, едва различишь на фоне земли. Окраска саранчовых очень богата оттенками, от пепельно-серого до желтоватого или красновато-коричневого, и встречаются они именно на той почве, цвет которой близок к их цвету. Береговая кобылка практически не видна на сером песке берега моря; только если вы ее случайно вспугнете и она взлетит, вы ее увидите. Эта же кобылка, живущая на берегах внутренних озер, где песок бурый, имеет бледнокоричневую окраску. Родственные виды, которые встречаются только на скалах, голых или покрытых лишайником, окрашены в несколько цветов – желтый, черный и зеленоватый – и совершенно незаметны во время полета. Когда насекомое сидит на скале или на кусочке лишайника, его почти не видно. Интересно, что на скале, покрытой лишайниками, насекомое обычно летает с одного клочка лишайника на другой, редко опускаясь на землю.</p><p>Покровительственная окраска многих гусениц соответствует окраске листьев, которыми они питаются.</p><p>Гусеница шелкопрядовидного бражника (см. рис. 110) питается на иглах сосны, прекрасно маскируясь: ее тело покрыто рисунком из продолговатых зелено-белых полосок, напоминающим пучок сосновых иголок. Многочисленные травоядные гусеницы испещрены зелеными полосами; например, зеленые гусеницы бражников, хотя они довольно велики, трудно различимы благодаря рисунку из нерезких боковых полос на сплошном зеленом фоне (рис. 271). Гусеница хохлатки однорогой зеленого цвета с коричневыми пятнами; в течение многих часов она сидит неподвижно, располагаясь вдоль объеденного или оторванного края листа липы; в таком положении ее трудно отличить от частично отмершего края листа (рис. 272).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_35_pic_135.jpg"/> </p><p>Существует много насекомых, которые имеют либо отпугивающую окраску, либо такую яркую, что сразу бросаются в глаза. У гусеницы парусника светлого по бокам груди два больших зеленоватожелтых пятна с черной окантовкой; внутри них – небольшие черные пятнышки (рис. 273). У жукащелкуна глазчатого на переднеспинке два больших черных бархатных пятна, похожих на глаза (рис. 274). По-видимому, эти пятна – и у гусеницы, и у жука – отпугивают животных. Возможно, пятна и узоры на крыльях бабочек тоже играют защитную роль, отпугивая птиц.</p><p>У многих насекомых яркая окраска и узоры сочетаются с различными защитными приспособлениями (жало, шипы, запахи, отпугивающие жидкости). Такие насекомые отнюдь не лакомое блюдо, о чем и предупреждает врагов их яркая окраска. Птицы обычно не трогают ярко окрашенного арлекина (рис. 275). Как правило, не трогают они и божьих коровок со скверным запахом, различных жуков-листоедов, например вязового листоеда, жуков хруща-макродактилуса, мягкотелой, акациевого дровосека. Однако это лишь отдельные случаи, так как предупреждающая окраска эффективна далеко не против всех врагов.</p><p>Наиболее «находчивые» насекомые подражают по окраске сильным или неприятным на вкус, и враги их не трогают. Типичные представители насекомых, пользующихся мимикрией, – бабочки монарх и вице-король. Монарх – большая бабочка с красновато-коричневыми крыльями, покрытыми черными жилками и вдоль краев – белыми пятнами. Ее называют также ваточницей, так как гусеницы ее питаются на ваточнике. Птицы ее не трогают: по-видимому, она им не по вкусу. Вице-король напоминает монарха, хотя и несколько меньше по размерам; возможно, такая закуска понравилась бы птицам, но они, вероятно, просто не различают этих двух бабочек – вице-королю везет.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_35_pic_136.jpg"/> </p><p>Муха ильница-пчеловидка (рис. 276) повторяет форму, размеры, окраску медоносной пчелы (рис. 277) и так же жужжит над цветами. Вы, вероятно, часто видели ее и по ошибке принимали за пчелу. Однако обмануть королевского тиранна или дятла ей не удается. Мухи-журчалки, или цветочницы, подражают бумажным осам: они прекрасные имитаторы: некоторые их виды очень похожи на шмелей. То же относится и к мухам-ктырям. Муравьям подражают очень немногие насекомые.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_35_pic_137.jpg"/> </p><p>Личинки и куколки также подражают одна другой, но этот вопрос еще мало изучен. Вероятно, невзрачные личинки и куколки не привлекали внимания исследователей. Рассмотрите, например, гусеницу виноградного парусника и гусеницу траурницы. Обе они темной окраски с заметными желтыми или красноватыми пятнами и снабжены жалообразными выступами. Но у гусеницы парусника есть железа, выделяющая неприятный запах, а у гусеницы траурницы такой железы нет. Пользуется ли она своим сходством с гусеницей парусника?</p><p>Различные случаи мимикрии дают большие возможности для интересных исследований.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_35_pic_138.jpg"/> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Приключение 33 Как насекомые скрываются от врагов Помимо активных средств защиты, например отпугивающих желез, жала, шипов, насекомые располагают защитным средством, данным самой природой. Это мимикрия – защитное приспособление, заключающееся в сходстве по цвету и форме с другими животными и растениями, а также с предметами окружающей природы. Широко распространенный палочник (рис. 265) – иногда его называют «привидением» – так похож на веточку, что совершенно незаметен. Это очень любопытное насекомое – удлиненное, стройное, коричневого или зеленого цвета, с длинными тонкими ногами, хорошо приспособленными для передвижения. Гусеницы пядениц тоже имеют сходство с веточками, на которых они обычно сидят. Это личинки бабочек-пядениц, или землемеров. Сидя на ветках, они держатся брюшными ногами и вытягиваются вверх так, что их тело становится прямым негибким, неподвижным и похожим на ветку (рис. 266). Возникает естественный вопрос: как насекомое может долго оставаться в таком положении? В этом нет ничего загадочного. Присмотритесь внимательно: пяденица выпустила изо рта шелковинку, прикрепив ее свободным концом к дереву. Нить служит гусенице подвеской; перережьте нить – гусеница судорожным подергиванием упадет назад. Рис. 265. Палочник. Два примера, которые мы только что привели, иллюстрируют защитное сходство по форме. Приведем еще примеры. Цикадки-горбатки, сидя на виноградных лозах, напоминают шипы (рис. 267). Потревоженные жуки-долгоносики падают на землю и остаются неподвижными; их легко принять за кусочки почвы или мелкую гальку. Гусеницы бабочки вице-короля (рис. 268) и гигантского парусника, так же как личинки некоторых других насекомых, напоминают экскременты птиц. Во всех этих случаях защитную маскировку усиливает еще и цвет; палочники коричневые или зеленые, а гусеницы пядениц окрашены пестро, под цвет веточек и листьев, на которых они питаются. Окраска позволяет насекомым, сливаясь с окружающими предметами, оставаться незамеченными. Этот вид маскировки известен как покровительственная окраска. Примерами могут служить усач-пильщик (рис.269) и ленточница. У бабочек ленточниц задние крылья обычно окрашены ярко, преобладают красный, оранжевый и черный цвета, передние – довольно скромно, в белый, серый и коричневый цвета. Во время полета бабочки хорошо заметны, но когда они садятся или отдыхают, передние крылья покрывают задние и бабочки становятся как бы невидимыми, совершенно слипаясь с корой дерева (рис. 270). Таким приемом пользуются многие насекомые. Например, у бабочки медведицы красивой задние крылья ярко-красные с черным рисунком, а передние кремового цвета. У этой бабочки – привычка внезапно падать в траву и складывать крылья; найти место, где она отдыхает, почти невозможно. Жукискакуны и саранчовые имеют привычку замирать на месте. Вспугнув жука-скакуна или каролинскую кобылку, обратите внимание, как внезапно они упадут на землю и затем сделают шаг или два в сторону, чтобы их было еще труднее найти. Многие саранчовые, отдыхая, скрывают крылья под надкрыльями. А разве не удивительно, как сильно саранчовые напоминают по цвету почву? Каролинскую кобылку, встречающуюся на обочинах дорог, в местах, лишенных растительности, на протоптанных дорожках, едва различишь на фоне земли. Окраска саранчовых очень богата оттенками, от пепельно-серого до желтоватого или красновато-коричневого, и встречаются они именно на той почве, цвет которой близок к их цвету. Береговая кобылка практически не видна на сером песке берега моря; только если вы ее случайно вспугнете и она взлетит, вы ее увидите. Эта же кобылка, живущая на берегах внутренних озер, где песок бурый, имеет бледнокоричневую окраску. Родственные виды, которые встречаются только на скалах, голых или покрытых лишайником, окрашены в несколько цветов – желтый, черный и зеленоватый – и совершенно незаметны во время полета. Когда насекомое сидит на скале или на кусочке лишайника, его почти не видно. Интересно, что на скале, покрытой лишайниками, насекомое обычно летает с одного клочка лишайника на другой, редко опускаясь на землю. Покровительственная окраска многих гусениц соответствует окраске листьев, которыми они питаются. Гусеница шелкопрядовидного бражника (см. рис. 110) питается на иглах сосны, прекрасно маскируясь: ее тело покрыто рисунком из продолговатых зелено-белых полосок, напоминающим пучок сосновых иголок. Многочисленные травоядные гусеницы испещрены зелеными полосами; например, зеленые гусеницы бражников, хотя они довольно велики, трудно различимы благодаря рисунку из нерезких боковых полос на сплошном зеленом фоне (рис. 271). Гусеница хохлатки однорогой зеленого цвета с коричневыми пятнами; в течение многих часов она сидит неподвижно, располагаясь вдоль объеденного или оторванного края листа липы; в таком положении ее трудно отличить от частично отмершего края листа (рис. 272). Существует много насекомых, которые имеют либо отпугивающую окраску, либо такую яркую, что сразу бросаются в глаза. У гусеницы парусника светлого по бокам груди два больших зеленоватожелтых пятна с черной окантовкой; внутри них – небольшие черные пятнышки (рис. 273). У жукащелкуна глазчатого на переднеспинке два больших черных бархатных пятна, похожих на глаза (рис. 274). По-видимому, эти пятна – и у гусеницы, и у жука – отпугивают животных. Возможно, пятна и узоры на крыльях бабочек тоже играют защитную роль, отпугивая птиц. У многих насекомых яркая окраска и узоры сочетаются с различными защитными приспособлениями (жало, шипы, запахи, отпугивающие жидкости). Такие насекомые отнюдь не лакомое блюдо, о чем и предупреждает врагов их яркая окраска. Птицы обычно не трогают ярко окрашенного арлекина (рис. 275). Как правило, не трогают они и божьих коровок со скверным запахом, различных жуков-листоедов, например вязового листоеда, жуков хруща-макродактилуса, мягкотелой, акациевого дровосека. Однако это лишь отдельные случаи, так как предупреждающая окраска эффективна далеко не против всех врагов. Наиболее «находчивые» насекомые подражают по окраске сильным или неприятным на вкус, и враги их не трогают. Типичные представители насекомых, пользующихся мимикрией, – бабочки монарх и вице-король. Монарх – большая бабочка с красновато-коричневыми крыльями, покрытыми черными жилками и вдоль краев – белыми пятнами. Ее называют также ваточницей, так как гусеницы ее питаются на ваточнике. Птицы ее не трогают: по-видимому, она им не по вкусу. Вице-король напоминает монарха, хотя и несколько меньше по размерам; возможно, такая закуска понравилась бы птицам, но они, вероятно, просто не различают этих двух бабочек – вице-королю везет. Муха ильница-пчеловидка (рис. 276) повторяет форму, размеры, окраску медоносной пчелы (рис. 277) и так же жужжит над цветами. Вы, вероятно, часто видели ее и по ошибке принимали за пчелу. Однако обмануть королевского тиранна или дятла ей не удается. Мухи-журчалки, или цветочницы, подражают бумажным осам: они прекрасные имитаторы: некоторые их виды очень похожи на шмелей. То же относится и к мухам-ктырям. Муравьям подражают очень немногие насекомые. Личинки и куколки также подражают одна другой, но этот вопрос еще мало изучен. Вероятно, невзрачные личинки и куколки не привлекали внимания исследователей. Рассмотрите, например, гусеницу виноградного парусника и гусеницу траурницы. Обе они темной окраски с заметными желтыми или красноватыми пятнами и снабжены жалообразными выступами. Но у гусеницы парусника есть железа, выделяющая неприятный запах, а у гусеницы траурницы такой железы нет. Пользуется ли она своим сходством с гусеницей парусника? Различные случаи мимикрии дают большие возможности для интересных исследований.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 11 От Левенгука до электронного микроскопа</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 11</p> <p>От Левенгука до электронного микроскопа</p> <p>Коль много микроскоп</p> <p>Нам тайностей открыл…</p> <p><em>М. В. Ломоносов</em></p> <p>К концу XVII в. в биологии сложилась довольно гармоничная картина природы, согласно которой весь живой мир делился на два царства: растений и животных. Основные их представители были давно открыты и описаны, и казалось, что ничего существенно нового уже не может быть открыто.</p><p>Но в 70-х гг. XVII в. в Лондонское королевское общество стали поступать письма от некоего Антони ван Левенгука, суконщика из голландского города Делфт, в которых были описаны удивительные существа, обнаруженные им с помощью самодельного микроскопа.</p><p>Он отнюдь не был похож на современный и состоял всего лишь из одной линзы, дающей увеличение до 300 раз. В ее фокусе закреплялся один объект, который казался Левенгуку интересным. Таким образом, объект наблюдения и микроскоп составляли уникальное единство, и для каждого нового объекта Левенгук создавал новый прибор. Подтверждением этому служит название его книги «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком при помощи микроскопов». (Обратите внимание на множественное число в конце названия книги.) Несмотря на то что Левенгук изготовил огромное количество микроскопов (451!), ни с одним из них он ни за что не хотел расставаться и на все попытки купить у него микроскоп отвечал решительным отказом. Исключение было сделано только для Петра I, которому Левенгук подарил микроскоп, когда царь посещал его лабораторию. По-видимому, российский монарх был первым из русских и первым из всех монархов, которому открылся мир микробов.</p> <p>Рассматривая через линзу микроскопа различные объекты, Левенгук увидел множество мельчайших живых существ, как он их назвал, «зверюшек», доселе никому не известных и ни разу не описанных. Он находил их везде, даже в капле воды из канавы. Эти «зверюшки» теперь известны как простейшие. В 1683 г. Левенгук обнаружил живые организмы еще меньше них. По-видимому, ему удалось впервые в истории человечества наблюдать бактерии.</p><p>Свои наблюдения Левенгук описал в 112 письмах, адресованных Лондонскому королевскому обществу. Оригинальность и тщательность описаний привлекли к ним внимание, и они были изданы отдельной книжкой под названием «Тайны природы».</p><p>Эти письма и по сей день хранятся в архивах Лондонского королевского общества, и один дотошный английский журналист обнаружил, что к трем из них до сих пор прикреплены пакетики с препаратами, собственноручно изготовленными Левенгуком. Они были исследованы современными методами, и оказалось, что препараты выполнены с большим искусством, хотя приборов для изготовления срезов (микротомов) у Левенгука не было, и пользовался он обыкновенной опасной бритвой.</p><p>Можно с уверенностью утверждать, что фундаментальные наблюдения Левенгука заложили основы микробиологии и послужили началом ее описательного, или морфологического периода. Итак, если Пастера называют отцом микробиологии, то Левенгука по праву можно считать ее дедушкой.</p><p>По сути, он открыл третье царство — царство микробов. Но едва ли он сам или его современники были в состоянии оценить значение этого открытия. Со времен Левенгука прошло три столетия. Но даже сейчас, после десятилетий бурного развития микробиологии, нельзя сказать, что все виды микроорганизмов уже открыты и остается лишь тщательно изучить уже известные формы. Совсем наоборот. По мере появления новых методов наблюдения и новых специализированных сред для выращивания микроорганизмов удается выделить формы, поражающие воображение даже видавших виды микробиологов.</p><p>Тут и клетки треугольной и звездчатой формы, и ползающие многоклеточные бактерии… А сообщения об открытии все новых и новых форм и видов продолжают поступать.</p><p>Теперь настало время остановиться на существе современных методов обнаружения микробов.</p><p>Устройство человеческого глаза не позволяет различать предметы, величина которых меньше одной десятой миллиметра. Микроорганизмы значительно мельче, и как бы мы ни напрягали свое зрение, нам никогда не увидеть их невооруженным глазом. Тем не менее все же существуют визуальные методы наблюдения микроорганизмов, правда, не отдельно взятых, а их скоплений. Интенсивно размножаясь и достигая больших концентраций в единице объема, микроорганизмы становятся видимыми и невооруженным глазом. Так, прозрачный бульон становится мутным, когда количество развившихся в нем клеток достигает одного-двух миллиардов в одном кубическом сантиметре. На измерении мутности основан один из методов количественной оценки микроорганизмов — нефелометрический.</p><p>Известен другой метод, применяющийся для количественного определения микроорганизмов и тоже основанный на визуальном определении не единичных клеток, а их скоплений, так называемых колоний, — метод предельных разведений. Небольшой объем исследуемой жидкости или суспензии равномерно распределяется по поверхности плотной агаризованной питательной среды. В тех местах поверхности, куда попали клетки микроорганизмов, через некоторое время образуются крупные или мелкие колонии. Обычно используют несколько различных концентраций (разведений) исследуемой жидкости, что позволяет получить достоверные данные о содержании микроорганизмов в исследуемом образце.</p><p>Возможно, конечно, и прямое микроскопирование. Однако смотровое поле микроскопа настолько мало, что для получения достоверных данных необходимо просмотреть большое число полей, что требует больших затрат квалифицированного труда. Этот процесс можно автоматизировать, используя электронно-лучевую трубку. Если электронный луч направить на смотровое поле, то, двигаясь по нему, он будет отражаться от клеток. Можно учесть число отражений и даже создать прибор, состоящий из электронно-лучевой трубки и счетчика. Однако у этой системы есть существенный недостаток: электронный луч, отражаясь одинаково от мертвой и от живой клетки, дает явно завышенную численность живых микроорганизмов. Более того, при наличии показаний в исследуемом образце в действительности может вообще не быть жизнеспособных клеток.</p><p>Наилучшие результаты, конечно, можно получить, используя совокупность методов, а также тщательно анализируя и сравнивая результаты, полученные различными способами.</p><p>Вот почему необходима разработка инструментальных методов микробиологического анализа, не только приспособленных к микроскопическим размерам исследуемых объектов, но и позволяющих отличать живые микроорганизмы от мертвых. В создании таких методов имеются значительные успехи.</p><p>Для обнаружения микроорганизмов, помимо обычных микробиологических способов, используются физические и химические. Г. Соли запатентовал в США оригинальный способ, основанный на способности живых микроорганизмов синтезировать фермент каталазу. Исследуемую жидкость вводят в раствор, содержащий перекись водорода и вещество, хемолюминесценция которого активируется перекисью водорода. Уменьшение интенсивности хемолюминесценции в растворе по сравнению с контролем показывает на присутствие в пробе живых клеток, каталаза которых разлагает перекись водорода и тем самым уменьшает интенсивность хемолюминесценции.</p><p>Другой физический метод обнаружения живых бактерий и дифференциации их от погибших микроорганизмов и инертных тел микроскопического размера разработан Дж. Воудом и М. Бенсоном. Проводящую электрическую жидкость пропускают через маленькое отверстие в диэлектрике. При этом живые бактерии вызывают мгновенные резкие изменения (скачки) сопротивления. Подсчет возникающих скачков с помощью электронно-счетного устройства и корреляция полученных данных со скоростью тока жидкости позволяют с большой точностью определить концентрацию живых бактерий в известном объеме жидкости. Современные приборы для обнаружения микроорганизмов способны найти одну клетку в 1 мл исследуемой жидкости. И это, наверное, не предел. Если с помощью микроскопа Левенгука, состоящего из одной линзы и дающего увеличение всего в 300 раз, удалось открыть целый мир бактерий, то какие же огромные возможности предоставляет пытливому исследователю микробиология XXI в., оснащенная целым арсеналом современных средств наблюдения!</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 11 От Левенгука до электронного микроскопа Глава 11 От Левенгука до электронного микроскопа Коль много микроскоп Нам тайностей открыл… М. В. Ломоносов К концу XVII в. в биологии сложилась довольно гармоничная картина природы, согласно которой весь живой мир делился на два царства: растений и животных. Основные их представители были давно открыты и описаны, и казалось, что ничего существенно нового уже не может быть открыто. Но в 70-х гг. XVII в. в Лондонское королевское общество стали поступать письма от некоего Антони ван Левенгука, суконщика из голландского города Делфт, в которых были описаны удивительные существа, обнаруженные им с помощью самодельного микроскопа. Он отнюдь не был похож на современный и состоял всего лишь из одной линзы, дающей увеличение до 300 раз. В ее фокусе закреплялся один объект, который казался Левенгуку интересным. Таким образом, объект наблюдения и микроскоп составляли уникальное единство, и для каждого нового объекта Левенгук создавал новый прибор. Подтверждением этому служит название его книги «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком при помощи микроскопов». (Обратите внимание на множественное число в конце названия книги.) Несмотря на то что Левенгук изготовил огромное количество микроскопов (451!), ни с одним из них он ни за что не хотел расставаться и на все попытки купить у него микроскоп отвечал решительным отказом. Исключение было сделано только для Петра I, которому Левенгук подарил микроскоп, когда царь посещал его лабораторию. По-видимому, российский монарх был первым из русских и первым из всех монархов, которому открылся мир микробов. Рассматривая через линзу микроскопа различные объекты, Левенгук увидел множество мельчайших живых существ, как он их назвал, «зверюшек», доселе никому не известных и ни разу не описанных. Он находил их везде, даже в капле воды из канавы. Эти «зверюшки» теперь известны как простейшие. В 1683 г. Левенгук обнаружил живые организмы еще меньше них. По-видимому, ему удалось впервые в истории человечества наблюдать бактерии. Свои наблюдения Левенгук описал в 112 письмах, адресованных Лондонскому королевскому обществу. Оригинальность и тщательность описаний привлекли к ним внимание, и они были изданы отдельной книжкой под названием «Тайны природы». Эти письма и по сей день хранятся в архивах Лондонского королевского общества, и один дотошный английский журналист обнаружил, что к трем из них до сих пор прикреплены пакетики с препаратами, собственноручно изготовленными Левенгуком. Они были исследованы современными методами, и оказалось, что препараты выполнены с большим искусством, хотя приборов для изготовления срезов (микротомов) у Левенгука не было, и пользовался он обыкновенной опасной бритвой. Можно с уверенностью утверждать, что фундаментальные наблюдения Левенгука заложили основы микробиологии и послужили началом ее описательного, или морфологического периода. Итак, если Пастера называют отцом микробиологии, то Левенгука по праву можно считать ее дедушкой. По сути, он открыл третье царство — царство микробов. Но едва ли он сам или его современники были в состоянии оценить значение этого открытия. Со времен Левенгука прошло три столетия. Но даже сейчас, после десятилетий бурного развития микробиологии, нельзя сказать, что все виды микроорганизмов уже открыты и остается лишь тщательно изучить уже известные формы. Совсем наоборот. По мере появления новых методов наблюдения и новых специализированных сред для выращивания микроорганизмов удается выделить формы, поражающие воображение даже видавших виды микробиологов. Тут и клетки треугольной и звездчатой формы, и ползающие многоклеточные бактерии… А сообщения об открытии все новых и новых форм и видов продолжают поступать. Теперь настало время остановиться на существе современных методов обнаружения микробов. Устройство человеческого глаза не позволяет различать предметы, величина которых меньше одной десятой миллиметра. Микроорганизмы значительно мельче, и как бы мы ни напрягали свое зрение, нам никогда не увидеть их невооруженным глазом. Тем не менее все же существуют визуальные методы наблюдения микроорганизмов, правда, не отдельно взятых, а их скоплений. Интенсивно размножаясь и достигая больших концентраций в единице объема, микроорганизмы становятся видимыми и невооруженным глазом. Так, прозрачный бульон становится мутным, когда количество развившихся в нем клеток достигает одного-двух миллиардов в одном кубическом сантиметре. На измерении мутности основан один из методов количественной оценки микроорганизмов — нефелометрический. Известен другой метод, применяющийся для количественного определения микроорганизмов и тоже основанный на визуальном определении не единичных клеток, а их скоплений, так называемых колоний, — метод предельных разведений. Небольшой объем исследуемой жидкости или суспензии равномерно распределяется по поверхности плотной агаризованной питательной среды. В тех местах поверхности, куда попали клетки микроорганизмов, через некоторое время образуются крупные или мелкие колонии. Обычно используют несколько различных концентраций (разведений) исследуемой жидкости, что позволяет получить достоверные данные о содержании микроорганизмов в исследуемом образце. Возможно, конечно, и прямое микроскопирование. Однако смотровое поле микроскопа настолько мало, что для получения достоверных данных необходимо просмотреть большое число полей, что требует больших затрат квалифицированного труда. Этот процесс можно автоматизировать, используя электронно-лучевую трубку. Если электронный луч направить на смотровое поле, то, двигаясь по нему, он будет отражаться от клеток. Можно учесть число отражений и даже создать прибор, состоящий из электронно-лучевой трубки и счетчика. Однако у этой системы есть существенный недостаток: электронный луч, отражаясь одинаково от мертвой и от живой клетки, дает явно завышенную численность живых микроорганизмов. Более того, при наличии показаний в исследуемом образце в действительности может вообще не быть жизнеспособных клеток. Наилучшие результаты, конечно, можно получить, используя совокупность методов, а также тщательно анализируя и сравнивая результаты, полученные различными способами. Вот почему необходима разработка инструментальных методов микробиологического анализа, не только приспособленных к микроскопическим размерам исследуемых объектов, но и позволяющих отличать живые микроорганизмы от мертвых. В создании таких методов имеются значительные успехи. Для обнаружения микроорганизмов, помимо обычных микробиологических способов, используются физические и химические. Г. Соли запатентовал в США оригинальный способ, основанный на способности живых микроорганизмов синтезировать фермент каталазу. Исследуемую жидкость вводят в раствор, содержащий перекись водорода и вещество, хемолюминесценция которого активируется перекисью водорода. Уменьшение интенсивности хемолюминесценции в растворе по сравнению с контролем показывает на присутствие в пробе живых клеток, каталаза которых разлагает перекись водорода и тем самым уменьшает интенсивность хемолюминесценции. Другой физический метод обнаружения живых бактерий и дифференциации их от погибших микроорганизмов и инертных тел микроскопического размера разработан Дж. Воудом и М. Бенсоном. Проводящую электрическую жидкость пропускают через маленькое отверстие в диэлектрике. При этом живые бактерии вызывают мгновенные резкие изменения (скачки) сопротивления. Подсчет возникающих скачков с помощью электронно-счетного устройства и корреляция полученных данных со скоростью тока жидкости позволяют с большой точностью определить концентрацию живых бактерий в известном объеме жидкости. Современные приборы для обнаружения микроорганизмов способны найти одну клетку в 1 мл исследуемой жидкости. И это, наверное, не предел. Если с помощью микроскопа Левенгука, состоящего из одной линзы и дающего увеличение всего в 300 раз, удалось открыть целый мир бактерий, то какие же огромные возможности предоставляет пытливому исследователю микробиология XXI в., оснащенная целым арсеналом современных средств наблюдения!
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 25 Микробиология и космос</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 25</p> <p>Микробиология и космос</p> <p>Человечество не останется на Земле, но в погоне за светом и пространством… завоюет все околосолнечное пространство.</p> <p><em>К. Э. Циолковский</em></p> <p>Исследование и освоение космического пространства связано с развитием новых научных направлений, к числу которых относится и космическая микробиология.</p><p>Изучение жизнедеятельности микроорганизмов после пребывания в космосе, возможность заноса земных бактерий на другие планеты, проникновение инопланетных микробов на Землю, методы обнаружения инопланетной жизни и, наконец, создание замкнутых экологических систем с помощью микроорганизмов — вот далеко не полный перечень задач, стоящих перед космической микробиологией.</p><p>Сейчас, когда уже никого не удивишь длительным пребыванием в космосе, стоит напомнить, что микроорганизмы стали самыми первыми биологическими объектами, на которых было проверено физиологическое действие экстремальных факторов, таких как невесомость и космическое излучение.</p><p>На первых искусственных спутниках находилась культура микроорганизмов, очень чувствительных к действию радиации. Ее использовали в качестве биологического дозиметра для измерения генетической эффективности космической радиации. Сравнивая клетки, побывавшие в космосе, с контрольными, которые оставались во время опыта на Земле, удалось установить границы поясов повышенной радиации и выбрать такие орбиты для космических кораблей с человеком на борту, на которых уровень радиации минимальный.</p> <p>Выживаемость микроорганизмов в экстремальных условиях космоса поразительна. Для иллюстрации можно привести следующий факт. Когда экипажем «Аполлона-12» с Луны была доставлена кинокамера, заброшенная туда за три года до этого автоматической станцией Surveyor-3, то внутри нее обнаружили бактерии <em>Streptococcus mitus</em>. Помещенные в питательную среду, они ожили на четвертый день, а еще через день начали делиться. Им не повредили далекое космическое путешествие и трехгодичное пребывание на Луне. Предполагают, что микроорганизмы были внесены внутрь кинокамеры до полета, во время ремонта, а затем лиофизированы, т. е. высушены холодным вакуумом во время предполетной обработки. Исследование влияния вакуума на жизнедеятельность некоторых микроорганизмов показало, что глубокий вакуум не оказывает губительного действия на целый ряд микроорганизмов. Более того, при его комплексном воздействии, а также низких температурах некоторые виды микробов лучше сохраняются в нем, чем при нормальном атмосферном давлении. Это говорит о том, что в глубоком вакууме при низких температурах существуют вполне благоприятные условия для анабиоза, что свидетельствует о возможности доставки на другие планеты жизнеспособных представителей земной жизни. Экспериментально это предположение было подтверждено американским ученым Р. Сильверманом, доказавшим жизнеспособность земных микроорганизмов, слетавших на Луну и обратно.</p><p>Выходя за пределы Земли в экологической нише космического корабля, человек может распространить по Вселенной и входящие в ее состав микроорганизмы. Однако возникает серьезная проблема их неконтролируемого распространения, поэтому вопрос о существовании жизни на этих планетах до появления на них человека уже невозможно будет решить. Поэтому, чтобы сохранить инопланетную жизнь в ее первозданном состоянии, необходимо тщательно стерилизовать космические корабли.</p><p>О том, насколько большое значение придается этой проблеме, свидетельствует резолюция Международного комитета по космическим исследованиям (КОСПАР)<sup class="sup">[8]</sup> о необходимости стерилизации космических аппаратов с допустимым пределом зараженности 1?10<sup class="sup">-3</sup>. Эта величина означает наличие одной микробной клетки на 1000 космических аппаратов!</p><p>Однако космическая карантинная служба необходима не только для решения вопроса «Есть ли жизнь на Марсе?». Проникновение инопланетных микробов (если, конечно, они там есть!) в экологическую нишу Земли, обычно защищенную от вторжения микроорганизмов экраном атмосферы и магнитных полей, может привести к тяжелым последствиям для всего человечества. Отсутствие иммунитета к инопланетным микроорганизмам может послужить причиной массовых тяжелых заболеваний. (Трагический пример такой ситуации — смертельные случаи, наблюдавшиеся при заболевании корью у населения островов Тихого океана, которое никогда до прихода европейцев не сталкивалось с этой болезнью.) Кроме того, «чужие» микроорганизмы, даже не будучи болезнетворными, могут стать конкурентами человека и других организмов за какие-либо жизненно важные элементы, например за кислород, сыграв при этом роль злодея из повести А. Беляева «Продавец воздуха»<sup class="sup">[9]</sup> настолько хорошо, что человечество должно будет приложить немало усилий, чтобы справиться с этим нашествием.</p><p>Вот почему космические корабли проходят строжайший микробиологический контроль перед выходом в космос и еще более строгую проверку — при возвращении на Землю.</p><p>Есть еще один важный аспект, связанный с необходимостью стерилизации космических кораблей. Известно следствие шуточного закона Чизхолма: «Все, что не может испортиться, — портится тоже». Казалось, что ракетное топливо, которое используется для вывода на орбиту космических кораблей и корректировки их движения в межпланетном пространстве, не должно попасть в сферу действия этого закона. Но такое предположение не оправдалось. Ракетное топливо тоже портится, и причиной этого могут быть микроорганизмы. Если подвергнуть его микробной атаке, то у него изменяются свойства, что может привести к непредвиденным ошибкам в траектории полета. Законсервировать ракетное топливо, спасти его от разрушительного действия микроорганизмов — одна из серьезнейших задач, стоящих перед ракетостроителями и микробиологами. От ее выполнения зависят и ювелирная точность посадки космических аппаратов на другие планеты, и возможность корректировки орбит околоземных орбитальных станций, и решение много других вопросов, казалось бы, никак не связанных с микробиологией.</p><p>Однако вернемся к вопросу о наличии микроорганизмов на Луне и других планетах Солнечной системы. Возможность существования на них жизни издавна интересовала человечество, и именно микроорганизмы с их изумительной приспособленностью к экстремальным условиям и способностью использовать в качестве источника энергии широкий спектр субстратов являются лакмусовой бумажкой для определения наличия жизни. Последние успехи космонавтики впервые позволили провести прямые исследования этого вопроса. Американские ученые Г. Тейлор, Е. Фергюссон и К. Траби провели анализ лунного вещества, доставленного на Землю в условиях полной асептики. При этом авторы исследовали не только грунт с поверхности, но и образцы из нижележащих слоев. Эксперименты проводили в специально оборудованном боксе, высевая тонкоизмельченные образцы грунта на различные среды. После инкубации в течение 21 дня ни на одной из испытанных сред не был обнаружен рост микроорганизмов. Однако полученные результаты отнюдь не дают однозначного ответа на поставленный вопрос. Связано ли отсутствие развития микроорганизмов с отсутствием микрофлоры в образцах лунного грунта, или полученные результаты свидетельствуют о подавлении роста микроорганизмов химическими веществами, содержащимися в испытуемых образцах, или, наконец, только подтверждают неспособность «лунных» бактерий расти на испытанных питательных средах? Ответы на эти вопросы могут быть получены после проведения дополнительных исследований.</p><p>Предварительные результаты изучения Марса с помощью автоматических станций тоже не позволяют сделать однозначный вывод о наличии или отсутствии микрофлоры на этой планете.</p><p>Человечество уже сделало первые шаги за пределы Земли. Главная особенность предстоящих космических путешествий — это их длительность. Представьте себе, что вы собираетесь в долгое космическое путешествие, пусть даже в пределах Солнечной системы. Тогда вам необходимо подумать об обеспечении экипажа не только оборудованием и скафандрами, но и воздухом, водой и пищей на весь период путешествия. Кстати сказать, полет, например, на Марс и обратно продлится около двух лет. Самый скромный запас необходимых для этого продуктов, даже если экипаж состоит всего из нескольких человек, никакой корабль не вместит, не говоря о трудностях вывода такого груза на околоземную орбиту. Выход из этого один: нужно многократно использовать продукты питания, превращая отходы вновь в продукты питания и регенерируя воздух в кабине корабля, т. е. в миниатюре воспроизводя кругооборот веществ, который существует на Земле. На нашей планете он осуществляется в течение длительного периода. Экологическая емкость Земли достаточно велика, и если в одном из звеньев не происходит полного возвращения веществ обратно в цикл, то это компенсируется их интенсивным возвратом в другом звене. В условиях космического полета, когда цикл замыкается не на всю Землю, а только на систему регенерации космического корабля, емкость которой невелика, проблема многократно усложняется. Решение этой задачи может быть обеспечено лишь за счет высокой интенсивности работы систем регенерации. Известные системы химического типа или основанные на «работе» растений по интенсивности не могут сравниться с регенерирующими системами на основе микроорганизмов.</p> <p>И действительно, только с помощью микроорганизмов, поскольку они обладают высокой интенсивностью обмена, можно создать замкнутую экологическую нишу, которую и представляет собой космический корабль, способный к длительным путешествиям в космосе.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 25 Микробиология и космос Глава 25 Микробиология и космос Человечество не останется на Земле, но в погоне за светом и пространством… завоюет все околосолнечное пространство. К. Э. Циолковский Исследование и освоение космического пространства связано с развитием новых научных направлений, к числу которых относится и космическая микробиология. Изучение жизнедеятельности микроорганизмов после пребывания в космосе, возможность заноса земных бактерий на другие планеты, проникновение инопланетных микробов на Землю, методы обнаружения инопланетной жизни и, наконец, создание замкнутых экологических систем с помощью микроорганизмов — вот далеко не полный перечень задач, стоящих перед космической микробиологией. Сейчас, когда уже никого не удивишь длительным пребыванием в космосе, стоит напомнить, что микроорганизмы стали самыми первыми биологическими объектами, на которых было проверено физиологическое действие экстремальных факторов, таких как невесомость и космическое излучение. На первых искусственных спутниках находилась культура микроорганизмов, очень чувствительных к действию радиации. Ее использовали в качестве биологического дозиметра для измерения генетической эффективности космической радиации. Сравнивая клетки, побывавшие в космосе, с контрольными, которые оставались во время опыта на Земле, удалось установить границы поясов повышенной радиации и выбрать такие орбиты для космических кораблей с человеком на борту, на которых уровень радиации минимальный. Выживаемость микроорганизмов в экстремальных условиях космоса поразительна. Для иллюстрации можно привести следующий факт. Когда экипажем «Аполлона-12» с Луны была доставлена кинокамера, заброшенная туда за три года до этого автоматической станцией Surveyor-3, то внутри нее обнаружили бактерии Streptococcus mitus. Помещенные в питательную среду, они ожили на четвертый день, а еще через день начали делиться. Им не повредили далекое космическое путешествие и трехгодичное пребывание на Луне. Предполагают, что микроорганизмы были внесены внутрь кинокамеры до полета, во время ремонта, а затем лиофизированы, т. е. высушены холодным вакуумом во время предполетной обработки. Исследование влияния вакуума на жизнедеятельность некоторых микроорганизмов показало, что глубокий вакуум не оказывает губительного действия на целый ряд микроорганизмов. Более того, при его комплексном воздействии, а также низких температурах некоторые виды микробов лучше сохраняются в нем, чем при нормальном атмосферном давлении. Это говорит о том, что в глубоком вакууме при низких температурах существуют вполне благоприятные условия для анабиоза, что свидетельствует о возможности доставки на другие планеты жизнеспособных представителей земной жизни. Экспериментально это предположение было подтверждено американским ученым Р. Сильверманом, доказавшим жизнеспособность земных микроорганизмов, слетавших на Луну и обратно. Выходя за пределы Земли в экологической нише космического корабля, человек может распространить по Вселенной и входящие в ее состав микроорганизмы. Однако возникает серьезная проблема их неконтролируемого распространения, поэтому вопрос о существовании жизни на этих планетах до появления на них человека уже невозможно будет решить. Поэтому, чтобы сохранить инопланетную жизнь в ее первозданном состоянии, необходимо тщательно стерилизовать космические корабли. О том, насколько большое значение придается этой проблеме, свидетельствует резолюция Международного комитета по космическим исследованиям (КОСПАР)[8] о необходимости стерилизации космических аппаратов с допустимым пределом зараженности 1?10-3. Эта величина означает наличие одной микробной клетки на 1000 космических аппаратов! Однако космическая карантинная служба необходима не только для решения вопроса «Есть ли жизнь на Марсе?». Проникновение инопланетных микробов (если, конечно, они там есть!) в экологическую нишу Земли, обычно защищенную от вторжения микроорганизмов экраном атмосферы и магнитных полей, может привести к тяжелым последствиям для всего человечества. Отсутствие иммунитета к инопланетным микроорганизмам может послужить причиной массовых тяжелых заболеваний. (Трагический пример такой ситуации — смертельные случаи, наблюдавшиеся при заболевании корью у населения островов Тихого океана, которое никогда до прихода европейцев не сталкивалось с этой болезнью.) Кроме того, «чужие» микроорганизмы, даже не будучи болезнетворными, могут стать конкурентами человека и других организмов за какие-либо жизненно важные элементы, например за кислород, сыграв при этом роль злодея из повести А. Беляева «Продавец воздуха»[9] настолько хорошо, что человечество должно будет приложить немало усилий, чтобы справиться с этим нашествием. Вот почему космические корабли проходят строжайший микробиологический контроль перед выходом в космос и еще более строгую проверку — при возвращении на Землю. Есть еще один важный аспект, связанный с необходимостью стерилизации космических кораблей. Известно следствие шуточного закона Чизхолма: «Все, что не может испортиться, — портится тоже». Казалось, что ракетное топливо, которое используется для вывода на орбиту космических кораблей и корректировки их движения в межпланетном пространстве, не должно попасть в сферу действия этого закона. Но такое предположение не оправдалось. Ракетное топливо тоже портится, и причиной этого могут быть микроорганизмы. Если подвергнуть его микробной атаке, то у него изменяются свойства, что может привести к непредвиденным ошибкам в траектории полета. Законсервировать ракетное топливо, спасти его от разрушительного действия микроорганизмов — одна из серьезнейших задач, стоящих перед ракетостроителями и микробиологами. От ее выполнения зависят и ювелирная точность посадки космических аппаратов на другие планеты, и возможность корректировки орбит околоземных орбитальных станций, и решение много других вопросов, казалось бы, никак не связанных с микробиологией. Однако вернемся к вопросу о наличии микроорганизмов на Луне и других планетах Солнечной системы. Возможность существования на них жизни издавна интересовала человечество, и именно микроорганизмы с их изумительной приспособленностью к экстремальным условиям и способностью использовать в качестве источника энергии широкий спектр субстратов являются лакмусовой бумажкой для определения наличия жизни. Последние успехи космонавтики впервые позволили провести прямые исследования этого вопроса. Американские ученые Г. Тейлор, Е. Фергюссон и К. Траби провели анализ лунного вещества, доставленного на Землю в условиях полной асептики. При этом авторы исследовали не только грунт с поверхности, но и образцы из нижележащих слоев. Эксперименты проводили в специально оборудованном боксе, высевая тонкоизмельченные образцы грунта на различные среды. После инкубации в течение 21 дня ни на одной из испытанных сред не был обнаружен рост микроорганизмов. Однако полученные результаты отнюдь не дают однозначного ответа на поставленный вопрос. Связано ли отсутствие развития микроорганизмов с отсутствием микрофлоры в образцах лунного грунта, или полученные результаты свидетельствуют о подавлении роста микроорганизмов химическими веществами, содержащимися в испытуемых образцах, или, наконец, только подтверждают неспособность «лунных» бактерий расти на испытанных питательных средах? Ответы на эти вопросы могут быть получены после проведения дополнительных исследований. Предварительные результаты изучения Марса с помощью автоматических станций тоже не позволяют сделать однозначный вывод о наличии или отсутствии микрофлоры на этой планете. Человечество уже сделало первые шаги за пределы Земли. Главная особенность предстоящих космических путешествий — это их длительность. Представьте себе, что вы собираетесь в долгое космическое путешествие, пусть даже в пределах Солнечной системы. Тогда вам необходимо подумать об обеспечении экипажа не только оборудованием и скафандрами, но и воздухом, водой и пищей на весь период путешествия. Кстати сказать, полет, например, на Марс и обратно продлится около двух лет. Самый скромный запас необходимых для этого продуктов, даже если экипаж состоит всего из нескольких человек, никакой корабль не вместит, не говоря о трудностях вывода такого груза на околоземную орбиту. Выход из этого один: нужно многократно использовать продукты питания, превращая отходы вновь в продукты питания и регенерируя воздух в кабине корабля, т. е. в миниатюре воспроизводя кругооборот веществ, который существует на Земле. На нашей планете он осуществляется в течение длительного периода. Экологическая емкость Земли достаточно велика, и если в одном из звеньев не происходит полного возвращения веществ обратно в цикл, то это компенсируется их интенсивным возвратом в другом звене. В условиях космического полета, когда цикл замыкается не на всю Землю, а только на систему регенерации космического корабля, емкость которой невелика, проблема многократно усложняется. Решение этой задачи может быть обеспечено лишь за счет высокой интенсивности работы систем регенерации. Известные системы химического типа или основанные на «работе» растений по интенсивности не могут сравниться с регенерирующими системами на основе микроорганизмов. И действительно, только с помощью микроорганизмов, поскольку они обладают высокой интенсивностью обмена, можно создать замкнутую экологическую нишу, которую и представляет собой космический корабль, способный к длительным путешествиям в космосе.
true
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 35</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Осматриваем подземные жилища насекомых</p><p>Некоторые виды муравьев – наших самых хороших знакомых – живут в подземных гнездах, вырытых ими в почве. Выкопанную землю они выносят на поверхность и откладывают вокруг входа холмиком или воронкой, которую мы и называем муравейником. Но наверняка далеко не все знают, что по этим холмикам можно определить вид муравьев.</p><p>Муравьиное гнездо – это лабиринт подземных галерей и коридоров, расходящихся во всех направлениях. В отличие от общественных пчел и ос муравьи не строят ячеек с заготовленным кормом, а помещают свое потомство в камеры. После дождя муравьи изо всех сил стараются «подремонтировать» гнездо: в стены галерей они впрессовывают землю, скрепляя ее выделяемой жидкостью. Иногда они даже вмазывают в стены палочки или камешки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_37_pic_141.jpg"/> </p><p>Муравьи роют гнезда на открытых местах либо под прикрытием камня (рис. 282) или травяного покрова. Нагретый солнцем камень передает тепло в подземные галереи. Таково же назначение травяного покрова или холмика над гнездом с твердой, цементированной крышей. Эти холмики бывают маленькими и состоят просто из вырытой земли, например холмики американского муравья-лазия (рис. 283), но встречаются и огромные – диаметром 90 – 120 сантиметров и высотой 30 – 60 сантиметров с лабиринтом еще и надземных ходов. Пример таких сложных сооружений – холмики аллеганского муравья, покрытые веточками, отмершими листьями, травой и всяким другим «строительным материалом». Эти холмики очень прочны и почти «бессмертны».</p> <p>Хотя большинство подземных насекомых проводит под землей сравнительно короткий промежуток времени, они вырывают и тщательно отделывают туннели, или ходы, которые служат им временным убежищем. На первый взгляд, ходы насекомых – просто дыры в земле, ничем особенно друг от друга не отличающиеся. Но стоит внимательно рассмотреть хотя бы несколько ходов, как мы заметим характерные различия, так же точно соответствующие виду насекомого, как листовые мины, ходы сверлильщиков или галлы: это направление, диаметр, длина и тип ходов – открытые либо закрытые, простые либо разветвленные. Характерен также и тип почвы – глина, песок, суглинок; ее состояние – рыхлая или плотная; размер вырытых частичек, объем и структура вырытой почвы, строение ходов, количество и вид сложенных в них запасов пищи.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_37_pic_142.jpg"/> </p><p>Рассмотрим ходы жуков-скакунов. Обычно личинки прокладывают туннели перпендикулярно к поверхности земли, а несколько видов строят их в склонах. Ходы простые, без разветвлений, диаметром приблизительно полсантиметра и глубиной от 30 до 40 сантиметров (рис. 284) и делаются, как правило, в глине или песке. Личинки закрывают ходы своими головками. Иногда личинки жуков-скакунов живут сообществами: в радиусе 25 сантиметров может прокладывать ходы целая группа личинок – от двух до двенадцати.</p><p>В отличие от жуков-скакунов, делающих вертикальные ходы, личинки жужелиц строят у поверхности, в почвах, богатых перегноем, горизонтальные ходы, которые напоминают ходы роющих ос (рис. 285).</p><p>Диаметр их ходов очень мал, а длина от 7,5 до 25 сантиметров. Гарпал, одна из самых больших жужелиц, не в пример своим родственникам роет ход в суглинке. Он простой, изогнутый, длиной от 15 до 17,5 сантиметра (рис. 286), с четко выраженным холмиком над входом. Другая жужелица, геонин, вырывает в песчаной дюне под углом 45° короткий (7,5 – 10 сантиметров в длину), неразветвленный ход с холмиком у входа.</p><p>Ходы подземных насекомых – это весьма изобретательно спланированные туннели. Жуки-навозники, хрущи и жуки-щелкуны вырывают неразветвленные ходы; жуки-навозники – вертикальные туннели, хрущи – горизонтальные, а жуки-щелкуны – извилистые. Личинка пластинчатоусого жука адоретуса строит туннель с двумя ходами-«передними» (рис. 287), которые опускаются вниз на короткое расстояние и затем соединяются, образуя вертикальный ход, достигающий 25 сантиметров в глубину.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_37_pic_143.jpg"/> </p><p>Очень разнообразны ходы роющих ос. Фактически это гнезда для личинок. Оса бембекс вырывает неразветвленный туннель под углом 45° (рис. 288), некоторые одиночные осы делают простой либо разветвленный вертикальный ход. Ходы этих насекомых строятся в плотной почве и закрываются. Есть виды одиночных ос, которые в процессе строительства сооружают башенки (рис. 289), а к концу работы разрушают их и полученным материалом заделывают отверстия ходов. Оса – истребитель цикад строит башенку, только закончив гнездо.</p><p>Пчелы, копающие норки в земле – на ровных местах или в склонах речных берегов, – известны как остроязычные пчелы, или андрены. Живут они обычно колониями. Иногда па небольшой площадке в глинистой насыпи умещается до ста норок.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_37_pic_144.jpg"/> </p><p>Раскопав в середине лета норку, или гнездо (фактически это гнездо), пчелы галикта, мы увидим, что оно состоит из общего подземного хода и отходящих от него пещерок-ячеек (рис. 290). Ячейки, открытые или закрытые, облицованы твердой глиной. В закрытых ячейках на запасах пыльцы и нектара либо лежит яйцо, либо живет личинка, питающаяся припасенной для нее пищей.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_37_pic_145.jpg"/> </p><p>Рис. 291. Часовой, охраняющий вход в гнездо.</p><p>У этих гнезд есть интересная особенность: главный ход пчелы могут использовать как проход к ячейкам, которые они строят и заполняют провизией. Голова сторожа, охраняющего этот коридор, почти закрывает отверстие (рис. 291). Когда к входу подлетает «своя» пчела, часовой отступает в расширенную часть коридора, пропускает ее, а сам сразу опять становится на пост. Но если прилетает пчела-чужак, часовой не двигается и не пропускает ее.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_37_pic_146.jpg"/> </p><p>Пчела антофора роет гнезда в крутых или отвесных склонах земли, чаще всего к слоях плотной глины.</p><p>Туннели – разной глубины – ведут к группе овальных ячеек. Степки ячейки уплотняются с помощью цементирующего вещества. Это очень существенно: не будь водонепроницаемой стенки, часть полужидкой массы пыльцы и нектара всасывалась бы в землю.</p><p>Вход в эти туннели снабжен выступающей наружу глиняной трубкой, которая уходит в глубину (рис. 292). Строя туннель, пчела выносит из него маленькие земляные катышки. Они влажные и легко принимают любую форму. Из них-то и строится трубка. Внутри она гладкая, а снаружи твердая и шершавая, так как катышки вскоре высыхают. Но почему они были влажными? Л потому, что пчелы смягчают глину водой, которую они пьют, когда строят гнездо, специально летая к «колодцам».</p><p>Гнезда пчелы андрены – вертикальные туннели, вырытые на обочинах дорог и в местах со скудной растительностью. Ходы имеют ответвляющиеся широкие ячейки (рис. 293). Каждая самка строит свое собственное гнездо, но часто самки строят гнезда рядом, образуя большие колонии.</p><p>Интересно отметить, что некоторые роющие насекомые (например, осы бембексы) выбирают открытые места, лишенные травы и другой растительности, а другие (например, осы эвмены), наоборот, маскируют отверстия своих гнезд в траве или под маленькими камнями.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 35 Осматриваем подземные жилища насекомых Некоторые виды муравьев – наших самых хороших знакомых – живут в подземных гнездах, вырытых ими в почве. Выкопанную землю они выносят на поверхность и откладывают вокруг входа холмиком или воронкой, которую мы и называем муравейником. Но наверняка далеко не все знают, что по этим холмикам можно определить вид муравьев. Муравьиное гнездо – это лабиринт подземных галерей и коридоров, расходящихся во всех направлениях. В отличие от общественных пчел и ос муравьи не строят ячеек с заготовленным кормом, а помещают свое потомство в камеры. После дождя муравьи изо всех сил стараются «подремонтировать» гнездо: в стены галерей они впрессовывают землю, скрепляя ее выделяемой жидкостью. Иногда они даже вмазывают в стены палочки или камешки. Муравьи роют гнезда на открытых местах либо под прикрытием камня (рис. 282) или травяного покрова. Нагретый солнцем камень передает тепло в подземные галереи. Таково же назначение травяного покрова или холмика над гнездом с твердой, цементированной крышей. Эти холмики бывают маленькими и состоят просто из вырытой земли, например холмики американского муравья-лазия (рис. 283), но встречаются и огромные – диаметром 90 – 120 сантиметров и высотой 30 – 60 сантиметров с лабиринтом еще и надземных ходов. Пример таких сложных сооружений – холмики аллеганского муравья, покрытые веточками, отмершими листьями, травой и всяким другим «строительным материалом». Эти холмики очень прочны и почти «бессмертны». Хотя большинство подземных насекомых проводит под землей сравнительно короткий промежуток времени, они вырывают и тщательно отделывают туннели, или ходы, которые служат им временным убежищем. На первый взгляд, ходы насекомых – просто дыры в земле, ничем особенно друг от друга не отличающиеся. Но стоит внимательно рассмотреть хотя бы несколько ходов, как мы заметим характерные различия, так же точно соответствующие виду насекомого, как листовые мины, ходы сверлильщиков или галлы: это направление, диаметр, длина и тип ходов – открытые либо закрытые, простые либо разветвленные. Характерен также и тип почвы – глина, песок, суглинок; ее состояние – рыхлая или плотная; размер вырытых частичек, объем и структура вырытой почвы, строение ходов, количество и вид сложенных в них запасов пищи. Рассмотрим ходы жуков-скакунов. Обычно личинки прокладывают туннели перпендикулярно к поверхности земли, а несколько видов строят их в склонах. Ходы простые, без разветвлений, диаметром приблизительно полсантиметра и глубиной от 30 до 40 сантиметров (рис. 284) и делаются, как правило, в глине или песке. Личинки закрывают ходы своими головками. Иногда личинки жуков-скакунов живут сообществами: в радиусе 25 сантиметров может прокладывать ходы целая группа личинок – от двух до двенадцати. В отличие от жуков-скакунов, делающих вертикальные ходы, личинки жужелиц строят у поверхности, в почвах, богатых перегноем, горизонтальные ходы, которые напоминают ходы роющих ос (рис. 285). Диаметр их ходов очень мал, а длина от 7,5 до 25 сантиметров. Гарпал, одна из самых больших жужелиц, не в пример своим родственникам роет ход в суглинке. Он простой, изогнутый, длиной от 15 до 17,5 сантиметра (рис. 286), с четко выраженным холмиком над входом. Другая жужелица, геонин, вырывает в песчаной дюне под углом 45° короткий (7,5 – 10 сантиметров в длину), неразветвленный ход с холмиком у входа. Ходы подземных насекомых – это весьма изобретательно спланированные туннели. Жуки-навозники, хрущи и жуки-щелкуны вырывают неразветвленные ходы; жуки-навозники – вертикальные туннели, хрущи – горизонтальные, а жуки-щелкуны – извилистые. Личинка пластинчатоусого жука адоретуса строит туннель с двумя ходами-«передними» (рис. 287), которые опускаются вниз на короткое расстояние и затем соединяются, образуя вертикальный ход, достигающий 25 сантиметров в глубину. Очень разнообразны ходы роющих ос. Фактически это гнезда для личинок. Оса бембекс вырывает неразветвленный туннель под углом 45° (рис. 288), некоторые одиночные осы делают простой либо разветвленный вертикальный ход. Ходы этих насекомых строятся в плотной почве и закрываются. Есть виды одиночных ос, которые в процессе строительства сооружают башенки (рис. 289), а к концу работы разрушают их и полученным материалом заделывают отверстия ходов. Оса – истребитель цикад строит башенку, только закончив гнездо. Пчелы, копающие норки в земле – на ровных местах или в склонах речных берегов, – известны как остроязычные пчелы, или андрены. Живут они обычно колониями. Иногда па небольшой площадке в глинистой насыпи умещается до ста норок. Раскопав в середине лета норку, или гнездо (фактически это гнездо), пчелы галикта, мы увидим, что оно состоит из общего подземного хода и отходящих от него пещерок-ячеек (рис. 290). Ячейки, открытые или закрытые, облицованы твердой глиной. В закрытых ячейках на запасах пыльцы и нектара либо лежит яйцо, либо живет личинка, питающаяся припасенной для нее пищей. Рис. 291. Часовой, охраняющий вход в гнездо. У этих гнезд есть интересная особенность: главный ход пчелы могут использовать как проход к ячейкам, которые они строят и заполняют провизией. Голова сторожа, охраняющего этот коридор, почти закрывает отверстие (рис. 291). Когда к входу подлетает «своя» пчела, часовой отступает в расширенную часть коридора, пропускает ее, а сам сразу опять становится на пост. Но если прилетает пчела-чужак, часовой не двигается и не пропускает ее. Пчела антофора роет гнезда в крутых или отвесных склонах земли, чаще всего к слоях плотной глины. Туннели – разной глубины – ведут к группе овальных ячеек. Степки ячейки уплотняются с помощью цементирующего вещества. Это очень существенно: не будь водонепроницаемой стенки, часть полужидкой массы пыльцы и нектара всасывалась бы в землю. Вход в эти туннели снабжен выступающей наружу глиняной трубкой, которая уходит в глубину (рис. 292). Строя туннель, пчела выносит из него маленькие земляные катышки. Они влажные и легко принимают любую форму. Из них-то и строится трубка. Внутри она гладкая, а снаружи твердая и шершавая, так как катышки вскоре высыхают. Но почему они были влажными? Л потому, что пчелы смягчают глину водой, которую они пьют, когда строят гнездо, специально летая к «колодцам». Гнезда пчелы андрены – вертикальные туннели, вырытые на обочинах дорог и в местах со скудной растительностью. Ходы имеют ответвляющиеся широкие ячейки (рис. 293). Каждая самка строит свое собственное гнездо, но часто самки строят гнезда рядом, образуя большие колонии. Интересно отметить, что некоторые роющие насекомые (например, осы бембексы) выбирают открытые места, лишенные травы и другой растительности, а другие (например, осы эвмены), наоборот, маскируют отверстия своих гнезд в траве или под маленькими камнями.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 15 Всеядные</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 15</p> <p>Всеядные</p> <p>Робин Бобин Барабек</p> <p>Скушал сорок человек,</p> <p>И корову, и быка,</p> <p>И кривого мясника,</p> <p>И телегу, и дугу,</p> <p>И метлу, и кочергу.</p> <p>Скушал башню,</p> <p>Скушал дом</p> <p>И кузницу с кузнецом…</p> <p><em>К. Чуковский</em></p> <p>Обычно под всеядностью подразумевают способность организма употреблять в пищу все окружающие его съедобные (и несъедобные!) вещества. В этом смысле каждый микроорганизм в отдельности отнюдь не является всеядным. Напротив, большинство микроорганизмов очень «привередливы» и употребляют в пищу довольно ограниченный набор питательных веществ, причем меню каждого микроба, как правило, сильно отличается от меню всех прочих микроорганизмов. В конце концов, как принято говорить, о вкусах не спорят. И именно на этом свойстве микроорганизмов — разнице во «вкусах» — основан наиболее употребляемый метод их идентификации. Перефразируя известную поговорку «Скажи мне, кто твой друг, и я скажу, кто ты», микробиологи с полным основанием могут заявить, обращаясь к неизвестному микробу: «Скажи мне, что ты ешь, и я скажу, кто ты!»</p> <p>Правда, здесь следует оговориться. Привередливость иных микроорганизмов исчезает вместе с исчезновением их излюбленного блюда. И тогда они хотя и не становятся всеядными, но, во всяком случае, пытаются приспособиться и к другой пище, которую раньше не использовали в своем рационе. Это умение приспосабливаться к изменяющимся условиям питания определяет живучесть микроорганизмов. И такая их способность создала в последние десятилетия целую проблему. Дело не только в том, что затрудняется идентификация микроорганизмов, но и в том, что некоторые болезнетворные микробы сумели приспособиться к антибиотикам, созданным против них, поэтому врачи вынуждены постоянно разрабатывать новые препараты, к которым данный микроб еще не приспособился, т. е. не адаптировался.</p><p>Но вернемся к названию этой главы. Когда говорят о всеядности микроорганизмов, то имеют в виду не каждый из них в отдельности, а все царство микроорганизмов в целом. И в этом смысле микроорганизмы действительно всеядны. Благодаря этому свойству их можно обнаружить на всех окружающих нас веществах и предметах, иными словами, всеядность микроорганизмов объясняет их повсеместную распространенность, о которой мы уже говорили в главе 12.</p><p>Хлеб, молоко, мясо, овощи, или, выражаясь языком органической химии, белки, жиры и углеводы — весь этот спектр всеядности животных и человека характерен и для микроорганизмов. При более детальном анализе пищевых возможностей микроорганизмов открывается поистине удивительная картина. Оказывается, многие из них могут использовать в качестве пищевых субстратов вещества, не относящиеся к перечисленным выше трем классам органических соединений, олицетворяющим пищу как таковую. Некоторые микроорганизмы способны потреблять такие инертные в химическом отношении вещества, как парафины, выделенные из нефти. Другие «питаются» даже веществами, обладающими бактерицидными свойствами, в частности фенолами. Вообще, мы не ошибемся, если все вещества, перечисленные в оглавлении толстого учебника органической химии, отнесем к пищевым субстратам микроорганизмов. При этом помимо простых веществ они способны использовать для своих пищевых потребностей и сложные. Разложение биополимеров проводится не одним микробом, а целым комплексом микроорганизмов, работающих как бы «в единой бригаде» и по «единому наряду». Так, сложный полимер хитин одни микроорганизмы расщепляют до мономеров, из большого количества которых он состоит, а другие способствуют дальнейшему разложению образовавшихся мономеров.</p><p>В настоящее время в мире насчитывается около 2,5 млн органических и неорганических соединений, и большая часть этих веществ — отнюдь не естественного происхождения. Более того, ежедневно поступают сведения о появлении все новых веществ и материалов, синтезированных в химических лабораториях всего мира. Причем надо сказать, что современные химики синтезируют вещества не только для удовлетворения собственного тщеславия, а выполняя «социальный заказ» тех или иных отраслей промышленности и экономики. Некоторые из этих вновь синтезированных веществ выпускаются миллионами тонн!</p><p>И если до сих пор, несмотря на астрономические цифры производства новых веществ, наша планета еще не превратилась в бесполезный склад однажды использованных и навсегда исключенных из круговорота веществ, то основная заслуга в этом всеядных микроорганизмов.</p><p>Спектр их всеядности охватывает, как выяснилось, не только органические вещества, но и неорганические. Есть микроорганизмы, способные использовать в качестве пищи аммиак, нитриты, сероводород, железо, водород.</p><p>Однако у читателя есть все основания удивиться: как же можно железо, а тем более аммиак или сероводород считать пищей? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно прежде всего задаться другим: что же такое пища вообще, и для чего она нужна любому живому организму? Пища должна снабжать организм строительными материалами для построения тела и энергией для осуществления всевозможных жизненных отправлений, будь то синтез различных веществ и структур, движение или размножение. Большинство микроорганизмов, подобно животным и человеку, получают углерод для построения своих тканей и энергию из готовых органических соединений. Это так называемый гетеротрофный тип питания. Существуют микроорганизмы, которые не нуждаются в органических соединениях. В качестве источника углерода они используют углекислый газ из воздуха и, таким образом, по сравнению с вышеупомянутыми микроорганизмами обладают куда большей независимостью. Такой тип питания называется автотрофным. Что касается источника энергии, то некоторые микроорганизмы используют, как и растения, энергию солнечного света (фототрофы), другие потребляют энергию химических связей, причем как органических веществ (органотрофы), так и неорганических (литотрофы, т. е. питающиеся камнем!) Вот, оказывается, для чего иным микроорганизмам нужны железо, аммиак и тому подобные несъедобные вещества. Таким образом, всеядность микроорганизмов объясняется, кроме всего прочего, и разнообразием типов их питания.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 15 Всеядные Глава 15 Всеядные Робин Бобин Барабек Скушал сорок человек, И корову, и быка, И кривого мясника, И телегу, и дугу, И метлу, и кочергу. Скушал башню, Скушал дом И кузницу с кузнецом… К. Чуковский Обычно под всеядностью подразумевают способность организма употреблять в пищу все окружающие его съедобные (и несъедобные!) вещества. В этом смысле каждый микроорганизм в отдельности отнюдь не является всеядным. Напротив, большинство микроорганизмов очень «привередливы» и употребляют в пищу довольно ограниченный набор питательных веществ, причем меню каждого микроба, как правило, сильно отличается от меню всех прочих микроорганизмов. В конце концов, как принято говорить, о вкусах не спорят. И именно на этом свойстве микроорганизмов — разнице во «вкусах» — основан наиболее употребляемый метод их идентификации. Перефразируя известную поговорку «Скажи мне, кто твой друг, и я скажу, кто ты», микробиологи с полным основанием могут заявить, обращаясь к неизвестному микробу: «Скажи мне, что ты ешь, и я скажу, кто ты!» Правда, здесь следует оговориться. Привередливость иных микроорганизмов исчезает вместе с исчезновением их излюбленного блюда. И тогда они хотя и не становятся всеядными, но, во всяком случае, пытаются приспособиться и к другой пище, которую раньше не использовали в своем рационе. Это умение приспосабливаться к изменяющимся условиям питания определяет живучесть микроорганизмов. И такая их способность создала в последние десятилетия целую проблему. Дело не только в том, что затрудняется идентификация микроорганизмов, но и в том, что некоторые болезнетворные микробы сумели приспособиться к антибиотикам, созданным против них, поэтому врачи вынуждены постоянно разрабатывать новые препараты, к которым данный микроб еще не приспособился, т. е. не адаптировался. Но вернемся к названию этой главы. Когда говорят о всеядности микроорганизмов, то имеют в виду не каждый из них в отдельности, а все царство микроорганизмов в целом. И в этом смысле микроорганизмы действительно всеядны. Благодаря этому свойству их можно обнаружить на всех окружающих нас веществах и предметах, иными словами, всеядность микроорганизмов объясняет их повсеместную распространенность, о которой мы уже говорили в главе 12. Хлеб, молоко, мясо, овощи, или, выражаясь языком органической химии, белки, жиры и углеводы — весь этот спектр всеядности животных и человека характерен и для микроорганизмов. При более детальном анализе пищевых возможностей микроорганизмов открывается поистине удивительная картина. Оказывается, многие из них могут использовать в качестве пищевых субстратов вещества, не относящиеся к перечисленным выше трем классам органических соединений, олицетворяющим пищу как таковую. Некоторые микроорганизмы способны потреблять такие инертные в химическом отношении вещества, как парафины, выделенные из нефти. Другие «питаются» даже веществами, обладающими бактерицидными свойствами, в частности фенолами. Вообще, мы не ошибемся, если все вещества, перечисленные в оглавлении толстого учебника органической химии, отнесем к пищевым субстратам микроорганизмов. При этом помимо простых веществ они способны использовать для своих пищевых потребностей и сложные. Разложение биополимеров проводится не одним микробом, а целым комплексом микроорганизмов, работающих как бы «в единой бригаде» и по «единому наряду». Так, сложный полимер хитин одни микроорганизмы расщепляют до мономеров, из большого количества которых он состоит, а другие способствуют дальнейшему разложению образовавшихся мономеров. В настоящее время в мире насчитывается около 2,5 млн органических и неорганических соединений, и большая часть этих веществ — отнюдь не естественного происхождения. Более того, ежедневно поступают сведения о появлении все новых веществ и материалов, синтезированных в химических лабораториях всего мира. Причем надо сказать, что современные химики синтезируют вещества не только для удовлетворения собственного тщеславия, а выполняя «социальный заказ» тех или иных отраслей промышленности и экономики. Некоторые из этих вновь синтезированных веществ выпускаются миллионами тонн! И если до сих пор, несмотря на астрономические цифры производства новых веществ, наша планета еще не превратилась в бесполезный склад однажды использованных и навсегда исключенных из круговорота веществ, то основная заслуга в этом всеядных микроорганизмов. Спектр их всеядности охватывает, как выяснилось, не только органические вещества, но и неорганические. Есть микроорганизмы, способные использовать в качестве пищи аммиак, нитриты, сероводород, железо, водород. Однако у читателя есть все основания удивиться: как же можно железо, а тем более аммиак или сероводород считать пищей? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно прежде всего задаться другим: что же такое пища вообще, и для чего она нужна любому живому организму? Пища должна снабжать организм строительными материалами для построения тела и энергией для осуществления всевозможных жизненных отправлений, будь то синтез различных веществ и структур, движение или размножение. Большинство микроорганизмов, подобно животным и человеку, получают углерод для построения своих тканей и энергию из готовых органических соединений. Это так называемый гетеротрофный тип питания. Существуют микроорганизмы, которые не нуждаются в органических соединениях. В качестве источника углерода они используют углекислый газ из воздуха и, таким образом, по сравнению с вышеупомянутыми микроорганизмами обладают куда большей независимостью. Такой тип питания называется автотрофным. Что касается источника энергии, то некоторые микроорганизмы используют, как и растения, энергию солнечного света (фототрофы), другие потребляют энергию химических связей, причем как органических веществ (органотрофы), так и неорганических (литотрофы, т. е. питающиеся камнем!) Вот, оказывается, для чего иным микроорганизмам нужны железо, аммиак и тому подобные несъедобные вещества. Таким образом, всеядность микроорганизмов объясняется, кроме всего прочего, и разнообразием типов их питания.
true
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 12 Распространенность микроорганизмов</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 12</p> <p>Распространенность микроорганизмов</p> <p>Нас — тьмы, и тьмы, и тьмы.</p> <p><em>А. Блок</em></p> <p>Микроорганизмы — всюду. В воздухе, в воде, в почве — и везде их великое множество. Достаточно сказать, что только в одном кубическом сантиметре ризосферы (это часть почвы, непосредственно прилегающая к корневой системе растения) их число достигает нескольких миллионов. Но это, скажете вы, в почве, которая является уникальным аккумулятором таких жизненно важных факторов, как тепло, вода и воздух. А в других сферах? Прежде всего следует отметить, что нет такой сферы, в которой бы не были обнаружены микроорганизмы. Даже в останках палеонтологических животных (мамонта, пещерного медведя) и неандертальцев найдены ДНК микроорганизмов, которые размножались на их трупах.</p><p>В воде океанов бактерий не меньше, чем на суше: их количество в одном кубическом сантиметре достигает миллиона, а число видов доходит до 1500! Проведенное в 2006 г. в рамках проекта «Перепись морской жизни» исследование генетического материала в образцах воды из океана показало: в гидросфере Земли обитает значительно больше видов микроорганизмов, чем считалось раньше. Предполагаемое число различных видов бактерий, живущих в океане, оценивалось в 5 млн. Теперь оно оценивается в 10 млн. Они распространены во всех слоях океана, от поверхности до самого дна. Свободно плавающие виды бактерий располагаются в приповерхностной зоне. Больше всего микроорганизмов у дна, где они выполняют роль «санитаров».</p> <p>С помощью специально сконструированной буровой установки жизнеспособные бактерии были обнаружены в материковых льдах Антарктиды на глубине 427 метров. В Гренландии в пробах льда, извлеченных с трехкилометровой глубины, были найдены сверх-микроскопические бактерии, возраст которых заведомо превышает сто тысячелетий.</p><p>В пробах воздуха, взятых с помощью ракет вертикального взлета, на высоте в 74 километра были обнаружены четыре вида грибков и два вида бактерий.</p><p>Многие микроорганизмы хорошо переносят большое давление, повышенные концентрации солей, сахаров и даже высокий уровень радиации! Микроорганизмы — чемпионы по способности выдерживать повышенную гравитацию. При величине ускорения в 400 000 g они не теряют способности к размножению.</p><p>До недавнего времени считалось, что микроорганизмы могут жить либо на поверхности твердых тел, либо будучи погруженными в жидкость; в газовой среде они могут находиться только во взвешенном состоянии, паря там, как пылинки, которые мы видим в воздухе, но не способны осуществлять все жизненные функции. Однако в результате работ Р. Диммика было показано, что бактерия <em>Serratia marcescens</em> осуществляла полный жизненный цикл, находясь во взвешенном состоянии в газовой среде.</p><p>Все описанные сферы обитания микробов существуют миллионы лет, и неудивительно, что микроорганизмы смогли приспособиться к жизни в столь разнообразных условиях. Это произошло не только потому, что бактерии — самая древняя форма жизни на Земле, но и потому, что продолжительность существования одного поколения микроорганизмов несравнимо меньше, чем у всех других. Таким образом, в природе прошло обкатку временем и изменяющимися условиями среды значительно большее число поколений микроорганизмов, и, естественно, их эволюционная «шлифовка» была проведена более тщательно. Микроорганизмы не только могут приспосабливаться к условиям внешней среды, но и в некоторых случаях способны их изменять подобно человеку, который влияет на окружающую природу в соответствии со своими желаниями. Например, микроорганизмы подкисляют или нейтрализуют среду, если она не удовлетворяет требуемым для данного вида условиям. Другой пример — некоторые микроорганизмы поддерживают температуру в определенных пределах (это явление получило название аутотермостатирования и было открыто в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина РАН).</p><p>Благодаря своим поразительным адаптационным способностям микроорганизмы приспосабливаются и к экстремальным условиям существования. Так, они не гибнут даже в условиях глубокого вакуума и при сверхнизких температурах. Микробы способны выдержать пребывание в камере при давлении 10<sup class="sup">-9 </sup>мм ртутного столба с температурой 40–160 °C ниже нуля в течение 500 часов! Более того, их можно обнаружить в охлаждающих контурах атомных реакторов, при невиданных в природе уровнях радиации в 500 и более рентген в час! Так, например, бактерия <em>Deinococcus radiodurans</em> существует при уровне радиации, в тысячу раз превышающей смертельную дозу для человека.</p><p>Бактерии по способности противостоять высоким температурам, давлению и радиоактивному излучению оставляют далеко позади себя остальные формы жизни. В 2003 г. обнаружены микроорганизмы, способные в течение 10 часов выдерживать температуру в 121 °C, при которой все известные до сих пор микроорганизмы погибают.</p><p>Гидростатическое давление в самых глубинных точках Мирового океана составляет 1100 атмосфер (глубина Марианской впадины). Но даже на этой глубине при таком огромном давлении обнаружены представители мира микробов. Но и это не предел. Имеются сообщения о способности некоторых бактерий выдерживать давление в 3000 атмосфер в течение нескольких часов без потери жизнеспособности.</p><p>Еще более удивительным местом обитания микроорганизмов являются «черные курильщики». Это места на дне океана, где раскаленная лава разогревает морскую воду до 500–800 °C. И в этой, насыщенной соединениями металлов и серы, перегретой воде под большим давлением тоже живут микроорганизмы.</p><p>И, наконец, совсем свежие новости об их местообитании. В мае 2008 г. в кернах, полученных при глубоководном бурении горных пород, лежащих под дном Атлантического океана (глубина 1626 метров под морским дном!) были обнаружены представители родов <em>Pyrococcus</em> и <em>Thermococcus</em>. Это рекордная глубина, на которой обнаружены живые микроорганизмы.</p><p>Как видно из приведенных примеров, микроорганизмы могут существовать в очень широком диапазоне физических параметров окружающей среды (температура, давление, вакуум, влажность, повышенная радиация). Не менее важным для распространенности микроорганизмов является их способность существовать при различных значениях pH от кислого до щелочного. Так, <em>Tiobacilus concretivorans</em> может жить и развиваться в среде, содержащей серную кислоту в концентрации, при которой она растворяет металлы.</p><p>Но даже тогда, когда физико-химические параметры среды обитания выходят за пределы физиологических возможностей, у микроорганизмов есть дополнительный ресурс по сохранению своей жизнеспособности в этих сверхэкстремальных условиях.</p><p>В подобных случаях некоторые бактерии замедляют свой метаболизм или полностью его приостанавливают и в таком покоящемся состоянии в виде спор или цист могут находиться десятки, а то и сотни лет в ожидании благоприятных условий для роста. Есть примеры возвращения к жизни микроорганизмов после 118 и 166 лет. Более того, бактерии, выделенные из стотысячелетнего антарктического льда, помещенные в теплую питательную среду, оживали и демонстрировали способность к росту.</p><p>Еще более удивительным является рост микроорганизмов в различных гелях. Заключенные в проницаемую для питательных веществ оболочку из различного рода полимеров, микроорганизмы растут и развиваются настолько интенсивно, что их активность может быть использована для проведения некоторых биохимических превращений веществ.</p><p>Этот краткий обзор сфер обитания микроорганизмов был бы неполным, если бы мы не упомянули еще об одной сфере их обитания — внутренней среде других живых организмов. И здесь они могут выступать в двух ролях. С одной стороны, это паразитирующие микроорганизмы, а с другой — микроорганизмы-симбионты, выполняющие полезные функции. Так, огромный объем работы по переработке растительной пищи в желудке жвачных животных проводят микробы, и, пожалуй, корову без большого преувеличения можно было бы назвать ходячим ферментером по переработке целлюлозы.</p> <p>Множество бактерий вступает в симбиотические отношения с растениями. Некоторые из них, поселяясь на корнях бобовых, помогают им усваивать азот из воздуха. На один грамм сухого веса корней приходится до 10 миллиардов бактерий-азотфиксаторов. Даже во внутренних органах человека обитает огромное количество бактерий. Так, в кишечнике только число видов микроорганизмов достигает 5600! Это в 10 раз больше чем считалось раньше, до ноября 2008 г.! Микроорганизмы воистину вездесущи!</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 12 Распространенность микроорганизмов Глава 12 Распространенность микроорганизмов Нас — тьмы, и тьмы, и тьмы. А. Блок Микроорганизмы — всюду. В воздухе, в воде, в почве — и везде их великое множество. Достаточно сказать, что только в одном кубическом сантиметре ризосферы (это часть почвы, непосредственно прилегающая к корневой системе растения) их число достигает нескольких миллионов. Но это, скажете вы, в почве, которая является уникальным аккумулятором таких жизненно важных факторов, как тепло, вода и воздух. А в других сферах? Прежде всего следует отметить, что нет такой сферы, в которой бы не были обнаружены микроорганизмы. Даже в останках палеонтологических животных (мамонта, пещерного медведя) и неандертальцев найдены ДНК микроорганизмов, которые размножались на их трупах. В воде океанов бактерий не меньше, чем на суше: их количество в одном кубическом сантиметре достигает миллиона, а число видов доходит до 1500! Проведенное в 2006 г. в рамках проекта «Перепись морской жизни» исследование генетического материала в образцах воды из океана показало: в гидросфере Земли обитает значительно больше видов микроорганизмов, чем считалось раньше. Предполагаемое число различных видов бактерий, живущих в океане, оценивалось в 5 млн. Теперь оно оценивается в 10 млн. Они распространены во всех слоях океана, от поверхности до самого дна. Свободно плавающие виды бактерий располагаются в приповерхностной зоне. Больше всего микроорганизмов у дна, где они выполняют роль «санитаров». С помощью специально сконструированной буровой установки жизнеспособные бактерии были обнаружены в материковых льдах Антарктиды на глубине 427 метров. В Гренландии в пробах льда, извлеченных с трехкилометровой глубины, были найдены сверх-микроскопические бактерии, возраст которых заведомо превышает сто тысячелетий. В пробах воздуха, взятых с помощью ракет вертикального взлета, на высоте в 74 километра были обнаружены четыре вида грибков и два вида бактерий. Многие микроорганизмы хорошо переносят большое давление, повышенные концентрации солей, сахаров и даже высокий уровень радиации! Микроорганизмы — чемпионы по способности выдерживать повышенную гравитацию. При величине ускорения в 400 000 g они не теряют способности к размножению. До недавнего времени считалось, что микроорганизмы могут жить либо на поверхности твердых тел, либо будучи погруженными в жидкость; в газовой среде они могут находиться только во взвешенном состоянии, паря там, как пылинки, которые мы видим в воздухе, но не способны осуществлять все жизненные функции. Однако в результате работ Р. Диммика было показано, что бактерия Serratia marcescens осуществляла полный жизненный цикл, находясь во взвешенном состоянии в газовой среде. Все описанные сферы обитания микробов существуют миллионы лет, и неудивительно, что микроорганизмы смогли приспособиться к жизни в столь разнообразных условиях. Это произошло не только потому, что бактерии — самая древняя форма жизни на Земле, но и потому, что продолжительность существования одного поколения микроорганизмов несравнимо меньше, чем у всех других. Таким образом, в природе прошло обкатку временем и изменяющимися условиями среды значительно большее число поколений микроорганизмов, и, естественно, их эволюционная «шлифовка» была проведена более тщательно. Микроорганизмы не только могут приспосабливаться к условиям внешней среды, но и в некоторых случаях способны их изменять подобно человеку, который влияет на окружающую природу в соответствии со своими желаниями. Например, микроорганизмы подкисляют или нейтрализуют среду, если она не удовлетворяет требуемым для данного вида условиям. Другой пример — некоторые микроорганизмы поддерживают температуру в определенных пределах (это явление получило название аутотермостатирования и было открыто в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина РАН). Благодаря своим поразительным адаптационным способностям микроорганизмы приспосабливаются и к экстремальным условиям существования. Так, они не гибнут даже в условиях глубокого вакуума и при сверхнизких температурах. Микробы способны выдержать пребывание в камере при давлении 10-9 мм ртутного столба с температурой 40–160 °C ниже нуля в течение 500 часов! Более того, их можно обнаружить в охлаждающих контурах атомных реакторов, при невиданных в природе уровнях радиации в 500 и более рентген в час! Так, например, бактерия Deinococcus radiodurans существует при уровне радиации, в тысячу раз превышающей смертельную дозу для человека. Бактерии по способности противостоять высоким температурам, давлению и радиоактивному излучению оставляют далеко позади себя остальные формы жизни. В 2003 г. обнаружены микроорганизмы, способные в течение 10 часов выдерживать температуру в 121 °C, при которой все известные до сих пор микроорганизмы погибают. Гидростатическое давление в самых глубинных точках Мирового океана составляет 1100 атмосфер (глубина Марианской впадины). Но даже на этой глубине при таком огромном давлении обнаружены представители мира микробов. Но и это не предел. Имеются сообщения о способности некоторых бактерий выдерживать давление в 3000 атмосфер в течение нескольких часов без потери жизнеспособности. Еще более удивительным местом обитания микроорганизмов являются «черные курильщики». Это места на дне океана, где раскаленная лава разогревает морскую воду до 500–800 °C. И в этой, насыщенной соединениями металлов и серы, перегретой воде под большим давлением тоже живут микроорганизмы. И, наконец, совсем свежие новости об их местообитании. В мае 2008 г. в кернах, полученных при глубоководном бурении горных пород, лежащих под дном Атлантического океана (глубина 1626 метров под морским дном!) были обнаружены представители родов Pyrococcus и Thermococcus. Это рекордная глубина, на которой обнаружены живые микроорганизмы. Как видно из приведенных примеров, микроорганизмы могут существовать в очень широком диапазоне физических параметров окружающей среды (температура, давление, вакуум, влажность, повышенная радиация). Не менее важным для распространенности микроорганизмов является их способность существовать при различных значениях pH от кислого до щелочного. Так, Tiobacilus concretivorans может жить и развиваться в среде, содержащей серную кислоту в концентрации, при которой она растворяет металлы. Но даже тогда, когда физико-химические параметры среды обитания выходят за пределы физиологических возможностей, у микроорганизмов есть дополнительный ресурс по сохранению своей жизнеспособности в этих сверхэкстремальных условиях. В подобных случаях некоторые бактерии замедляют свой метаболизм или полностью его приостанавливают и в таком покоящемся состоянии в виде спор или цист могут находиться десятки, а то и сотни лет в ожидании благоприятных условий для роста. Есть примеры возвращения к жизни микроорганизмов после 118 и 166 лет. Более того, бактерии, выделенные из стотысячелетнего антарктического льда, помещенные в теплую питательную среду, оживали и демонстрировали способность к росту. Еще более удивительным является рост микроорганизмов в различных гелях. Заключенные в проницаемую для питательных веществ оболочку из различного рода полимеров, микроорганизмы растут и развиваются настолько интенсивно, что их активность может быть использована для проведения некоторых биохимических превращений веществ. Этот краткий обзор сфер обитания микроорганизмов был бы неполным, если бы мы не упомянули еще об одной сфере их обитания — внутренней среде других живых организмов. И здесь они могут выступать в двух ролях. С одной стороны, это паразитирующие микроорганизмы, а с другой — микроорганизмы-симбионты, выполняющие полезные функции. Так, огромный объем работы по переработке растительной пищи в желудке жвачных животных проводят микробы, и, пожалуй, корову без большого преувеличения можно было бы назвать ходячим ферментером по переработке целлюлозы. Множество бактерий вступает в симбиотические отношения с растениями. Некоторые из них, поселяясь на корнях бобовых, помогают им усваивать азот из воздуха. На один грамм сухого веса корней приходится до 10 миллиардов бактерий-азотфиксаторов. Даже во внутренних органах человека обитает огромное количество бактерий. Так, в кишечнике только число видов микроорганизмов достигает 5600! Это в 10 раз больше чем считалось раньше, до ноября 2008 г.! Микроорганизмы воистину вездесущи!
true
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">КОЛБЫ И КОСМОС</h1> <section class="px3 mb4"> <p>У биологов прошлого века не было нашей техники, но не было и наших проблем. Не было и проблемы происхождения жизни — биогенеза. Все казалось ясным: либо творение, либо самозарождение. Творение находилось за пределами науки, а самозарождение было очевидным. Уже давно отвергнуты средневековые сказки о самозарождении мух и мышей, но гнилая вода на глазах ученых продолжала исправно рождать бактерий — примитивных, но живых белковых организмов. А «Происхождение видов» Дарвина объясняло все остальное.</p><p>Простоте настал конец столетие назад, когда Луи Пастер прокипятил эту животворную воду в стеклянной колбе и даже не запаял, а просто загнул вниз тонкое капиллярное горлышко. Оставался питательный раствор. Оставался чистый атмосферный воздух. Только невидимые споры бактерий не могли попасть в колбу по извилистому стеклянному пути. И вода в сосуде навсегда осталась безжизненной!</p><p>Значит, всякая жизнь происходит только от жизни, всякая клетка только от клетки. Так была убита наповал теория самозарождения, а вместе с ней и наивная вера в безграничную простоту Вселенной!</p> <p>Что же теперь делать? Вернуться от Дарвина к библии? Сложность проблемы прекрасно понимал Фридрих Энгельс. Во-первых, на молодой Земле были совсем не те условия, что сейчас. Значит, нужно определить и смоделировать хотя бы самые важные из них.</p><p>Во-вторых, в распоряжении природы была почти безграничная лаборатория, весь земной шар, и почти безграничное время для опытов. Природа никогда не сможет сделать за сутки в склянке воды то, на что ей потребовались океаны и тысячелетия. Ускорить естественный процесс может только человек, если он хорошо знает законы, по которым этот процесс протекает. Впереди открывался долгий и сложный путь изучения биогенеза.</p><p>Но многим химикам и биологам все представлялось гораздо проще. Все живое состоит из белка. Белок состоит из 20 «кирпичиков» — аминокислот. Все они уже известны. Достаточно правильно соединить эти «кирпичики», и лабораторный белок закопошится, оживет. Но шли годы, а искусственные наборы аминокислот не спешили оживать. Они не закопошились и до сих пор.</p><p>Скандинавский ученый Сванте Аррениус предложил разрубить гордиев узел. Если материя вечна, то вечна и жизнь, предположил он. Живое вещество в виде мельчайших спор-зародышей существует с начала времен, оно вечно летит сквозь просторы Вселенной, подгоняемое давлением световых волн. Когда-то они встретились с молодой Землей, как встречались до этого и будут вечно встречаться с мириадами молодых планет. И везде начинался закономерный и неизбежный процесс эволюции.</p><p>Космос Аррениуса, сияющий и плодоносный, пришел к нам в детстве со страниц «Аэлиты» и сразу заставил смотреть в небо с восторгом и ожиданием. Алексей Толстой знал и любил эту гипотезу, смело утверждавшую кровное братство жизни и разума бесчисленных миров Вселенной. «Во Вселенной носится пыль жизни. Одни и те же споры оседают на Марс и на Землю, на все мириады остывающих звезд. Повсюду возникает жизнь, и над жизнью всюду царствует человекоподобный…» — говорит инженер</p><p>Лось красноармейцу Гусеву, объясняя ему свое стремление лететь к Марсу.</p><p>Но сейчас, много лет спустя, нам вспоминается не Толстой, а другое имя. Многочисленным наукам, изучающим Вселенную, гений Владимира Ивановича Вернадского сумел вернуть жизнь и разум, единство цели, ощущение цельности мира. Пожалуй, после его работ все естествознание стало иным. Он создал учение о биосфере — неразрывном единстве живой и неживой природы.</p><p>Гипотеза Аррениуса тоже казалась Вернадскому логичным и необходимым элементом этой цельности, и он до конца жизни не уставал собирать факты и искать пути их проверки.</p><p>Космические зародыши должны были падать на Землю с пылью и метеоритами. Но как отыскать их среди земных спор и бактерий, дождем осыпающих вершины Гималаев и снега Антарктиды?</p><p>В науке есть выражение «чистый эксперимент». Это опыт, в котором случайные ошибки и погрешности исключены. Чистый опыт по проверке гипотезы Аррениуса можно было поставить только в космосе. И Вернадский мечтал о Луне, миллиарды лет собиравшей пыль Вселенной. Он не дожил до эпохи «Лунников» и «Аполлонов». Свидетелем решающего опыта стало наше поколение.</p><p>Результат известен. Зоркие глаза электронных сканирующих микроскопов не обнаружили «пришельцев из космоса», хотя при попытках расконсервировать и вырастить микроорганизмы внеземного происхождения использовались самые, казалось бы, заманчивые для них среды и питательные смеси.</p><p>Начало жизни следовало искать только на Земле. Но гипотеза «обитаемого космоса», представление о единстве жизни далеких миров получила другую, более надежную опору. В метеоритах не оказалось живых зародышей, зато обнаружилось огромное количество сложных органических соединений. Судя по всему, это не остатки былой жизни, а ее предвестники. Своего рода полуфабрикаты, биологический «конструктор». Были бы только подходящие условия для сборки.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
КОЛБЫ И КОСМОС У биологов прошлого века не было нашей техники, но не было и наших проблем. Не было и проблемы происхождения жизни — биогенеза. Все казалось ясным: либо творение, либо самозарождение. Творение находилось за пределами науки, а самозарождение было очевидным. Уже давно отвергнуты средневековые сказки о самозарождении мух и мышей, но гнилая вода на глазах ученых продолжала исправно рождать бактерий — примитивных, но живых белковых организмов. А «Происхождение видов» Дарвина объясняло все остальное. Простоте настал конец столетие назад, когда Луи Пастер прокипятил эту животворную воду в стеклянной колбе и даже не запаял, а просто загнул вниз тонкое капиллярное горлышко. Оставался питательный раствор. Оставался чистый атмосферный воздух. Только невидимые споры бактерий не могли попасть в колбу по извилистому стеклянному пути. И вода в сосуде навсегда осталась безжизненной! Значит, всякая жизнь происходит только от жизни, всякая клетка только от клетки. Так была убита наповал теория самозарождения, а вместе с ней и наивная вера в безграничную простоту Вселенной! Что же теперь делать? Вернуться от Дарвина к библии? Сложность проблемы прекрасно понимал Фридрих Энгельс. Во-первых, на молодой Земле были совсем не те условия, что сейчас. Значит, нужно определить и смоделировать хотя бы самые важные из них. Во-вторых, в распоряжении природы была почти безграничная лаборатория, весь земной шар, и почти безграничное время для опытов. Природа никогда не сможет сделать за сутки в склянке воды то, на что ей потребовались океаны и тысячелетия. Ускорить естественный процесс может только человек, если он хорошо знает законы, по которым этот процесс протекает. Впереди открывался долгий и сложный путь изучения биогенеза. Но многим химикам и биологам все представлялось гораздо проще. Все живое состоит из белка. Белок состоит из 20 «кирпичиков» — аминокислот. Все они уже известны. Достаточно правильно соединить эти «кирпичики», и лабораторный белок закопошится, оживет. Но шли годы, а искусственные наборы аминокислот не спешили оживать. Они не закопошились и до сих пор. Скандинавский ученый Сванте Аррениус предложил разрубить гордиев узел. Если материя вечна, то вечна и жизнь, предположил он. Живое вещество в виде мельчайших спор-зародышей существует с начала времен, оно вечно летит сквозь просторы Вселенной, подгоняемое давлением световых волн. Когда-то они встретились с молодой Землей, как встречались до этого и будут вечно встречаться с мириадами молодых планет. И везде начинался закономерный и неизбежный процесс эволюции. Космос Аррениуса, сияющий и плодоносный, пришел к нам в детстве со страниц «Аэлиты» и сразу заставил смотреть в небо с восторгом и ожиданием. Алексей Толстой знал и любил эту гипотезу, смело утверждавшую кровное братство жизни и разума бесчисленных миров Вселенной. «Во Вселенной носится пыль жизни. Одни и те же споры оседают на Марс и на Землю, на все мириады остывающих звезд. Повсюду возникает жизнь, и над жизнью всюду царствует человекоподобный…» — говорит инженер Лось красноармейцу Гусеву, объясняя ему свое стремление лететь к Марсу. Но сейчас, много лет спустя, нам вспоминается не Толстой, а другое имя. Многочисленным наукам, изучающим Вселенную, гений Владимира Ивановича Вернадского сумел вернуть жизнь и разум, единство цели, ощущение цельности мира. Пожалуй, после его работ все естествознание стало иным. Он создал учение о биосфере — неразрывном единстве живой и неживой природы. Гипотеза Аррениуса тоже казалась Вернадскому логичным и необходимым элементом этой цельности, и он до конца жизни не уставал собирать факты и искать пути их проверки. Космические зародыши должны были падать на Землю с пылью и метеоритами. Но как отыскать их среди земных спор и бактерий, дождем осыпающих вершины Гималаев и снега Антарктиды? В науке есть выражение «чистый эксперимент». Это опыт, в котором случайные ошибки и погрешности исключены. Чистый опыт по проверке гипотезы Аррениуса можно было поставить только в космосе. И Вернадский мечтал о Луне, миллиарды лет собиравшей пыль Вселенной. Он не дожил до эпохи «Лунников» и «Аполлонов». Свидетелем решающего опыта стало наше поколение. Результат известен. Зоркие глаза электронных сканирующих микроскопов не обнаружили «пришельцев из космоса», хотя при попытках расконсервировать и вырастить микроорганизмы внеземного происхождения использовались самые, казалось бы, заманчивые для них среды и питательные смеси. Начало жизни следовало искать только на Земле. Но гипотеза «обитаемого космоса», представление о единстве жизни далеких миров получила другую, более надежную опору. В метеоритах не оказалось живых зародышей, зато обнаружилось огромное количество сложных органических соединений. Судя по всему, это не остатки былой жизни, а ее предвестники. Своего рода полуфабрикаты, биологический «конструктор». Были бы только подходящие условия для сборки.
false
Приключения с насекомыми
Хедстром Ричард
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Приключение 28</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Ищем насекомых, которые любят прятаться</p><p>Многие насекомые проводят весь личиночный период жизни в различных частях растений, и увидеть их можно, только когда они вырастут и покинут свои убежища, на месте которых остаются предательские отверстия. Часто о том, что в дереве живут насекомые, говорят кучки испражнений или опилок, выброшенные наружу через отверстия в коре. Увядшие листья или засохшая верхушка стебля растения – признаки того, что оно служит пристанищем для насекомого.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_108.jpg"/> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_109.jpg"/> </p><p>Насекомые, которые селятся внутри растения, называются сверлильщиками. Не усматриваете ли вы тут противоречия? Ведь мы уже установили, что такие насекомые называются минерами (см. приключение 12).. Действительно, разница между сверлильщиком и минером небольшая: сверлильщик живет глубоко внутри тканей растения, а минер – прямо под поверхностью. Иногда, впрочем, сверлильщик может на время становиться минером. Яблонная плодожорка, для которой типично протачивание в плоде характерных ходов (рис. 210), часто ведет себя по-другому: она подводит к поверхности и прокладывает короткие мины непосредственно под кожицей (рис. 211). Так появляются пораженные яблоки. Следы деятельности некоторых мух тоже нечто среднее между минами и просверленными ходами. Личинки одной из них одинаково хорошо прокладывают ходы и в черешках листа, и в ножках цветка, и в листьях одуванчика.</p> <p>Насекомые проявляют себя как сверлильщики в основном в личиночной фазе. Для них характерна цилиндрическая форма тела, отсутствие ног, редуцированные усики и голова, втянутая в грудь (рис. 212). Обычно они белого или кремового цвета, но некоторые, например хмелевая сердцевинная совка и древесница въедливая (рис. 213), имеют ясно различимые пятна. Закончив развитие и превратившись во взрослых насекомых, они обыкновенно покидают свои ходы. Однако взрослые особи некоторых жуков проводят большую часть времени в ходах, и форма их тела видоизменяется соответственно условиям среды, в которой они живут.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_110.jpg"/> </p><p>Из всех насекомых сверлильщики, вероятно, наносят наибольшие повреждения растениям. Они особенно опасны потому, что их работа видна не сразу, а только когда уже есть внешние следы повреждения. Кроме того, сверлильщиков, живущих под поверхностью растения, невозможно уничтожить с помощью ядов. Они нападают на многие растения, пробуравливая почки, листья, стебли, плоды, семена и корни (рис. 214), – фактически ни одна часть растения не остается неповрежденной. В соответствии с тем, как сверлильщики питаются, энтомологи подразделяют их на две группы: питающихся на живых тканях и питающихся на мертвых или гниющих тканях. Первая группа включает насекомых, которые вгрызаются в ночки, листья, стебли и т. д. Их пища похожа на пищу других растительноядных насекомых и состоит из белков и растворимых углеводов. Вторую группу составляют насекомые, прокладывающие ходы в неживых частях растений, таких, как сердцевина стеблей, сухая и гниющая древесина. Нам очень мало известно о питании этих насекомых. Термиты, например, зависят от простейших одноклеточных организмов, превращающих целлюлозу в пригодную пищу. Некоторые комары-долгоножки, жуки-дровосеки и жуки-златки живут в симбиотическом содружестве с различными организмами, которые делают их пищу усвояемой. Короеды-древесинники «выращивают» в своих ходах грибки, или амброзию, которой и питаются. Однако мы еще не знаем, как некоторые насекомые извлекают питание из сухой древесины.</p><p>Группа сверлильщиков довольно обширна: в нее входят различные виды, повадки которых сильно различаются. Протачивание деревьев – характерная особенность жуков-дровосеков и жуков-златок.</p><p>Жук-капюшонник, точильщик пестрый и короеды-древесинники – это типичные сверлильщики.</p><p>Например, гусеницы древесницы въедливой и древоточца вгрызаются в древесину. Немногие мухи и лишь некоторые перепончатокрылые, такие, как рогохвост-голубь, всверливаются в древесину.</p><p>Насекомых, прокладывающих ходы в ветках,- фруктовую полосатую моль, узкотелую красношеюю златку и узкотелую березовую бронзовую златку (рис. 215) – считают сверлильщиками древесины, так как вгрызание в ветки можно рассматривать как особый вид сверления. К сверлильщикам мы отнесем также дровосека дубового и пилильщика черносмородинного, подгрызающих побеги.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_111.jpg"/> </p><p>Среди многочисленных насекомых, делающих ходы в стеблях, большое количество вредных видов. Вы, наверно, хорошо знаете европейского кукурузного мотылька (рис. 216) и тыквенную стеклянницу (рис. 217). Американский хлебный пилильщик – один из главнейших вредителей пшеницы. Гусеницы ирисовой стеблевой и орликовой стеблевой совок (рис. 218) часто нападают на корни ирисов и водосбора.</p><p>Конечно, всем вам приходилось раскусывать червивое яблоко. Мухи-пестрокрылки яблонная (рис. 219) и вишневая, восточная плодожорка, сливовый долгоносик и яблонная плодожорка причиняют наиболее серьезный вред плодам, прокладывая в них ходы. Долгоносики-плодожилы (рис. 220), пожалуй, никому не уступят в способности высверливать ходы в орехах.</p><p>Насекомые, выедающие семена, делятся на две группы в зависимости от того, питаются ли они на зеленых и живых семенах или на сухих. К первой группе относится, например, яблонный семеед хальцид и клеверная толстоножка-семеед (рис. 221); ко второй – фасолевая зерновка (рис. 222).</p><p>Характерные представители насекомых, прокладывающих ходы в почках,- гусеницы почковой вертуньи (рис. 223) и смолевка белой сосны, а в грибах – мухи и жуки.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_112.jpg"/> </p><p>Ходы, или туннели, сверлильщиков настолько характерны, что по ним можно определять виды «проходчиков». Многочисленные маленькие дырочки в коре, напоминающие следы от выстрела дробью (рис. 224), характерны для заболонника морщинистого; неглубокие выемки на внутренней поверхности коры, которые уходят в древесину, вообще характерны для жуков-короедов (см. рис. 106). Если такие выемки побольше или менее правильной формы, это ходы златок, а если поглубже – жуков-дровосеков и личинок древесницы въедливой (см. рис. 213).</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_113.jpg"/> </p><p>Часто виды насекомых можно определить по характеру оставляемых ими отбросов и способу, при помощи которого эти отбросы откладываются. Дровосек домовый выталкивает наружу крошечные катышки и тонкое порошкообразное вещество; дубовая златка – большое количество волокнистого материала (рис. 225); акациевый дровосек – стружкообразные отходы сверления. Усач-скрипун круглоголовый яблонный (рис. 226) «колет щепки»; отходы сверлящих жуков-капюшонников похожи на муку грубого помола, а отходы муравьев – на опилки.</p><p>Рис. 221. Отверстия, сделанные в семенах клевера клеверной толстоножкой-семеедом.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_114.jpg"/> </p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_115.jpg"/> </p><p>Сверлильщикам приходится решать две проблемы: где разместить отходы и как выбраться наружу.</p><p>Отходы они или складывают в одном конце туннеля, или головами выталкивают наружу, или выносят.</p><p>Муравьи-древоточцы пенсильванские, например, выползают из своих галерей, нагруженные опилками, и складывают их недалеко от входа (рис. 227). Проблему выхода различные виды сверлильщиков решают по-разному. Стоит понаблюдать, чтобы выяснить, как именно они это делают.</p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/234070_30_pic_116.jpg"/> </p><p>Рис. 227. Муравейдревоточец пенсильванский, выбрасывающий опилки.</p><p>Для всех, кто интересуется энтомологией, изучение сверлильщиков предоставляет богатые возможности для исследований: у этой группы насекомых много интересных повадок и жизненных циклов.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Приключение 28 Ищем насекомых, которые любят прятаться Многие насекомые проводят весь личиночный период жизни в различных частях растений, и увидеть их можно, только когда они вырастут и покинут свои убежища, на месте которых остаются предательские отверстия. Часто о том, что в дереве живут насекомые, говорят кучки испражнений или опилок, выброшенные наружу через отверстия в коре. Увядшие листья или засохшая верхушка стебля растения – признаки того, что оно служит пристанищем для насекомого. Насекомые, которые селятся внутри растения, называются сверлильщиками. Не усматриваете ли вы тут противоречия? Ведь мы уже установили, что такие насекомые называются минерами (см. приключение 12).. Действительно, разница между сверлильщиком и минером небольшая: сверлильщик живет глубоко внутри тканей растения, а минер – прямо под поверхностью. Иногда, впрочем, сверлильщик может на время становиться минером. Яблонная плодожорка, для которой типично протачивание в плоде характерных ходов (рис. 210), часто ведет себя по-другому: она подводит к поверхности и прокладывает короткие мины непосредственно под кожицей (рис. 211). Так появляются пораженные яблоки. Следы деятельности некоторых мух тоже нечто среднее между минами и просверленными ходами. Личинки одной из них одинаково хорошо прокладывают ходы и в черешках листа, и в ножках цветка, и в листьях одуванчика. Насекомые проявляют себя как сверлильщики в основном в личиночной фазе. Для них характерна цилиндрическая форма тела, отсутствие ног, редуцированные усики и голова, втянутая в грудь (рис. 212). Обычно они белого или кремового цвета, но некоторые, например хмелевая сердцевинная совка и древесница въедливая (рис. 213), имеют ясно различимые пятна. Закончив развитие и превратившись во взрослых насекомых, они обыкновенно покидают свои ходы. Однако взрослые особи некоторых жуков проводят большую часть времени в ходах, и форма их тела видоизменяется соответственно условиям среды, в которой они живут. Из всех насекомых сверлильщики, вероятно, наносят наибольшие повреждения растениям. Они особенно опасны потому, что их работа видна не сразу, а только когда уже есть внешние следы повреждения. Кроме того, сверлильщиков, живущих под поверхностью растения, невозможно уничтожить с помощью ядов. Они нападают на многие растения, пробуравливая почки, листья, стебли, плоды, семена и корни (рис. 214), – фактически ни одна часть растения не остается неповрежденной. В соответствии с тем, как сверлильщики питаются, энтомологи подразделяют их на две группы: питающихся на живых тканях и питающихся на мертвых или гниющих тканях. Первая группа включает насекомых, которые вгрызаются в ночки, листья, стебли и т. д. Их пища похожа на пищу других растительноядных насекомых и состоит из белков и растворимых углеводов. Вторую группу составляют насекомые, прокладывающие ходы в неживых частях растений, таких, как сердцевина стеблей, сухая и гниющая древесина. Нам очень мало известно о питании этих насекомых. Термиты, например, зависят от простейших одноклеточных организмов, превращающих целлюлозу в пригодную пищу. Некоторые комары-долгоножки, жуки-дровосеки и жуки-златки живут в симбиотическом содружестве с различными организмами, которые делают их пищу усвояемой. Короеды-древесинники «выращивают» в своих ходах грибки, или амброзию, которой и питаются. Однако мы еще не знаем, как некоторые насекомые извлекают питание из сухой древесины. Группа сверлильщиков довольно обширна: в нее входят различные виды, повадки которых сильно различаются. Протачивание деревьев – характерная особенность жуков-дровосеков и жуков-златок. Жук-капюшонник, точильщик пестрый и короеды-древесинники – это типичные сверлильщики. Например, гусеницы древесницы въедливой и древоточца вгрызаются в древесину. Немногие мухи и лишь некоторые перепончатокрылые, такие, как рогохвост-голубь, всверливаются в древесину. Насекомых, прокладывающих ходы в ветках,- фруктовую полосатую моль, узкотелую красношеюю златку и узкотелую березовую бронзовую златку (рис. 215) – считают сверлильщиками древесины, так как вгрызание в ветки можно рассматривать как особый вид сверления. К сверлильщикам мы отнесем также дровосека дубового и пилильщика черносмородинного, подгрызающих побеги. Среди многочисленных насекомых, делающих ходы в стеблях, большое количество вредных видов. Вы, наверно, хорошо знаете европейского кукурузного мотылька (рис. 216) и тыквенную стеклянницу (рис. 217). Американский хлебный пилильщик – один из главнейших вредителей пшеницы. Гусеницы ирисовой стеблевой и орликовой стеблевой совок (рис. 218) часто нападают на корни ирисов и водосбора. Конечно, всем вам приходилось раскусывать червивое яблоко. Мухи-пестрокрылки яблонная (рис. 219) и вишневая, восточная плодожорка, сливовый долгоносик и яблонная плодожорка причиняют наиболее серьезный вред плодам, прокладывая в них ходы. Долгоносики-плодожилы (рис. 220), пожалуй, никому не уступят в способности высверливать ходы в орехах. Насекомые, выедающие семена, делятся на две группы в зависимости от того, питаются ли они на зеленых и живых семенах или на сухих. К первой группе относится, например, яблонный семеед хальцид и клеверная толстоножка-семеед (рис. 221); ко второй – фасолевая зерновка (рис. 222). Характерные представители насекомых, прокладывающих ходы в почках,- гусеницы почковой вертуньи (рис. 223) и смолевка белой сосны, а в грибах – мухи и жуки. Ходы, или туннели, сверлильщиков настолько характерны, что по ним можно определять виды «проходчиков». Многочисленные маленькие дырочки в коре, напоминающие следы от выстрела дробью (рис. 224), характерны для заболонника морщинистого; неглубокие выемки на внутренней поверхности коры, которые уходят в древесину, вообще характерны для жуков-короедов (см. рис. 106). Если такие выемки побольше или менее правильной формы, это ходы златок, а если поглубже – жуков-дровосеков и личинок древесницы въедливой (см. рис. 213). Часто виды насекомых можно определить по характеру оставляемых ими отбросов и способу, при помощи которого эти отбросы откладываются. Дровосек домовый выталкивает наружу крошечные катышки и тонкое порошкообразное вещество; дубовая златка – большое количество волокнистого материала (рис. 225); акациевый дровосек – стружкообразные отходы сверления. Усач-скрипун круглоголовый яблонный (рис. 226) «колет щепки»; отходы сверлящих жуков-капюшонников похожи на муку грубого помола, а отходы муравьев – на опилки. Рис. 221. Отверстия, сделанные в семенах клевера клеверной толстоножкой-семеедом. Сверлильщикам приходится решать две проблемы: где разместить отходы и как выбраться наружу. Отходы они или складывают в одном конце туннеля, или головами выталкивают наружу, или выносят. Муравьи-древоточцы пенсильванские, например, выползают из своих галерей, нагруженные опилками, и складывают их недалеко от входа (рис. 227). Проблему выхода различные виды сверлильщиков решают по-разному. Стоит понаблюдать, чтобы выяснить, как именно они это делают. Рис. 227. Муравейдревоточец пенсильванский, выбрасывающий опилки. Для всех, кто интересуется энтомологией, изучение сверлильщиков предоставляет богатые возможности для исследований: у этой группы насекомых много интересных повадок и жизненных циклов.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 20 Микробиология и генетика</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 20</p> <p>Микробиология и генетика</p> <p>Именно в биологии суждено состояться самым крупным открытиям ближайших десятилетий. Этот путь, как правило, мыслится через внедрение физики и химии, через дальнейшее развитие блестящих достижений современной генетики.</p> <p><em>А. Любищев</em></p> <p>Передача наследственных свойств — одно из удивительных таинств живой материи. В последние десятилетия благодаря успехам различных наук, причем не только биологических, удалось вплотную подойти к раскрытию этой тайны.</p><p>Для изучения генетических законов важно было найти такой организм, который легко поддавался бы изучению, достаточно быстро размножался, а его содержание в процессе эксперимента было бы недорогим и нетрудоемким. Первые работы, заложившие основы современной генетики, принадлежат монаху Г. Менделю, экспериментально доказавшему существование вещества наследственности. Мендель работал с семенами гороха, и ему для проведения каждого опыта требовался целый год или, точнее говоря, вегетационный период. Впоследствии генетики обычно использовали в качестве объекта мушку дрозофилу. Она длиной всего 3 мм, быстро, в течение 10–12 дней, дает потомство, и ее можно выращивать на относительно простом корме.</p> <p>Микроорганизмы оказались еще более удобным объектом. Во-первых, скорость их размножения в 500–600 раз выше, чем у мушки-дрозофилы, т. е. для получения нового поколения микробов достаточно всего нескольких десятков минут. Во-вторых, проблема питания и содержания после приготовления пробирки с питательной средой полностью отпадает. Использование микроорганизмов в качестве модельного объекта существенно продвинуло генетические исследования. Удалось установить природу наследственных факторов и выделить носитель наследственной информации — дезоксирибонуклеиновую кислоту — ДНК. В дальнейшем выяснилось, как она работает, передавая наследственную информацию, а бактерия <em>Escherichia coli</em> стала моделью для разработки различных генетических методик и приемов.</p><p>А для чего, собственно, человеку знание законов передачи наследственной информации? Понимание механизма ее передачи от поколения к поколению дает возможность создавать организмы с заранее известными свойствами.</p><p>Задача создания новых сортов растений и пород животных, по сути, стояла перед человечеством всегда. До недавнего времени люди изменяли наследственные признаки путем скрещивания сортов или пород с различными свойствами, фактически отдавая на откуп генетическому аппарату клетки возможность создавать новые структуры.</p><p>С развитием генетики в нашем веке появился другой метод влияния на наследственность, а именно — воздействие непосредственно на ДНК различными мутагенными факторами, например излучением, вызывающим в ней случайные изменения. Эти изменения приводили к образованию мутантов, которые по своим свойствам не всегда отвечали поставленной задаче и довольно часто оказывались нежизнеспособными. Очевидно, что в обоих случаях мы действовали вслепую.</p><p>Дальнейшее изучение тонких механизмов процесса передачи наследственной информации привело к более глубокому его пониманию и вооружило генетиков и микробиологов настолько эффективными приемами принудительной передачи этой информации, что получение принципиально новых, ранее не существовавших в природе микроорганизмов с заданными свойствами стало реальностью. Познав механизм, с помощью которого они обмениваются наследственной информацией, генетики и микробиологи разработали не только приемы, идентичные используемым в живой клетке, но и принципиально новые методы получения искусственных генетических структур в лабораторных условиях. Возникла новая область науки — генетическая инженерия. В чем же заключаются ее методы?</p><p>Вспомним известный пример, когда вирус, внедряясь в бактериальную клетку, «завоевывает» ее и, захватив власть над внутриклеточными системами, заставляет их синтезировать только те белки, которые необходимы для построения множества ему подобных вирусов.</p><p>Генный инженер в известной степени производит аналогичные действия: вводит в бактериальную клетку молекулу ДНК, полученную не в результате многовековой эволюции, а с помощью химического синтеза или путем соединения природных генов различного происхождения. Не правда ли, удивительно простое решение? Но насколько легко осуществить его в реальных условиях, вот в чем вопрос. Ведь несмотря на то что молекулы ДНК являются гигантами в мире молекул, размеры их по сравнению с инструментальными возможностями человека остаются несоизмеримо малыми. А задача состоит в том, чтобы перенести в клетку небольшой фрагмент молекулы ДНК, для чего необходимо «взять его в руки», отрезать и прикрепить к другой молекуле. Такая работа была бы не по силам даже знаменитому Левше, который подковал английскую блоху. Кстати, подковать-то он ее подковал, но прыгать она перестала: подковки оказались тяжеловаты. И не надо забывать, что английская блоха представляла собой всего лишь механическое устройство, а не живой организм, который повредить гораздо проще. Таким образом, операция по перенесению чужеродного фрагмента сложна не только из-за чрезвычайно малых размеров объекта, но и потому, что крайне важно провести эту операцию, не нарушив тонкой структуры ДНК, обеспечивающей жизненный цикл организма, чтобы он мог продолжать «прыгать».</p><p>Таким тончайшим инструментом, с помощью которого можно «взять в руки» фрагменты ДНК и накрепко присоединить их к основной конструкции, да так, чтобы вся система продолжала работать, оказались ферменты. Нужно выделить их в достаточно чистом виде и использовать в роли, аналогичной той, которую они выполняют в клетке. Естественно, что необходимо иметь на вооружении комплекс ферментов, осуществляющих подобные реакции. К ним относятся рестриктазы, разделяющие ДНК на фрагменты, и лигазы, соединяющие эти фрагменты в длинные цепи. По образному выражению академика А. А. Баева, рестриктазы — скальпель генетической инженерии, а лигазы — ее игла и нити.</p><p>Методы генетической инженерии произвели настоящую революцию в прикладной микробиологии. Сейчас стало возможным внедрить в клетку одного микроорганизма, обладающего рядом преимуществ (скажем, растущего на более дешевом субстрате), фрагмент (фрагменты) молекулы ДНК из другого микроорганизма, способного осуществлять синтез или сверхсинтез важного целевого продукта. От скольких сложностей избавляют технологов методы генетической инженерии, видно из шуточного описания трудностей, связанных с получением гормонов с использованием обычных методов выделения, взятого нами из книги «Физики продолжают шутить»<sup class="sup">[4]</sup>. «Переработав тонну свежих бычьих желез, он (физиолог) выделяет 10 граммов чистого гормона и отправляет их к специалисту по физхимии на анализ. Физхимик обнаруживает, что 95 % очищенного физиологом гормона составляют разного рода примеси, а остальные 5 % содержат по крайней мере три разных вещества. Из одного такого вещества он успешно выделяет 10 миллиграммов чистого кристаллического гормона…»</p><p>Можно себе представить, сколько хлопот доставляет получение большого количества физиологически активных соединений, если обычно вес таких веществ, вырабатываемых в организме незначительным числом специализированных клеток, измеряется в микрограммах<sup class="sup">[5]</sup>.</p><p>Получить эти вещества с помощью культуры животных клеток высших организмов затруднительно, так как они требуют строгого соблюдения стандартных условий и относительно дорогих сред. Кроме того, животные клетки размножаются значительно медленнее микробных. Возникла мысль: а нельзя ли, введя в них соответствующую программу и опираясь на относительно простую технологию выращивания, заставить микробные клетки синтезировать эти вещества? Оказалось, можно. Таким путем удалось заставить бактериальную клетку вырабатывать гормон роста — соматотропин, который обычно образуется только клетками высших организмов.</p><p>Эта работа имеет принципиальное значение, поскольку впервые удалось заставить бактериальную клетку вырабатывать животный белок, что открывает блестящие перспективы получения методами промышленной микробиологии продуктов, получаемых только из клеток животных. Таким образом, удается синтезировать такие важнейшие физиологически активные вещества, как инсулин, интерферон, гормон роста и т. п.</p><p>Список новых веществ, получаемых методами генетической инженерии, растет с каждым днем. Дрожжевые клетки, модифицированные 12 генами, производят артемизинин — самое эффективное средство для лечения малярии. Продукции одного 50-тонного ферментера хватит для лечения всех 500 млн людей, ежегодно заболевающих малярией. При этом стоимость препарата снизится в 10 раз! Ресверотрол — вещество, только недавно обнаруженное в микроколичествах в красном вине и снижающее риск сердечно-сосудистых заболеваний, уже получают в промышленных масштабах методами генетической инженерии.</p> <p>Именно ей мы отводим ведущую роль, когда говорим о биотехнологии. При этом все выглядит довольно просто: выделяется ген, ответственный за биосинтез целевого, довольно дорогостоящего, продукта, после некоторых манипуляций этот ген вводят в ДНК микроорганизма-хозяина, и клетки последнего становятся продуцентом целевого продукта.</p><p>Однако нам бы не хотелось, чтобы у читателя сложилось мнение, что после введения соответствующего гена все проблемы решаются сами собой. Отнюдь. Между введением гена в ДНК микроорганизма и реальным получением ценного целевого продукта, который этот ген кодирует, лежит трудный путь, связанный с необходимостью проведения большого объема работ. Во-первых, нужно заставить организм-хозяин, в который введен новый ген, принять его. И тут возникают проблемы отторжения, аналогичные тем, которые появляются при пересадке органов. Этот ген должен в процессе размножения оставаться в клетке и не элиминироваться, т. е. не отторгаться и не выбрасываться из ДНК. Во-вторых, нужно, чтобы культура (микроорганизм-хозяин) была достаточно неприхотлива к питательным средам и при этом обладала большой скоростью роста. В-третьих, необходимо создать экономически выгодные условия культивирования. Это означает, что культура должна расти при невысоких температурах, чтобы не потребовались дополнительные энергетические затраты на поддержание постоянной повышенной температуры в ферментере; потребности в аэрации растущей культуры тоже должны быть не очень большими.</p><p>Перечень требований можно было бы продолжить, но тогда наша книга превратится в пособие по биотехнологии. Добавим только, что желательно, чтобы целевой продукт был не очень сильно связан со структурными компонентами клетки и мог бы легко отделяться от них, например за счет секреции в культуральную жидкость.</p><p>Требования, которые предъявляются технологией к культурам-продуцентам, напоминают претензии разборчивой невесты из «Женитьбы» Н. В. Гоголя. «Если бы губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича, да взять сколько-нибудь развязности, какая у Балтазара Балтазарыча, да, пожалуй, прибавить к этому еще дородности Ивана Павловича…»</p><p>Именно эту задачу придания различных полезных свойств микроорганизмам и призвана решать генетическая инженерия. Она находится в начале своего развития, ей всего лишь чуть больше 35 лет. Наиболее впечатляющие ее успехи послужили основой создания новых видов не только микроорганизмов, но и растений и животных. Более того, можно не без основания предполагать, что генетическая инженерия сможет помочь (и уже помогает!) в том числе в борьбе с наследственными болезнями человека.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 20 Микробиология и генетика Глава 20 Микробиология и генетика Именно в биологии суждено состояться самым крупным открытиям ближайших десятилетий. Этот путь, как правило, мыслится через внедрение физики и химии, через дальнейшее развитие блестящих достижений современной генетики. А. Любищев Передача наследственных свойств — одно из удивительных таинств живой материи. В последние десятилетия благодаря успехам различных наук, причем не только биологических, удалось вплотную подойти к раскрытию этой тайны. Для изучения генетических законов важно было найти такой организм, который легко поддавался бы изучению, достаточно быстро размножался, а его содержание в процессе эксперимента было бы недорогим и нетрудоемким. Первые работы, заложившие основы современной генетики, принадлежат монаху Г. Менделю, экспериментально доказавшему существование вещества наследственности. Мендель работал с семенами гороха, и ему для проведения каждого опыта требовался целый год или, точнее говоря, вегетационный период. Впоследствии генетики обычно использовали в качестве объекта мушку дрозофилу. Она длиной всего 3 мм, быстро, в течение 10–12 дней, дает потомство, и ее можно выращивать на относительно простом корме. Микроорганизмы оказались еще более удобным объектом. Во-первых, скорость их размножения в 500–600 раз выше, чем у мушки-дрозофилы, т. е. для получения нового поколения микробов достаточно всего нескольких десятков минут. Во-вторых, проблема питания и содержания после приготовления пробирки с питательной средой полностью отпадает. Использование микроорганизмов в качестве модельного объекта существенно продвинуло генетические исследования. Удалось установить природу наследственных факторов и выделить носитель наследственной информации — дезоксирибонуклеиновую кислоту — ДНК. В дальнейшем выяснилось, как она работает, передавая наследственную информацию, а бактерия Escherichia coli стала моделью для разработки различных генетических методик и приемов. А для чего, собственно, человеку знание законов передачи наследственной информации? Понимание механизма ее передачи от поколения к поколению дает возможность создавать организмы с заранее известными свойствами. Задача создания новых сортов растений и пород животных, по сути, стояла перед человечеством всегда. До недавнего времени люди изменяли наследственные признаки путем скрещивания сортов или пород с различными свойствами, фактически отдавая на откуп генетическому аппарату клетки возможность создавать новые структуры. С развитием генетики в нашем веке появился другой метод влияния на наследственность, а именно — воздействие непосредственно на ДНК различными мутагенными факторами, например излучением, вызывающим в ней случайные изменения. Эти изменения приводили к образованию мутантов, которые по своим свойствам не всегда отвечали поставленной задаче и довольно часто оказывались нежизнеспособными. Очевидно, что в обоих случаях мы действовали вслепую. Дальнейшее изучение тонких механизмов процесса передачи наследственной информации привело к более глубокому его пониманию и вооружило генетиков и микробиологов настолько эффективными приемами принудительной передачи этой информации, что получение принципиально новых, ранее не существовавших в природе микроорганизмов с заданными свойствами стало реальностью. Познав механизм, с помощью которого они обмениваются наследственной информацией, генетики и микробиологи разработали не только приемы, идентичные используемым в живой клетке, но и принципиально новые методы получения искусственных генетических структур в лабораторных условиях. Возникла новая область науки — генетическая инженерия. В чем же заключаются ее методы? Вспомним известный пример, когда вирус, внедряясь в бактериальную клетку, «завоевывает» ее и, захватив власть над внутриклеточными системами, заставляет их синтезировать только те белки, которые необходимы для построения множества ему подобных вирусов. Генный инженер в известной степени производит аналогичные действия: вводит в бактериальную клетку молекулу ДНК, полученную не в результате многовековой эволюции, а с помощью химического синтеза или путем соединения природных генов различного происхождения. Не правда ли, удивительно простое решение? Но насколько легко осуществить его в реальных условиях, вот в чем вопрос. Ведь несмотря на то что молекулы ДНК являются гигантами в мире молекул, размеры их по сравнению с инструментальными возможностями человека остаются несоизмеримо малыми. А задача состоит в том, чтобы перенести в клетку небольшой фрагмент молекулы ДНК, для чего необходимо «взять его в руки», отрезать и прикрепить к другой молекуле. Такая работа была бы не по силам даже знаменитому Левше, который подковал английскую блоху. Кстати, подковать-то он ее подковал, но прыгать она перестала: подковки оказались тяжеловаты. И не надо забывать, что английская блоха представляла собой всего лишь механическое устройство, а не живой организм, который повредить гораздо проще. Таким образом, операция по перенесению чужеродного фрагмента сложна не только из-за чрезвычайно малых размеров объекта, но и потому, что крайне важно провести эту операцию, не нарушив тонкой структуры ДНК, обеспечивающей жизненный цикл организма, чтобы он мог продолжать «прыгать». Таким тончайшим инструментом, с помощью которого можно «взять в руки» фрагменты ДНК и накрепко присоединить их к основной конструкции, да так, чтобы вся система продолжала работать, оказались ферменты. Нужно выделить их в достаточно чистом виде и использовать в роли, аналогичной той, которую они выполняют в клетке. Естественно, что необходимо иметь на вооружении комплекс ферментов, осуществляющих подобные реакции. К ним относятся рестриктазы, разделяющие ДНК на фрагменты, и лигазы, соединяющие эти фрагменты в длинные цепи. По образному выражению академика А. А. Баева, рестриктазы — скальпель генетической инженерии, а лигазы — ее игла и нити. Методы генетической инженерии произвели настоящую революцию в прикладной микробиологии. Сейчас стало возможным внедрить в клетку одного микроорганизма, обладающего рядом преимуществ (скажем, растущего на более дешевом субстрате), фрагмент (фрагменты) молекулы ДНК из другого микроорганизма, способного осуществлять синтез или сверхсинтез важного целевого продукта. От скольких сложностей избавляют технологов методы генетической инженерии, видно из шуточного описания трудностей, связанных с получением гормонов с использованием обычных методов выделения, взятого нами из книги «Физики продолжают шутить»[4]. «Переработав тонну свежих бычьих желез, он (физиолог) выделяет 10 граммов чистого гормона и отправляет их к специалисту по физхимии на анализ. Физхимик обнаруживает, что 95 % очищенного физиологом гормона составляют разного рода примеси, а остальные 5 % содержат по крайней мере три разных вещества. Из одного такого вещества он успешно выделяет 10 миллиграммов чистого кристаллического гормона…» Можно себе представить, сколько хлопот доставляет получение большого количества физиологически активных соединений, если обычно вес таких веществ, вырабатываемых в организме незначительным числом специализированных клеток, измеряется в микрограммах[5]. Получить эти вещества с помощью культуры животных клеток высших организмов затруднительно, так как они требуют строгого соблюдения стандартных условий и относительно дорогих сред. Кроме того, животные клетки размножаются значительно медленнее микробных. Возникла мысль: а нельзя ли, введя в них соответствующую программу и опираясь на относительно простую технологию выращивания, заставить микробные клетки синтезировать эти вещества? Оказалось, можно. Таким путем удалось заставить бактериальную клетку вырабатывать гормон роста — соматотропин, который обычно образуется только клетками высших организмов. Эта работа имеет принципиальное значение, поскольку впервые удалось заставить бактериальную клетку вырабатывать животный белок, что открывает блестящие перспективы получения методами промышленной микробиологии продуктов, получаемых только из клеток животных. Таким образом, удается синтезировать такие важнейшие физиологически активные вещества, как инсулин, интерферон, гормон роста и т. п. Список новых веществ, получаемых методами генетической инженерии, растет с каждым днем. Дрожжевые клетки, модифицированные 12 генами, производят артемизинин — самое эффективное средство для лечения малярии. Продукции одного 50-тонного ферментера хватит для лечения всех 500 млн людей, ежегодно заболевающих малярией. При этом стоимость препарата снизится в 10 раз! Ресверотрол — вещество, только недавно обнаруженное в микроколичествах в красном вине и снижающее риск сердечно-сосудистых заболеваний, уже получают в промышленных масштабах методами генетической инженерии. Именно ей мы отводим ведущую роль, когда говорим о биотехнологии. При этом все выглядит довольно просто: выделяется ген, ответственный за биосинтез целевого, довольно дорогостоящего, продукта, после некоторых манипуляций этот ген вводят в ДНК микроорганизма-хозяина, и клетки последнего становятся продуцентом целевого продукта. Однако нам бы не хотелось, чтобы у читателя сложилось мнение, что после введения соответствующего гена все проблемы решаются сами собой. Отнюдь. Между введением гена в ДНК микроорганизма и реальным получением ценного целевого продукта, который этот ген кодирует, лежит трудный путь, связанный с необходимостью проведения большого объема работ. Во-первых, нужно заставить организм-хозяин, в который введен новый ген, принять его. И тут возникают проблемы отторжения, аналогичные тем, которые появляются при пересадке органов. Этот ген должен в процессе размножения оставаться в клетке и не элиминироваться, т. е. не отторгаться и не выбрасываться из ДНК. Во-вторых, нужно, чтобы культура (микроорганизм-хозяин) была достаточно неприхотлива к питательным средам и при этом обладала большой скоростью роста. В-третьих, необходимо создать экономически выгодные условия культивирования. Это означает, что культура должна расти при невысоких температурах, чтобы не потребовались дополнительные энергетические затраты на поддержание постоянной повышенной температуры в ферментере; потребности в аэрации растущей культуры тоже должны быть не очень большими. Перечень требований можно было бы продолжить, но тогда наша книга превратится в пособие по биотехнологии. Добавим только, что желательно, чтобы целевой продукт был не очень сильно связан со структурными компонентами клетки и мог бы легко отделяться от них, например за счет секреции в культуральную жидкость. Требования, которые предъявляются технологией к культурам-продуцентам, напоминают претензии разборчивой невесты из «Женитьбы» Н. В. Гоголя. «Если бы губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича, да взять сколько-нибудь развязности, какая у Балтазара Балтазарыча, да, пожалуй, прибавить к этому еще дородности Ивана Павловича…» Именно эту задачу придания различных полезных свойств микроорганизмам и призвана решать генетическая инженерия. Она находится в начале своего развития, ей всего лишь чуть больше 35 лет. Наиболее впечатляющие ее успехи послужили основой создания новых видов не только микроорганизмов, но и растений и животных. Более того, можно не без основания предполагать, что генетическая инженерия сможет помочь (и уже помогает!) в том числе в борьбе с наследственными болезнями человека.
true
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ПАМЯТЬ ЖИЗНИ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>В чем сходство и в чем различие между живой и неживой природой? Сходство очевидно: кристалл кварца, лист березы, инфузория и обезьяна — все они имеют определенную видимую форму. Различие же между ними заключено в том, что в неживой природе форма эта мало зависит от происходящих в ней процессов. Тогда как в живой природе форма без них немыслима. Значит, живой организм — есть, прежде всего, движение. Движение осмысленное и великолепное, как симфонии Бетховена. Последовательно строгое, как теоремы Лобачевского. Тысячи и тысячи сложных реакций осмысленно разгораются каждая в свое время и в своем месте, обеспечивая в ряду поколений постоянство форм и устройств живой клетки.</p><p>Попробуем понять это.</p><p> </p><p>Я помню чудное мгновенье:</p> <p>Передо мной явилась ты,</p> <p>Как мимолетное виденье,</p> <p>Как гений чистой красоты.</p> <p></p><p>— Помилуйте, — удивитесь вы. — Это — пушкинские строки! И непонятно, причем здесь они.</p><p>— А почему вы думаете, что это написал Пушкин? — в свою очередь спросим мы. — Чем докажете?</p><p>— Да тут и доказывать нечего! — возмутитесь вы, — Это есть в школьной программе. Мы учили и так хорошо помним!</p> <p>Вот это нам и хотелось услышать! «Учили, помним» — и потому не переставим слов в этом прекрасном четверостишье, не нарушим его ритма.</p><p>То же происходит и с клеткой. Тончайшие ее устройства «научились запоминать» и поэтому точно помнят все слова, фразы и знаки препинания в сценарии своей жизни и могут точно перепечатать этот сценарий для своих потомков.</p><p>Память жизни хранят нуклеиновые кислоты. Сценарий, по которому разворачивается великое действо клетки, записан четырехбуквенным кодом нуклеотидов на бесконечной спиральной ленте ДНК.</p><p>Если вы захотите узнать об этом подробнее, прочтите великолепную книгу Уотсона и Крика «Двойная спираль». Наверное, никто не может рассказать об открытии лучше, чем сами открыватели, если они, конечно, захотят и сумеют говорить просто и понятно. А для нас пока самое важное вот что: жизнь, какой мы ее знаем сейчас, начинается с памяти, со взаимодействия трех блоков. ДНК хранит память, РНК «читает программу» и ведет сборку белков. Белок взаимодействует со средой и, в свою очередь, участвует в сборке ДНК и РНК. Именно это единство и есть тот самый крепкий орешек, который еще не разгрызла современная наука, чтобы окончательно решить проблему биогенеза. Понятно, как собирались детали блоков. Почти понятно, как складывались сами блоки. Но все еще не очень понятно, как они сложились в существо.</p><p>Взгляды многих современных ученых удивительно напоминают теорию древнего философа Эмпедокла. Он рассказал, как в первобытном хаосе блуждали, дико сплетаясь, части людей и животных. Красными лягушками прыгали сердца, фиолетовыми змеями извивались кишки, перебирая пальцами, ползли руки, и одинокая лошадиная нога вдруг ступала копытом на трепещущий мрамор безрукого бюста. Дико взирали на этот кошмар, достойный кисти средневекового художника-фантаста Иеронима Босха, головы будущих Венер и Горгон, которые катились со стуком сквозь чащу грив и хвостов.</p><p>Части соединялись. Вступали в союзы. Затем все противоестественные сочетания вымерли. Остались целесообразные — люди, звери, чудовища.</p><p>Вот так и в первичном океане встретились, по мнению некоторых ученых, активные комочки белка с мертвой памятью цепей ДНК. До этого была сплошная химия, преджизнь. Теперь началась жизнь, эволюция.</p><p>Но счастливые встречи на этом не кончились. Современная клетка очень сложна. В ее состав входит много сложных устройств — органелл. Возможно, и они были когда-то самостоятельными существами, которые вступили в союз ради общей пользы.</p><p>Так появилась клетка.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
ПАМЯТЬ ЖИЗНИ В чем сходство и в чем различие между живой и неживой природой? Сходство очевидно: кристалл кварца, лист березы, инфузория и обезьяна — все они имеют определенную видимую форму. Различие же между ними заключено в том, что в неживой природе форма эта мало зависит от происходящих в ней процессов. Тогда как в живой природе форма без них немыслима. Значит, живой организм — есть, прежде всего, движение. Движение осмысленное и великолепное, как симфонии Бетховена. Последовательно строгое, как теоремы Лобачевского. Тысячи и тысячи сложных реакций осмысленно разгораются каждая в свое время и в своем месте, обеспечивая в ряду поколений постоянство форм и устройств живой клетки. Попробуем понять это. Я помню чудное мгновенье: Передо мной явилась ты, Как мимолетное виденье, Как гений чистой красоты. — Помилуйте, — удивитесь вы. — Это — пушкинские строки! И непонятно, причем здесь они. — А почему вы думаете, что это написал Пушкин? — в свою очередь спросим мы. — Чем докажете? — Да тут и доказывать нечего! — возмутитесь вы, — Это есть в школьной программе. Мы учили и так хорошо помним! Вот это нам и хотелось услышать! «Учили, помним» — и потому не переставим слов в этом прекрасном четверостишье, не нарушим его ритма. То же происходит и с клеткой. Тончайшие ее устройства «научились запоминать» и поэтому точно помнят все слова, фразы и знаки препинания в сценарии своей жизни и могут точно перепечатать этот сценарий для своих потомков. Память жизни хранят нуклеиновые кислоты. Сценарий, по которому разворачивается великое действо клетки, записан четырехбуквенным кодом нуклеотидов на бесконечной спиральной ленте ДНК. Если вы захотите узнать об этом подробнее, прочтите великолепную книгу Уотсона и Крика «Двойная спираль». Наверное, никто не может рассказать об открытии лучше, чем сами открыватели, если они, конечно, захотят и сумеют говорить просто и понятно. А для нас пока самое важное вот что: жизнь, какой мы ее знаем сейчас, начинается с памяти, со взаимодействия трех блоков. ДНК хранит память, РНК «читает программу» и ведет сборку белков. Белок взаимодействует со средой и, в свою очередь, участвует в сборке ДНК и РНК. Именно это единство и есть тот самый крепкий орешек, который еще не разгрызла современная наука, чтобы окончательно решить проблему биогенеза. Понятно, как собирались детали блоков. Почти понятно, как складывались сами блоки. Но все еще не очень понятно, как они сложились в существо. Взгляды многих современных ученых удивительно напоминают теорию древнего философа Эмпедокла. Он рассказал, как в первобытном хаосе блуждали, дико сплетаясь, части людей и животных. Красными лягушками прыгали сердца, фиолетовыми змеями извивались кишки, перебирая пальцами, ползли руки, и одинокая лошадиная нога вдруг ступала копытом на трепещущий мрамор безрукого бюста. Дико взирали на этот кошмар, достойный кисти средневекового художника-фантаста Иеронима Босха, головы будущих Венер и Горгон, которые катились со стуком сквозь чащу грив и хвостов. Части соединялись. Вступали в союзы. Затем все противоестественные сочетания вымерли. Остались целесообразные — люди, звери, чудовища. Вот так и в первичном океане встретились, по мнению некоторых ученых, активные комочки белка с мертвой памятью цепей ДНК. До этого была сплошная химия, преджизнь. Теперь началась жизнь, эволюция. Но счастливые встречи на этом не кончились. Современная клетка очень сложна. В ее состав входит много сложных устройств — органелл. Возможно, и они были когда-то самостоятельными существами, которые вступили в союз ради общей пользы. Так появилась клетка.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 24 Malleus et Scientia[7]</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 24</p> <p>Malleus et Scientia<sup class="sup">[7]</sup></p> <p>Соизволяется всем и каждому, каждому достается воля… во всех местах… искать, копать, плавить, варить всякие металлы.</p> <p><em>Петр I</em></p> <p>Геологи… Мужественные, отважные люди. Они пробираются сквозь непроходимую тайгу и знойную пустыню, чтобы найти новое месторождение и отметить его на карте.</p><p>«Пришел, увидел…» и открыл. Так неискушенному читателю представляется работа геологов, сложность которой сосредоточена в основном на трудностях пути к месторождению. Однако отколоть кусочек породы и отметить ее выход на поверхность — только часть большой и сложной работы геологов, девизом которых всегда было «Молотком и знанием». Но если первая часть девиза понятна людям, далеким от геологии, то о второй мало что известно. Между тем в наше время геологоразведка пользуется помимо традиционного геологического молотка множеством новых методов, основанных на успехах других наук.</p><p>Не отказывается геология и от помощи микробиологии. Оказывается, микроорганизмы можно использовать как тесты на наличие тех или иных полезных ископаемых. Если известный микроб, способный расти только в присутствии вещества «x», растет в неизвестной исследуемой среде, значит, в ней есть это вещество. Из этого вытекают два микробиологических подхода, используемых в процессе геологоразведки. Первый — изучение качественного состава новых образцов микрофлоры уже известных месторождений. Так, по присутствию бактерий <em>Bacillus cereus</em> можно обнаруживать месторождения золота, меди и некоторых других металлов. Второй подход — рост на исследуемых образцах породы «тестовых» микроорганизмов служит еще одним подтверждением присутствия вещества, ради которого проводится поиск.</p> <p>Объединение этих двух подходов в значительной степени увеличивает вероятность обнаружения полезных ископаемых, если к этому, разумеется, есть и геологические предпосылки. Конечно, кроме микробиологических методов существуют и другие, но микробиологические иногда более чувствительны и специфичны.</p><p>Микробиологические методы, разумеется, не дают абсолютной гарантии. Нельзя забывать, что ее может дать только пробуренная скважина или шахта. А бурить скважину, даже пробную, и долго, и дорого. Один день бурения стоит около $1 млн. Поэтому любой дополнительный метод исследования, позволяющий получить информацию о возможном наличии или отсутствии полезных ископаемых, помогает вести геологоразведку более эффективно и экономно.</p><p>Предположим, что месторождение нефти найдено, и на географической карте появился знак буровой вышки или нефтяного фонтана. Но месторождений, где нефть действительно фонтанирует, т. е. идет под давлением, остается все меньше и меньше. Нефть приходится качать из глубинных слоев с помощью целой системы мощных насосов.</p><p>В последнее время в связи с нехваткой нефти геологи все чаще вынуждены обращаться к разработке даже тех месторождений, в которых она находится в так называемом нефтеносном пласте, состоящем из различных пористых пород, и располагается в микрокапиллярах. В этих случаях решающее значение для ее извлечения имеют сила связи нефти с частицами породы пласта и поверхностное натяжение на границе раздела нефть — вода, в свою очередь зависящее от вязкости нефти. Если бы удалось ее снизить, то добывать нефть из пластов было бы значительно легче. Уменьшение толщины нефтяной пленки на стенках пор песчаника лишь на 0,000002 мм привело бы к увеличению добычи нефти на 10 %. Однако даже введение в пласт поверхностно-активных веществ, снижающих поверхностное натяжение, отнюдь не решает задачу извлечения нефти из пористых пород.</p><p>Так что же делать? Выкапывать весь слой и промывать его на поверхности? Трудоемко, технически трудноосуществимо и экономически невыгодно. Нефть будет стоить дороже золота! С помощью микробиологов геологи нашли выход из этого затруднительного положения. В нефтеносный пласт вводят микроорганизмы, которые благодаря своим микроскопическим размерам проникают в мельчайшие поры породы и, интенсивно размножаясь и выделяя углекислый газ или метан, создают в каждой поре и в пласте в целом условия, которые способствуют вытеснению нефти на поверхность. Одновременно бактерии, окисляя углеводороды, вызывают изменения их физико-химических свойств, в частности, необходимое снижение вязкости.</p><p>Аналогичный эффект увеличения дебита нефтяных скважин можно получить, закачивая культуру микроорганизмов с питательной средой в те из них, в которых резко снизилось избыточное давление. После введения культуры микроорганизмов скважину консервируют и через некоторое время снова открывают. Интенсивно размножаясь в созданных для них благоприятных условиях, микроорганизмы образуют большое количество углекислого газа, который и создает в скважине избыточное давление, необходимое нефтяникам. После такой обработки прирост добычи нефти колеблется в среднем от 20 до 200 %, и это увеличение может сохраняться от двух до восьми лет. Такие разработки уже осуществлены в промышленном масштабе!</p><p>Однако роль микроорганизмов в геологии не ограничивается увеличением отдачи нефтяных месторождений.</p><p>Еще В. Вернадский отмечал роль живых организмов в качестве аккумуляторов тех или иных элементов. Уровень наших знаний в этой области настолько возрос, что можно использовать такое их умение в технологических целях.</p><p>Нужно только выделить из бесконечного множества микроорганизмов те виды, у которых способность извлекать тот или иной элемент довольно велика. Естественно, что поиски геологов и микробиологов были направлены прежде всего на получение дорогостоящих металлов, таких как золото и серебро. Золото в силу многих причин давно служит для человечества мерилом богатства. Хотя надо заметить, что в целом его на Земле не так уж и мало. По расчетам ученых, в одном кубическом километре морской воды может содержаться золота на сумму от $5 до $25 млн. Лауреат Нобелевской премии Фриц Габер (он получил ее за синтез аммиака промышленным способом) тоже занимался извлечением золота из морской воды путем электролиза. Однако при использовании этой очень дорогостоящей технологии оно оказывается вдвое дороже обычного.</p><p>Способность же микроорганизмов извлекать золото, т. е. увеличивать его содержание внутри клеток по сравнению с содержанием во внешней среде не имеет себе равных ни в природе, ни в технике. Таким образом, выращивая микроорганизмы на средах, содержащих золото (на той же морской воде), можно буквально собирать урожай этого металла. Кроме золота, в морской воде есть немало растворимых элементов, пожалуй, не менее ценных, чем золото. Некоторые их них можно получать, используя микроорганизмы. Так, во Франции выдан патент на выделение с их помощью урана из морской воды. Японскими учеными разработана технологическая схема извлечения из нее другого металла — ванадия. Это позволило Японии получать этот металл в промышленных масштабах и отказаться от его импорта.</p><p>И все же, несмотря на огромное количество металлов, растворенных в воде морей и океанов, в ней их концентрация значительно меньше, чем в самых бедных рудах. Экономически более оправданно было бы использовать именно их, но как перевести металлы в растворимое состояние? И здесь на помощь приходят микроорганизмы.</p><p>Среди них есть группа литотрофных бактерий, которые получают энергию для своей жизнедеятельности, окисляя различные неорганические соединения. Они в буквальном смысле «питаются камнем» (литос — камень, трофос — питание); точнее говоря, литотрофные бактерии способны использовать самые разнообразные минералы для своей жизнедеятельности. Именно на использовании этих микроорганизмов основан биотехнологический метод получения металлов из руд.</p><p>Он основан на том, что бактерии окисляют сульфидные минералы и переводят содержащиеся в них металлы в растворимую форму. (Мы уже описывали в главе 1 «Как украли железную дорогу» участие микроорганизмов в окислительно-восстановительных превращениях железа.)</p><p>При окислении сульфидных минералов большинство элементов из нерастворимой сульфидной формы переходят в растворимую сульфатную. В этом, собственно говоря, и состоит выщелачивание металлов из руд. Его скорость зависит от многих факторов, но именно бактерии, адсорбируясь на поверхности окисляемого субстрата, ускоряют этот процесс в сотни и тысячи раз. Дальнейшее извлечение металлов из растворов также может быть проведено, как уже указывалось выше, с помощью адсорбции микроорганизмами.</p> <p>Перспективность биотехнологических методов получения металлов очевидна. Полупромышленные и промышленные способы уже внедрены во многих странах. В США в настоящее время примерно 10–15 % меди получают биотехнологическими методами; важное место они занимают и при добыче урана. Бактериально-химическое выщелачивание золота и серебра из кристаллов пирита и арсенопирита позволяет получать на 45 % больше золота и на 128 % — серебра по сравнению с обычными методами извлечения.</p><p>К сожалению, в состав некоторых минералов входят элементы, даже незначительные количества которых обладают бактерицидным действием. Это сужает возможность использования микроорганизмов.</p><p>Но микробиологи в содружестве с генными инженерами нашли пути решения этой проблемы. Можно выделить и ввести в нужные нам хемолитотрофные микроорганизмы ген, ответственный за биосинтез факторов устойчивости, скажем, к мышьяку. Это позволяет создавать микроорганизмы, невосприимчивые к высоким концентрациям ядовитых веществ или элементов, присутствующих в минералах, и дает возможность использовать полиметаллические руды, содержащие в том числе и биоцидные компоненты.</p><p>Поиски новых технологических подходов в геологии вызваны истощением богатых месторождений и необходимостью разработки более бедных залежей полезных ископаемых, которые еще недавно считались неперспективными.</p><p>Существенными преимуществами использования микробиологических методов в геологии являются комплексность извлечения металлов, низкая энергоемкость описанных процессов и их экологическая чистота.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 24 Malleus et Scientia[7] Глава 24 Malleus et Scientia[7] Соизволяется всем и каждому, каждому достается воля… во всех местах… искать, копать, плавить, варить всякие металлы. Петр I Геологи… Мужественные, отважные люди. Они пробираются сквозь непроходимую тайгу и знойную пустыню, чтобы найти новое месторождение и отметить его на карте. «Пришел, увидел…» и открыл. Так неискушенному читателю представляется работа геологов, сложность которой сосредоточена в основном на трудностях пути к месторождению. Однако отколоть кусочек породы и отметить ее выход на поверхность — только часть большой и сложной работы геологов, девизом которых всегда было «Молотком и знанием». Но если первая часть девиза понятна людям, далеким от геологии, то о второй мало что известно. Между тем в наше время геологоразведка пользуется помимо традиционного геологического молотка множеством новых методов, основанных на успехах других наук. Не отказывается геология и от помощи микробиологии. Оказывается, микроорганизмы можно использовать как тесты на наличие тех или иных полезных ископаемых. Если известный микроб, способный расти только в присутствии вещества «x», растет в неизвестной исследуемой среде, значит, в ней есть это вещество. Из этого вытекают два микробиологических подхода, используемых в процессе геологоразведки. Первый — изучение качественного состава новых образцов микрофлоры уже известных месторождений. Так, по присутствию бактерий Bacillus cereus можно обнаруживать месторождения золота, меди и некоторых других металлов. Второй подход — рост на исследуемых образцах породы «тестовых» микроорганизмов служит еще одним подтверждением присутствия вещества, ради которого проводится поиск. Объединение этих двух подходов в значительной степени увеличивает вероятность обнаружения полезных ископаемых, если к этому, разумеется, есть и геологические предпосылки. Конечно, кроме микробиологических методов существуют и другие, но микробиологические иногда более чувствительны и специфичны. Микробиологические методы, разумеется, не дают абсолютной гарантии. Нельзя забывать, что ее может дать только пробуренная скважина или шахта. А бурить скважину, даже пробную, и долго, и дорого. Один день бурения стоит около $1 млн. Поэтому любой дополнительный метод исследования, позволяющий получить информацию о возможном наличии или отсутствии полезных ископаемых, помогает вести геологоразведку более эффективно и экономно. Предположим, что месторождение нефти найдено, и на географической карте появился знак буровой вышки или нефтяного фонтана. Но месторождений, где нефть действительно фонтанирует, т. е. идет под давлением, остается все меньше и меньше. Нефть приходится качать из глубинных слоев с помощью целой системы мощных насосов. В последнее время в связи с нехваткой нефти геологи все чаще вынуждены обращаться к разработке даже тех месторождений, в которых она находится в так называемом нефтеносном пласте, состоящем из различных пористых пород, и располагается в микрокапиллярах. В этих случаях решающее значение для ее извлечения имеют сила связи нефти с частицами породы пласта и поверхностное натяжение на границе раздела нефть — вода, в свою очередь зависящее от вязкости нефти. Если бы удалось ее снизить, то добывать нефть из пластов было бы значительно легче. Уменьшение толщины нефтяной пленки на стенках пор песчаника лишь на 0,000002 мм привело бы к увеличению добычи нефти на 10 %. Однако даже введение в пласт поверхностно-активных веществ, снижающих поверхностное натяжение, отнюдь не решает задачу извлечения нефти из пористых пород. Так что же делать? Выкапывать весь слой и промывать его на поверхности? Трудоемко, технически трудноосуществимо и экономически невыгодно. Нефть будет стоить дороже золота! С помощью микробиологов геологи нашли выход из этого затруднительного положения. В нефтеносный пласт вводят микроорганизмы, которые благодаря своим микроскопическим размерам проникают в мельчайшие поры породы и, интенсивно размножаясь и выделяя углекислый газ или метан, создают в каждой поре и в пласте в целом условия, которые способствуют вытеснению нефти на поверхность. Одновременно бактерии, окисляя углеводороды, вызывают изменения их физико-химических свойств, в частности, необходимое снижение вязкости. Аналогичный эффект увеличения дебита нефтяных скважин можно получить, закачивая культуру микроорганизмов с питательной средой в те из них, в которых резко снизилось избыточное давление. После введения культуры микроорганизмов скважину консервируют и через некоторое время снова открывают. Интенсивно размножаясь в созданных для них благоприятных условиях, микроорганизмы образуют большое количество углекислого газа, который и создает в скважине избыточное давление, необходимое нефтяникам. После такой обработки прирост добычи нефти колеблется в среднем от 20 до 200 %, и это увеличение может сохраняться от двух до восьми лет. Такие разработки уже осуществлены в промышленном масштабе! Однако роль микроорганизмов в геологии не ограничивается увеличением отдачи нефтяных месторождений. Еще В. Вернадский отмечал роль живых организмов в качестве аккумуляторов тех или иных элементов. Уровень наших знаний в этой области настолько возрос, что можно использовать такое их умение в технологических целях. Нужно только выделить из бесконечного множества микроорганизмов те виды, у которых способность извлекать тот или иной элемент довольно велика. Естественно, что поиски геологов и микробиологов были направлены прежде всего на получение дорогостоящих металлов, таких как золото и серебро. Золото в силу многих причин давно служит для человечества мерилом богатства. Хотя надо заметить, что в целом его на Земле не так уж и мало. По расчетам ученых, в одном кубическом километре морской воды может содержаться золота на сумму от $5 до $25 млн. Лауреат Нобелевской премии Фриц Габер (он получил ее за синтез аммиака промышленным способом) тоже занимался извлечением золота из морской воды путем электролиза. Однако при использовании этой очень дорогостоящей технологии оно оказывается вдвое дороже обычного. Способность же микроорганизмов извлекать золото, т. е. увеличивать его содержание внутри клеток по сравнению с содержанием во внешней среде не имеет себе равных ни в природе, ни в технике. Таким образом, выращивая микроорганизмы на средах, содержащих золото (на той же морской воде), можно буквально собирать урожай этого металла. Кроме золота, в морской воде есть немало растворимых элементов, пожалуй, не менее ценных, чем золото. Некоторые их них можно получать, используя микроорганизмы. Так, во Франции выдан патент на выделение с их помощью урана из морской воды. Японскими учеными разработана технологическая схема извлечения из нее другого металла — ванадия. Это позволило Японии получать этот металл в промышленных масштабах и отказаться от его импорта. И все же, несмотря на огромное количество металлов, растворенных в воде морей и океанов, в ней их концентрация значительно меньше, чем в самых бедных рудах. Экономически более оправданно было бы использовать именно их, но как перевести металлы в растворимое состояние? И здесь на помощь приходят микроорганизмы. Среди них есть группа литотрофных бактерий, которые получают энергию для своей жизнедеятельности, окисляя различные неорганические соединения. Они в буквальном смысле «питаются камнем» (литос — камень, трофос — питание); точнее говоря, литотрофные бактерии способны использовать самые разнообразные минералы для своей жизнедеятельности. Именно на использовании этих микроорганизмов основан биотехнологический метод получения металлов из руд. Он основан на том, что бактерии окисляют сульфидные минералы и переводят содержащиеся в них металлы в растворимую форму. (Мы уже описывали в главе 1 «Как украли железную дорогу» участие микроорганизмов в окислительно-восстановительных превращениях железа.) При окислении сульфидных минералов большинство элементов из нерастворимой сульфидной формы переходят в растворимую сульфатную. В этом, собственно говоря, и состоит выщелачивание металлов из руд. Его скорость зависит от многих факторов, но именно бактерии, адсорбируясь на поверхности окисляемого субстрата, ускоряют этот процесс в сотни и тысячи раз. Дальнейшее извлечение металлов из растворов также может быть проведено, как уже указывалось выше, с помощью адсорбции микроорганизмами. Перспективность биотехнологических методов получения металлов очевидна. Полупромышленные и промышленные способы уже внедрены во многих странах. В США в настоящее время примерно 10–15 % меди получают биотехнологическими методами; важное место они занимают и при добыче урана. Бактериально-химическое выщелачивание золота и серебра из кристаллов пирита и арсенопирита позволяет получать на 45 % больше золота и на 128 % — серебра по сравнению с обычными методами извлечения. К сожалению, в состав некоторых минералов входят элементы, даже незначительные количества которых обладают бактерицидным действием. Это сужает возможность использования микроорганизмов. Но микробиологи в содружестве с генными инженерами нашли пути решения этой проблемы. Можно выделить и ввести в нужные нам хемолитотрофные микроорганизмы ген, ответственный за биосинтез факторов устойчивости, скажем, к мышьяку. Это позволяет создавать микроорганизмы, невосприимчивые к высоким концентрациям ядовитых веществ или элементов, присутствующих в минералах, и дает возможность использовать полиметаллические руды, содержащие в том числе и биоцидные компоненты. Поиски новых технологических подходов в геологии вызваны истощением богатых месторождений и необходимостью разработки более бедных залежей полезных ископаемых, которые еще недавно считались неперспективными. Существенными преимуществами использования микробиологических методов в геологии являются комплексность извлечения металлов, низкая энергоемкость описанных процессов и их экологическая чистота.
true
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Земля родилась 4 миллиарда 500 миллионов лет назад. Определить ее возраст помогли две великие победы нашего века: открытие атомной энергии и полеты в космос.</p><p>В прошлом веке английский физик Томсон попробовал решить простую задачу. Если масса Земли известна и если вначале она была раскалена до температуры поверхности Солнца (температура эта тоже известна), то сколько времени потребуется, чтобы наша планета остыла до современного состояния? В ответе получилось 100 миллионов лет. Томсон был великим физиком. За свои открытия он даже получил титул лорда Кельвина. Ведь это он открыл первую элементарную частицу — электрон, и он же предложил абсолютную шкалу температур, которую и сейчас называют «шкала Кельвина». И все-таки лорд Кельвин задачу о возрасте Земли решил на двойку. Он ошибся в сорок пять раз. О своей ошибке он узнал много лет спустя, когда майским утром 1904 года пришел послушать доклад своего любимого ученика Резерфорда.</p><p>— Пока в недрах Земли есть уран, торий, — говорил Резерфорд, — она не только не остывает, но и разогревается. И не остынет, пока хватит «дров» в атомной кочегарке.</p> <p>Расчеты Кельвина предсказывали скорое умирание жизни на Земле в объятиях вечного ледника. Теперь этого можно было не бояться. И один из сидящих в зале журналистов тут же записал в блокноте название будущей своей статьи: «Конец света откладывается».</p><p>Резерфорд говорил, что радиоактивные элементы помогли найти ошибку Кельвина. Они же помогут ее исправить. Скорость их превращений постоянна. Ни чудовищные давления, ни температура земных недр не в силах ее изменить. Ровно через 4,5 миллиарда лет половина всего количества первоначального урана превращается в свинец. Поэтому, определив соотношение свинца и урана в куске руды, мы точно определим ее возраст. «Вот этот кусочек урановой смолки, — Резерфорд поднял руку, — образовался 700 миллионов лет назад. Уран — не исключение. Периоды полураспада определены для всех радиоактивных элементов. Следовательно, в момент рождения Земли заработали десятки атомных часов, которые год за годом отсчитывают и сейчас ее время».</p><p>Лекция кончилась под гром аплодисментов. И пожалуй, горячее всех аплодировал Резерфорду его старый учитель.</p><p>Теперь дело было за геологами. Именно им предстояло найти свидетелей «начала начал» — горные породы и минералы, образовавшиеся при самом рождении Земли. Но отыскать этих свидетелей оказалось совсем не просто. Ведь Земля сплошь покрыта многокилометровой броней «молодых» осадков рек и морей, толщами лав, пластами гранитов, которые образовались много позже ее рождения.</p><p>Руда из Африки, которую показал на лекции Резерфорд, недолго оставалась самой древней. На Кольском полуострове, где на поверхность выходит древний кристаллический щит Земли, нашли породы полуторамиллиардной давности «рождения». Затем на первое место снова вышла Африка — три миллиарда лет. Совсем недавно, всего несколько лет назад, в Антарктиде нашли самый древний на Земле минерал — чарнокит. Его возраст — четыре миллиарда лет.</p><p>Значит, Земля никак не моложе четырех миллиардов лет. Но может быть, она гораздо старше? Что если завтра найдутся образцы пяти-, а послезавтра и десятимиллиарднолетней давности?</p><p>Геологи думали примерно так: наш космический дом — Земля — построен давно. Не раз и не два он был «облицован» и «оштукатурен» слоями молодых пород, и теперь трудно решить, берем ли мы пробу камня древнего фундамента или материалы последующих перестроек. Вот если бы удалось изучить строительный мусор, что остался от первых дней планетной новостройки, тогда ошибка была бы исключена. Ведь дом не может быть древнее камней, из которых он построен.</p><p>По единодушному мнению астрономов, таких отходов осталось много. Это те самые небесные камни, метеоры и метеориты, что чертят огненные линии в ночном небе. Они образовались вместе с другими телами Солнечной системы, но никогда не плавились в раскаленных недрах и не погребались под толщей осадков, как породы больших планет.</p><p>Возраст же всех метеоритов оказался одинаковым — 4,6 миллиарда лет. Получилась, как говорят артиллеристы, вилка: 4–4,6 миллиарда лет. Где-то между этими цифрами — точная дата рождения Земли.</p><p>Тем временем пришла весть, что на Алдане, в Сибири, нашлись породы древностью 4,5 миллиарда лет. Что это? Прямое попадание или случайная ошибка? На этот раз геологи, казалось, изменили своей сугубо земной профессии и, как древние жрецы, ждали ответа с неба. Американские «Аполлоны» и наши роботы-разведчики «Луна-16» и «Луна-20» наперебой задавали прекрасной богине ночи нескромный вопрос: «А сколько вам лет?»</p><p>От ответа зависело многое. Ученые были уверены, что Луна расскажет о тайнах рождения планет гораздо лучше, чем метеориты и Земля. Ровесница и родная сестра нашей планеты, но слишком миниатюрная и слабая, чтобы повторить бурную жизнь Земли, она обречена хранить облик космического детства Солнечной системы.</p><p>Но были приверженцы другой, красивой и дерзкой гипотезы, утверждающей, что Луна не сестра, а юная дочь Земли. Не на заре вечности, а совсем недавно, около 70 миллионов лет назад, она покинула материнское лоно, унося в космос загадку гибели динозавров. А в том месте, где она оторвалась от Земли, навеки остался след — впадина Тихого океана.</p><p>Особенно понравилась эта идея палеонтологам. Вдруг удастся продолжить исследования уже в космосе! Поработать там, куда не проникали разрушительные силы: воздух, вода и огонь. Ветер Космоса наполнил паруса старой науки. Незабываемое время! Темные лаборатории нашего Палеонтологического института словно озарились нездешним светом… Сотрудники жадно читали рукопись статьи Ивана Антоновича Ефремова «Космос и палеонтология». Известный палеонтолог, знаменитый писатель-фантаст, он — быть может, один из немногих, кому по росту титул «мыслителя», — в работе о космических путях эволюции еще раз напоминал о загадке рождения Луны. Да что Ефремов, давно сроднившийся с космосом в своих романах! О высохших мумиях, нетленных мощах мезозойских ящеров, которые, возможно, ждут нас в лунных пещерах, вдруг увлеченно заговорил его ученик, Анатолий Константинович Рождественский, автор книги «На поиски динозавров в Гоби», всегда строгий и сдержанный поклонник научных фактов.</p><p>Мечты на этот раз, увы, не сбылись…</p><p>Возможно, что гипотезе «молодой Луны» симпатизировал и американский геолог Шмидт, участник одной из лунных экспедиций «Аполлона». Во всяком случае, кадры кинохроники запечатлели его радостные космические прыжки вокруг осыпи красно-бурых камней, так непохожих на унылый покров лунных равнин. Но порода только казалась молодой. Все образцы из девяти районов Луны, изученные у нас и в Америке, показали возраст от 4 до 4,5 миллиардов лет.</p><p>Гипотеза «молодой Луны» рухнула. Зато стал точно известен возраст Земли и, по-видимому, всех планет Солнечной системы — 4,5 миллиарда лет. Только учебники, как всегда, не поспевают за последним словом науки и продолжают говорить о 5–7 миллиардах лет.</p><p>Так был получен ответ на первый из трех вопросов, заданных четыре тысячи лет назад безвестным мудрецом Древней Индии. «Где начало начал? — спросил он и продолжал: — Кто видел первое живое существо? Когда лишенная костей родила первого, обладающего костями?» Эти вопросы поставлены в «Ригведе», древнейшей книге Индии, среди наивных гимнов наивным богам. Что это? Темное бормотание оракула, в котором каждый угадывает нужный ему смысл, или дошедший до нас отблеск мысли Эйнштейна бронзового века? Неважно. Большая Наука начинается именно с умения правильно задавать вопросы. Наука нашего века поставила и решает вместе с тысячами других и три вопроса «Ригведы»: происхождение Земли, жизни и скелетных организмов.</p> <p>Теперь, когда мы рассказали, как решается первый вопрос, перейдем к двум следующим.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ Земля родилась 4 миллиарда 500 миллионов лет назад. Определить ее возраст помогли две великие победы нашего века: открытие атомной энергии и полеты в космос. В прошлом веке английский физик Томсон попробовал решить простую задачу. Если масса Земли известна и если вначале она была раскалена до температуры поверхности Солнца (температура эта тоже известна), то сколько времени потребуется, чтобы наша планета остыла до современного состояния? В ответе получилось 100 миллионов лет. Томсон был великим физиком. За свои открытия он даже получил титул лорда Кельвина. Ведь это он открыл первую элементарную частицу — электрон, и он же предложил абсолютную шкалу температур, которую и сейчас называют «шкала Кельвина». И все-таки лорд Кельвин задачу о возрасте Земли решил на двойку. Он ошибся в сорок пять раз. О своей ошибке он узнал много лет спустя, когда майским утром 1904 года пришел послушать доклад своего любимого ученика Резерфорда. — Пока в недрах Земли есть уран, торий, — говорил Резерфорд, — она не только не остывает, но и разогревается. И не остынет, пока хватит «дров» в атомной кочегарке. Расчеты Кельвина предсказывали скорое умирание жизни на Земле в объятиях вечного ледника. Теперь этого можно было не бояться. И один из сидящих в зале журналистов тут же записал в блокноте название будущей своей статьи: «Конец света откладывается». Резерфорд говорил, что радиоактивные элементы помогли найти ошибку Кельвина. Они же помогут ее исправить. Скорость их превращений постоянна. Ни чудовищные давления, ни температура земных недр не в силах ее изменить. Ровно через 4,5 миллиарда лет половина всего количества первоначального урана превращается в свинец. Поэтому, определив соотношение свинца и урана в куске руды, мы точно определим ее возраст. «Вот этот кусочек урановой смолки, — Резерфорд поднял руку, — образовался 700 миллионов лет назад. Уран — не исключение. Периоды полураспада определены для всех радиоактивных элементов. Следовательно, в момент рождения Земли заработали десятки атомных часов, которые год за годом отсчитывают и сейчас ее время». Лекция кончилась под гром аплодисментов. И пожалуй, горячее всех аплодировал Резерфорду его старый учитель. Теперь дело было за геологами. Именно им предстояло найти свидетелей «начала начал» — горные породы и минералы, образовавшиеся при самом рождении Земли. Но отыскать этих свидетелей оказалось совсем не просто. Ведь Земля сплошь покрыта многокилометровой броней «молодых» осадков рек и морей, толщами лав, пластами гранитов, которые образовались много позже ее рождения. Руда из Африки, которую показал на лекции Резерфорд, недолго оставалась самой древней. На Кольском полуострове, где на поверхность выходит древний кристаллический щит Земли, нашли породы полуторамиллиардной давности «рождения». Затем на первое место снова вышла Африка — три миллиарда лет. Совсем недавно, всего несколько лет назад, в Антарктиде нашли самый древний на Земле минерал — чарнокит. Его возраст — четыре миллиарда лет. Значит, Земля никак не моложе четырех миллиардов лет. Но может быть, она гораздо старше? Что если завтра найдутся образцы пяти-, а послезавтра и десятимиллиарднолетней давности? Геологи думали примерно так: наш космический дом — Земля — построен давно. Не раз и не два он был «облицован» и «оштукатурен» слоями молодых пород, и теперь трудно решить, берем ли мы пробу камня древнего фундамента или материалы последующих перестроек. Вот если бы удалось изучить строительный мусор, что остался от первых дней планетной новостройки, тогда ошибка была бы исключена. Ведь дом не может быть древнее камней, из которых он построен. По единодушному мнению астрономов, таких отходов осталось много. Это те самые небесные камни, метеоры и метеориты, что чертят огненные линии в ночном небе. Они образовались вместе с другими телами Солнечной системы, но никогда не плавились в раскаленных недрах и не погребались под толщей осадков, как породы больших планет. Возраст же всех метеоритов оказался одинаковым — 4,6 миллиарда лет. Получилась, как говорят артиллеристы, вилка: 4–4,6 миллиарда лет. Где-то между этими цифрами — точная дата рождения Земли. Тем временем пришла весть, что на Алдане, в Сибири, нашлись породы древностью 4,5 миллиарда лет. Что это? Прямое попадание или случайная ошибка? На этот раз геологи, казалось, изменили своей сугубо земной профессии и, как древние жрецы, ждали ответа с неба. Американские «Аполлоны» и наши роботы-разведчики «Луна-16» и «Луна-20» наперебой задавали прекрасной богине ночи нескромный вопрос: «А сколько вам лет?» От ответа зависело многое. Ученые были уверены, что Луна расскажет о тайнах рождения планет гораздо лучше, чем метеориты и Земля. Ровесница и родная сестра нашей планеты, но слишком миниатюрная и слабая, чтобы повторить бурную жизнь Земли, она обречена хранить облик космического детства Солнечной системы. Но были приверженцы другой, красивой и дерзкой гипотезы, утверждающей, что Луна не сестра, а юная дочь Земли. Не на заре вечности, а совсем недавно, около 70 миллионов лет назад, она покинула материнское лоно, унося в космос загадку гибели динозавров. А в том месте, где она оторвалась от Земли, навеки остался след — впадина Тихого океана. Особенно понравилась эта идея палеонтологам. Вдруг удастся продолжить исследования уже в космосе! Поработать там, куда не проникали разрушительные силы: воздух, вода и огонь. Ветер Космоса наполнил паруса старой науки. Незабываемое время! Темные лаборатории нашего Палеонтологического института словно озарились нездешним светом… Сотрудники жадно читали рукопись статьи Ивана Антоновича Ефремова «Космос и палеонтология». Известный палеонтолог, знаменитый писатель-фантаст, он — быть может, один из немногих, кому по росту титул «мыслителя», — в работе о космических путях эволюции еще раз напоминал о загадке рождения Луны. Да что Ефремов, давно сроднившийся с космосом в своих романах! О высохших мумиях, нетленных мощах мезозойских ящеров, которые, возможно, ждут нас в лунных пещерах, вдруг увлеченно заговорил его ученик, Анатолий Константинович Рождественский, автор книги «На поиски динозавров в Гоби», всегда строгий и сдержанный поклонник научных фактов. Мечты на этот раз, увы, не сбылись… Возможно, что гипотезе «молодой Луны» симпатизировал и американский геолог Шмидт, участник одной из лунных экспедиций «Аполлона». Во всяком случае, кадры кинохроники запечатлели его радостные космические прыжки вокруг осыпи красно-бурых камней, так непохожих на унылый покров лунных равнин. Но порода только казалась молодой. Все образцы из девяти районов Луны, изученные у нас и в Америке, показали возраст от 4 до 4,5 миллиардов лет. Гипотеза «молодой Луны» рухнула. Зато стал точно известен возраст Земли и, по-видимому, всех планет Солнечной системы — 4,5 миллиарда лет. Только учебники, как всегда, не поспевают за последним словом науки и продолжают говорить о 5–7 миллиардах лет. Так был получен ответ на первый из трех вопросов, заданных четыре тысячи лет назад безвестным мудрецом Древней Индии. «Где начало начал? — спросил он и продолжал: — Кто видел первое живое существо? Когда лишенная костей родила первого, обладающего костями?» Эти вопросы поставлены в «Ригведе», древнейшей книге Индии, среди наивных гимнов наивным богам. Что это? Темное бормотание оракула, в котором каждый угадывает нужный ему смысл, или дошедший до нас отблеск мысли Эйнштейна бронзового века? Неважно. Большая Наука начинается именно с умения правильно задавать вопросы. Наука нашего века поставила и решает вместе с тысячами других и три вопроса «Ригведы»: происхождение Земли, жизни и скелетных организмов. Теперь, когда мы рассказали, как решается первый вопрос, перейдем к двум следующим.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1"></h1> <section class="px3 mb4"> <p> </p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_3_i_005.jpg"/> </p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_3_i_006.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>На заре жизни</em></p><p></p><p>Биография жизни — это биография Земли, а всякую биографию обычно начинают с родителей.</p><p>К сожалению, это не так просто. Подробности рождения Земли до сих пор не ясны даже для специалистов. Большинство современных астрономов, пожалуй, согласны с тем, что родителями Земли были Солнце и облако.</p><p>Автор этой гипотезы, Отто Юльевич Шмидт, полагал, что много миллиардов лет назад Солнце прошло сквозь межзвездное облако пыли и газов. Пылевые частицы, захваченные светилом, начали вокруг него вращаться. Они сталкивались, слипались, вырастали, как снежный ком. Из них возникли планеты.</p><p>Однако вероятность такой встречи представляется очень малой, и сейчас принято считать, что протопланетное облако отделилось от молодого Солнца, когда оно сжималось и раскручивалось все быстрей и быстрей.</p><p>Другие ученые связывают рождение Земли с космической катастрофой. например, со взрывом звезды — спутника Солнца, как это предположил советский астроном С. К. Всехсвятский.</p><p>Споры о том, как родилась Земля и была ли она от рождения горячей или холодной, продолжаются и сейчас. Поэтому начнем рассказ с того, что сегодня кажется бесспорным, а именно с возраста нашей планеты.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
На заре жизни Биография жизни — это биография Земли, а всякую биографию обычно начинают с родителей. К сожалению, это не так просто. Подробности рождения Земли до сих пор не ясны даже для специалистов. Большинство современных астрономов, пожалуй, согласны с тем, что родителями Земли были Солнце и облако. Автор этой гипотезы, Отто Юльевич Шмидт, полагал, что много миллиардов лет назад Солнце прошло сквозь межзвездное облако пыли и газов. Пылевые частицы, захваченные светилом, начали вокруг него вращаться. Они сталкивались, слипались, вырастали, как снежный ком. Из них возникли планеты. Однако вероятность такой встречи представляется очень малой, и сейчас принято считать, что протопланетное облако отделилось от молодого Солнца, когда оно сжималось и раскручивалось все быстрей и быстрей. Другие ученые связывают рождение Земли с космической катастрофой. например, со взрывом звезды — спутника Солнца, как это предположил советский астроном С. К. Всехсвятский. Споры о том, как родилась Земля и была ли она от рождения горячей или холодной, продолжаются и сейчас. Поэтому начнем рассказ с того, что сегодня кажется бесспорным, а именно с возраста нашей планеты.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 22 Дом, в котором мы живем</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 22</p> <p>Дом, в котором мы живем</p> <p>Всегда можно найти организмы, способные вызвать разложение любого образующегося в естественных условиях органического вещества, насколько стойким оно ни казалось бы на первый взгляд.</p> <p><em>Г. Роджерс</em></p> <p>Еще несколько десятилетий назад сам термин «экология» был известен только специалистам. В наши дни статьи на тему защиты окружающей среды не сходят со страниц периодической печати. Почему это произошло?</p><p>Новый этап в развитии биосферы начался с появлением человека. Правда, вначале влияние его деятельности на нее мало отличались от воздействия на биосферу других живых существ. Человек получал необходимую для жизни пищу, используя продукты растительного или животного происхождения. При этом неизбежно образовывались отходы, но химические элементы, входящие в их состав, с помощью микроорганизмов возвращались в круговорот веществ. Так продолжалось достаточно долго, и не возникло бы никаких экологических проблем, если бы не рост производительных сил развивающегося общества. Человека перестали удовлетворять набедренная повязка и кусок мяса. Он захотел большего. Тейяр де Шарден в книге «Феномен человека»<sup class="sup">[6]</sup> пишет: «Теперь кроме хлеба, который символизировал в своей простоте пищу неолита, каждый человек ежедневно требует свою порцию электричества, нефти и радия, свою порцию открытий, кино и международных известий. Теперь уже не простое поле, как бы оно ни было велико, а вся Земля требуется, чтобы снабжать каждого из нас».</p> <p>Освоив новые мощные источники энергии, человечество стало распоряжаться ими по своему усмотрению. Наличие энергии, с одной стороны, и развитие теории химического строения веществ — с другой, позволили синтезировать в больших количествах соединения, которые не включаются в круговорот веществ, а остаются вне действия биосферы как памятник человеческой бесхозяйственности. Но даже с этими «отходами», пока их было мало, людям удавалось справляться. Экологическая емкость Земли настолько велика, что до поры до времени они не оказывали серьезного влияния на ход природных процессов.</p><p>Однако по мере роста промышленного производства количество этих отходов увеличивалось и в конце концов в наши дни достигло такой величины, что игнорировать их существование человечество больше не может. Загрязнение окружающей среды уже оказывает негативное влияние на здоровье как минимум миллиарда жителей планеты. Конечно, можно попытаться организовать промышленное производство таким образом, чтобы оно по уровню замкнутости мало отличалось от природных циркуляций, т. е. технологически обеспечить полную утилизацию отходов. Иначе говоря, производство должно быть практически безотходным. Однако введение технологии с замкнутым циклом значительно удорожает промышленную продукцию.</p><p>Если же создать безотходное производство невозможно, нужно стремиться к тому, чтобы и его отходы, и сама продукция после использования были деградабельны, т. е. разрушались с такой же максимальной скоростью, с какой происходит деградация природных отходов. Теперь же в отдельных районах планеты, особенно в высокоразвитых промышленных странах, сложилось такое положение, при котором природа не способна «переварить» поступающие отходы производства и быта, что приводит к их накоплению и «загрязнению» ими окружающей среды.</p><p>К числу таких загрязнителей относят многочисленные, относительно безвредные для живой природы продукты в виде синтетических полимеров, которые накапливаются в почве и водоемах, однако никакого вредного воздействия на природу не оказывают, если, конечно, не считать, что какое-то количество углерода и других элементов изымается из кругооборота веществ. Примером таких загрязнителей могут служить различные пластмассы. Изделия из них легки, гигиеничны, прочны и устойчивы к действию влаги и температуры (разумеется, до определенных пределов). Пластмассы идут на изготовление сумок, контейнеров, всякого рода упаковок, словом, применяются буквально всюду. Казалось бы, вот пример вещества, которого в природе не существовало, но которое было создано на благо человеку. Но здесь есть, увы, и негативная сторона: в природных условиях пластмасса крайне плохо разлагается и выносится реками в океан. Масса гигантского мусорного «острова», находящегося в Тихом океане у западного побережья Северной Америки и состоящего в основном из пластика, составляет более 3,5 млн тонн, а площадь — более 1 млн квадратных километров. И все-таки пластмассы — безвредное в биологическом плане вещество. Худшим следствием его стойкости является реальная возможность в недалеком будущем проводить отпуск, загорая не на желтом кварцевом песке, а на обкатанных морскими волнами разноцветных песчинках полиэтилена. Кстати, на многих морских пляжах Атлантического побережья США уже появился такой «песок», и его доля по сравнению с обычным кварцевым продолжает возрастать. Однако с такого рода негативными явлениями еще можно мириться.</p><p>Значительно хуже обстоит дело, когда в природе накапливаются биологически активные вещества, в частности такие, как пресловутый ДДТ — очень эффективный продукт для борьбы с сорняками. Синтезированный в начале 1930-х гг., ДДТ многим казался блестящим решением многих проблем в растениеводстве, и его изобретение справедливо было отмечено Нобелевской премией. В США и других странах стали производить ДДТ сотнями тысяч тонн в год, используя как в сельском хозяйстве, так и в санитарии.</p><p>Однако никто не учел, что ДДТ накапливается в почве и через корни попадает в зеленую массу растений; растения поедаются животными, и в их тканях тоже накапливается ДДТ. Мясо животных вместе с растительной пищей поставляет ДДТ непосредственно к нашему столу. Когда производство и применение ДДТ превысило определенную величину, органы здравоохранения стали обнаруживать его сначала в растениях и продуктах питания, а затем и в тканях, и в органах животных и человека. К сожалению, ДДТ — не единственный продукт из обширной серии гербицидов, пестицидов и фитонцидов, широко применяемых в сельском хозяйстве. Следует отметить, что из 800 000 промышленных химикалий, которые начали выпускать с 1940 г., проверены на токсичность только 100 000. И многие из тех, которые сегодня мы считаем безвредными, завтра, когда их концентрация в биосфере достигнет некоей «пороговой» величины, тоже могут оказаться опаснейшими загрязнителями.</p><p>Создав мощное промышленное производство, мы настолько засорили продукцией и его отходами окружающую среду, что борьба с ними стала одной из серьезнейших проблем, когда-либо стоявших перед человечеством.</p><p>Люди вмешались в естественный кругооборот веществ в одностороннем порядке, уделив максимальное внимание синтезу новых веществ и соединений и совершенно не заботясь о его обратной стороне, второй составляющей кругооборота — о деградации. Думалось, если мы смогли синтезировать продукты, неужели же не сможем их разрушить? Оказалось, разрушение представляет собой не менее сложную задачу, чем синтез. Химические способы деструкции требуют больших энергетических затрат. Природа пошла по другому пути, взяв на вооружение ферментативные способы разрушения. Она постоянно осуществляет разложение многих веществ почти до исходных элементов. Место огромных промышленных комплексов по переработке отходов в природе занимают микроорганизмы, вернее, их ферментные системы.</p><p>Рассмотрим простой пример с клетчаткой. Известно, что клетчатка, или целлюлоза, состоит из остатков сахаров, и если измельчить ее механически до размеров составляющих ее молекул, то в конце концов можно получить сахара. Однако эффективность такого механического способа разрушения крайне мала. При этом нет гарантий, что во время этого процесса будут образованы молекулы сахаров, а не их обломки. Ферментативный гидролиз позволяет провести разложение строго по химическим связям с образованием сахаров-мономеров. Именно эту реакцию проводят, в частности, микроорганизмы в желудке жвачных, позволяя им использовать клетчатку и другие природные полимеры углеводов для своих энергетических нужд.</p> <p>О том, насколько эффективно микроорганизмы проводят гидролиз целлюлозы, можно судить по тому, что промышленное получение сахаров из растительного сырья стало возможным только после внедрения значительно более эффективных и менее энергоемких ферментативных методов гидролиза клетчатки.</p><p>Уже найдены штаммы микроорганизмов, способные проводить многостадийный гидролиз в один этап. Так, выделенный со дна моря штамм <em>Sulfolibus salfataricus</em> содержит фермент целлюлазу, который способен проводить гидролиз целлюлозы в кислой среде.</p><p>Создав нужные условия микроорганизмам и поставив себе на службу их ферментативный аппарат, можно адаптировать его к различного рода субстратам, даже к тем, которые еще недавно считались недеградабельными.</p><p>Так, устойчивость пестицидов к разложению очень велика: период их полураспада составляет около 10 000 лет. Ферменты микроорганизмов ускоряют процесс разложения в миллионы раз!</p><p>Говоря о глобальном отравлении окружающей среды вредными веществами, нельзя не остановиться на проблеме, связанной с загрязнением нефтью многих морей и окраинных районов океана. Рост потребления нефти ведет к ее неизбежным потерям в процессе перевозок, уровень которых достигает 1 млрд тонн! Даже 1 % потерь приведет к ежегодному загрязнению вод морей и океанов 10 млн тонн нефти. И это только планируемое загрязнение! В целом его уровень значительно выше. Только в Средиземное море ежегодно сливается из танкеров 350 000 тонн нефти, и еще 115 000 тонн нефтяных отходов приходится на долю прибрежных нефтеперерабатывающих заводов. Неудивительно, что и в океане появляются загрязненные участки.</p><p>Тур Хейердал писал после своего знаменитого путешествия через Тихий океан: «Океан покрыт пятнами нефти». А аварии на танкерах или на нефтепромыслах, расположенных непосредственно в море?! Иногда утечка из поврежденного супертанкера превращается в национальное бедствие для страны, у берегов которой произошла авария! После катастрофы либерийского танкера «Торри-Каньон» в море попало 120 000 тонн нефти. 30 000 тонн двигались на французское побережье. Были испытаны различные физические методы очистки воды: наилучшим оказался способ с применением мела. Нефть свернулась в шары величиной с футбольный мяч и в таком виде осела на дно. Но через два года они всплыли и снова образовали пленку на поверхности воды.</p><p>Такая пленка приносит ни с чем не сравнимый вред, прежде всего, препятствуя обмену между воздушной и водной средой. Резко изменяется концентрация входящего в состав воды кислорода, который является важнейшим фактором, необходимым для существования многих морских организмов. Сокращается поглощение из воздуха углекислого газа, что препятствует фотосинтезу. Здесь следует вспомнить, что 90 % кислорода, образующегося в процессе фотосинтеза, производится водными фотосинтезирующими организмами. Гибнет огромное количество морских птиц, разрушаются сложившиеся экологические системы, что чревато весьма неприятными последствиями.</p><p>Загрязнение нефтью представляет собой такую серьезную угрозу, что в качестве превентивной меры в некоторых штатах США до сих пор запрещено бурение богатого нефтью континентального шельфа.</p><p>Не следует, однако, считать, что загрязнение нефтепродуктами происходит только при морских перевозках. Аварии на буровых скважинах, нефтепроводах, нефтеперерабатывающих заводах и даже на автозаправочных станциях — вот далеко не полный перечень мест, где возможны загрязнения. К сожалению, они не только возможны, но и происходят, заражая не только почву, но и выращиваемые на ней растения и, соответственно, получаемые из них пищевые продукты.</p><p>Поиски средств защиты от нефтяных загрязнений привели к методам с использованием микроорганизмов. Пионерские исследования В. О. Таусона показали, что существуют микробы, способные разлагать некоторые компоненты нефти.</p><p>В дальнейшем было выделено и описано большое количество бактерий, дрожжей и грибов, окисляющих один или несколько углеводородов — составных компонентов нефти. Согласно современным представлениям эти микроорганизмы являются единственным компонентом водных экосистем, способным разрушать углеводороды нефти и вводить продукты их распада в естественный кругооборот органических веществ. Очевидно, что, используя эти микроорганизмы, трудно добиться полной деградации нефти. Можно, конечно, попытаться подобрать комплексные культуры микроорганизмов, каждая из которых была бы способна разложить один из компонентов нефти, и таким образом всю ее утилизировать. Однако чрезвычайно трудно подобрать оптимальные условия для всех культур, входящих в такой комплекс. Значительно более перспективным представляется искусственное создание культур, совмещающих в своей наследственной природе способность утилизировать все составные компоненты нефти, начиная от легких углеводородов и кончая тяжелыми фракциями, включая мазут. И это не фантастика, такие культуры уже созданы!</p><p>Помимо генно-инженерных штаммов для борьбы с нефтяными загрязнениями успешно используются и природные микроорганизмы. Когда после аварии танкера у берегов Аляски на берег вынесло 1500 кубометров нефти, было необходимо провести очистку береговой полосы длиной более полутора тысяч километров. Для решения этой задачи использовали природные микроорганизмы, а чтобы их активировать, внесли азотные удобрения, что в 3–5 раз ускорило разложение нефти.</p><p>Природные микроорганизмы участвуют в разложении углеводородов, просачивающихся через трещины на дне озера Байкал. Ежегодно в него поступает около четырех тонн нефти, но благодаря микроорганизмам она разлагается, и вода в озере остается чистой.</p><p>Микроорганизмы способны превращать или, как говорят микробиологи, метаболизировать не только вещества органической, но и неорганической природы, в частности ртуть. Ее токсические свойства известны веками, но лишь недавно она стала обнаруживаться в организмах диких птиц и рыбы, что указывает на широкое распространение ртути в экологических системах. Трагические последствия, к которым приводит загрязнение этим жидким металлом, заставили начать поиски эффективных способов уменьшения его концентрации в экосистемах. Выяснилось, в частности, что соединения ртути могут быть разрушены штаммами микроорганизмов, созданными искусственно методами генетической инженерии.</p> <p>Микроорганизмы также могут быть использованы для очистки окружающей среды от радиоактивного заражения. Так, генно-инженерный штамм бактерии <em>Shewanella oneidensis</em> не только превращает растворимые в воде ионы урана (U<sup class="sup">+6</sup>) в компактные наночастицы окисла урана, но и продуцирует полимерную клейкую слизь, способствующую их адсорбции.</p><p>Уникальная способность микроорганизмов расщеплять природные и искусственные субстраты позволяет использовать их для ликвидации тех неувязок в кругообороте веществ, которые вызваны деятельностью человека.</p><p>Микроорганизмы как бы позволяют воссоединить в единую цепь те отдельные разрозненные звенья, на которые человек для удовлетворения своих потребностей разъединил экологически единый цикл круговорота веществ на Земле.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 22 Дом, в котором мы живем Глава 22 Дом, в котором мы живем Всегда можно найти организмы, способные вызвать разложение любого образующегося в естественных условиях органического вещества, насколько стойким оно ни казалось бы на первый взгляд. Г. Роджерс Еще несколько десятилетий назад сам термин «экология» был известен только специалистам. В наши дни статьи на тему защиты окружающей среды не сходят со страниц периодической печати. Почему это произошло? Новый этап в развитии биосферы начался с появлением человека. Правда, вначале влияние его деятельности на нее мало отличались от воздействия на биосферу других живых существ. Человек получал необходимую для жизни пищу, используя продукты растительного или животного происхождения. При этом неизбежно образовывались отходы, но химические элементы, входящие в их состав, с помощью микроорганизмов возвращались в круговорот веществ. Так продолжалось достаточно долго, и не возникло бы никаких экологических проблем, если бы не рост производительных сил развивающегося общества. Человека перестали удовлетворять набедренная повязка и кусок мяса. Он захотел большего. Тейяр де Шарден в книге «Феномен человека»[6] пишет: «Теперь кроме хлеба, который символизировал в своей простоте пищу неолита, каждый человек ежедневно требует свою порцию электричества, нефти и радия, свою порцию открытий, кино и международных известий. Теперь уже не простое поле, как бы оно ни было велико, а вся Земля требуется, чтобы снабжать каждого из нас». Освоив новые мощные источники энергии, человечество стало распоряжаться ими по своему усмотрению. Наличие энергии, с одной стороны, и развитие теории химического строения веществ — с другой, позволили синтезировать в больших количествах соединения, которые не включаются в круговорот веществ, а остаются вне действия биосферы как памятник человеческой бесхозяйственности. Но даже с этими «отходами», пока их было мало, людям удавалось справляться. Экологическая емкость Земли настолько велика, что до поры до времени они не оказывали серьезного влияния на ход природных процессов. Однако по мере роста промышленного производства количество этих отходов увеличивалось и в конце концов в наши дни достигло такой величины, что игнорировать их существование человечество больше не может. Загрязнение окружающей среды уже оказывает негативное влияние на здоровье как минимум миллиарда жителей планеты. Конечно, можно попытаться организовать промышленное производство таким образом, чтобы оно по уровню замкнутости мало отличалось от природных циркуляций, т. е. технологически обеспечить полную утилизацию отходов. Иначе говоря, производство должно быть практически безотходным. Однако введение технологии с замкнутым циклом значительно удорожает промышленную продукцию. Если же создать безотходное производство невозможно, нужно стремиться к тому, чтобы и его отходы, и сама продукция после использования были деградабельны, т. е. разрушались с такой же максимальной скоростью, с какой происходит деградация природных отходов. Теперь же в отдельных районах планеты, особенно в высокоразвитых промышленных странах, сложилось такое положение, при котором природа не способна «переварить» поступающие отходы производства и быта, что приводит к их накоплению и «загрязнению» ими окружающей среды. К числу таких загрязнителей относят многочисленные, относительно безвредные для живой природы продукты в виде синтетических полимеров, которые накапливаются в почве и водоемах, однако никакого вредного воздействия на природу не оказывают, если, конечно, не считать, что какое-то количество углерода и других элементов изымается из кругооборота веществ. Примером таких загрязнителей могут служить различные пластмассы. Изделия из них легки, гигиеничны, прочны и устойчивы к действию влаги и температуры (разумеется, до определенных пределов). Пластмассы идут на изготовление сумок, контейнеров, всякого рода упаковок, словом, применяются буквально всюду. Казалось бы, вот пример вещества, которого в природе не существовало, но которое было создано на благо человеку. Но здесь есть, увы, и негативная сторона: в природных условиях пластмасса крайне плохо разлагается и выносится реками в океан. Масса гигантского мусорного «острова», находящегося в Тихом океане у западного побережья Северной Америки и состоящего в основном из пластика, составляет более 3,5 млн тонн, а площадь — более 1 млн квадратных километров. И все-таки пластмассы — безвредное в биологическом плане вещество. Худшим следствием его стойкости является реальная возможность в недалеком будущем проводить отпуск, загорая не на желтом кварцевом песке, а на обкатанных морскими волнами разноцветных песчинках полиэтилена. Кстати, на многих морских пляжах Атлантического побережья США уже появился такой «песок», и его доля по сравнению с обычным кварцевым продолжает возрастать. Однако с такого рода негативными явлениями еще можно мириться. Значительно хуже обстоит дело, когда в природе накапливаются биологически активные вещества, в частности такие, как пресловутый ДДТ — очень эффективный продукт для борьбы с сорняками. Синтезированный в начале 1930-х гг., ДДТ многим казался блестящим решением многих проблем в растениеводстве, и его изобретение справедливо было отмечено Нобелевской премией. В США и других странах стали производить ДДТ сотнями тысяч тонн в год, используя как в сельском хозяйстве, так и в санитарии. Однако никто не учел, что ДДТ накапливается в почве и через корни попадает в зеленую массу растений; растения поедаются животными, и в их тканях тоже накапливается ДДТ. Мясо животных вместе с растительной пищей поставляет ДДТ непосредственно к нашему столу. Когда производство и применение ДДТ превысило определенную величину, органы здравоохранения стали обнаруживать его сначала в растениях и продуктах питания, а затем и в тканях, и в органах животных и человека. К сожалению, ДДТ — не единственный продукт из обширной серии гербицидов, пестицидов и фитонцидов, широко применяемых в сельском хозяйстве. Следует отметить, что из 800 000 промышленных химикалий, которые начали выпускать с 1940 г., проверены на токсичность только 100 000. И многие из тех, которые сегодня мы считаем безвредными, завтра, когда их концентрация в биосфере достигнет некоей «пороговой» величины, тоже могут оказаться опаснейшими загрязнителями. Создав мощное промышленное производство, мы настолько засорили продукцией и его отходами окружающую среду, что борьба с ними стала одной из серьезнейших проблем, когда-либо стоявших перед человечеством. Люди вмешались в естественный кругооборот веществ в одностороннем порядке, уделив максимальное внимание синтезу новых веществ и соединений и совершенно не заботясь о его обратной стороне, второй составляющей кругооборота — о деградации. Думалось, если мы смогли синтезировать продукты, неужели же не сможем их разрушить? Оказалось, разрушение представляет собой не менее сложную задачу, чем синтез. Химические способы деструкции требуют больших энергетических затрат. Природа пошла по другому пути, взяв на вооружение ферментативные способы разрушения. Она постоянно осуществляет разложение многих веществ почти до исходных элементов. Место огромных промышленных комплексов по переработке отходов в природе занимают микроорганизмы, вернее, их ферментные системы. Рассмотрим простой пример с клетчаткой. Известно, что клетчатка, или целлюлоза, состоит из остатков сахаров, и если измельчить ее механически до размеров составляющих ее молекул, то в конце концов можно получить сахара. Однако эффективность такого механического способа разрушения крайне мала. При этом нет гарантий, что во время этого процесса будут образованы молекулы сахаров, а не их обломки. Ферментативный гидролиз позволяет провести разложение строго по химическим связям с образованием сахаров-мономеров. Именно эту реакцию проводят, в частности, микроорганизмы в желудке жвачных, позволяя им использовать клетчатку и другие природные полимеры углеводов для своих энергетических нужд. О том, насколько эффективно микроорганизмы проводят гидролиз целлюлозы, можно судить по тому, что промышленное получение сахаров из растительного сырья стало возможным только после внедрения значительно более эффективных и менее энергоемких ферментативных методов гидролиза клетчатки. Уже найдены штаммы микроорганизмов, способные проводить многостадийный гидролиз в один этап. Так, выделенный со дна моря штамм Sulfolibus salfataricus содержит фермент целлюлазу, который способен проводить гидролиз целлюлозы в кислой среде. Создав нужные условия микроорганизмам и поставив себе на службу их ферментативный аппарат, можно адаптировать его к различного рода субстратам, даже к тем, которые еще недавно считались недеградабельными. Так, устойчивость пестицидов к разложению очень велика: период их полураспада составляет около 10 000 лет. Ферменты микроорганизмов ускоряют процесс разложения в миллионы раз! Говоря о глобальном отравлении окружающей среды вредными веществами, нельзя не остановиться на проблеме, связанной с загрязнением нефтью многих морей и окраинных районов океана. Рост потребления нефти ведет к ее неизбежным потерям в процессе перевозок, уровень которых достигает 1 млрд тонн! Даже 1 % потерь приведет к ежегодному загрязнению вод морей и океанов 10 млн тонн нефти. И это только планируемое загрязнение! В целом его уровень значительно выше. Только в Средиземное море ежегодно сливается из танкеров 350 000 тонн нефти, и еще 115 000 тонн нефтяных отходов приходится на долю прибрежных нефтеперерабатывающих заводов. Неудивительно, что и в океане появляются загрязненные участки. Тур Хейердал писал после своего знаменитого путешествия через Тихий океан: «Океан покрыт пятнами нефти». А аварии на танкерах или на нефтепромыслах, расположенных непосредственно в море?! Иногда утечка из поврежденного супертанкера превращается в национальное бедствие для страны, у берегов которой произошла авария! После катастрофы либерийского танкера «Торри-Каньон» в море попало 120 000 тонн нефти. 30 000 тонн двигались на французское побережье. Были испытаны различные физические методы очистки воды: наилучшим оказался способ с применением мела. Нефть свернулась в шары величиной с футбольный мяч и в таком виде осела на дно. Но через два года они всплыли и снова образовали пленку на поверхности воды. Такая пленка приносит ни с чем не сравнимый вред, прежде всего, препятствуя обмену между воздушной и водной средой. Резко изменяется концентрация входящего в состав воды кислорода, который является важнейшим фактором, необходимым для существования многих морских организмов. Сокращается поглощение из воздуха углекислого газа, что препятствует фотосинтезу. Здесь следует вспомнить, что 90 % кислорода, образующегося в процессе фотосинтеза, производится водными фотосинтезирующими организмами. Гибнет огромное количество морских птиц, разрушаются сложившиеся экологические системы, что чревато весьма неприятными последствиями. Загрязнение нефтью представляет собой такую серьезную угрозу, что в качестве превентивной меры в некоторых штатах США до сих пор запрещено бурение богатого нефтью континентального шельфа. Не следует, однако, считать, что загрязнение нефтепродуктами происходит только при морских перевозках. Аварии на буровых скважинах, нефтепроводах, нефтеперерабатывающих заводах и даже на автозаправочных станциях — вот далеко не полный перечень мест, где возможны загрязнения. К сожалению, они не только возможны, но и происходят, заражая не только почву, но и выращиваемые на ней растения и, соответственно, получаемые из них пищевые продукты. Поиски средств защиты от нефтяных загрязнений привели к методам с использованием микроорганизмов. Пионерские исследования В. О. Таусона показали, что существуют микробы, способные разлагать некоторые компоненты нефти. В дальнейшем было выделено и описано большое количество бактерий, дрожжей и грибов, окисляющих один или несколько углеводородов — составных компонентов нефти. Согласно современным представлениям эти микроорганизмы являются единственным компонентом водных экосистем, способным разрушать углеводороды нефти и вводить продукты их распада в естественный кругооборот органических веществ. Очевидно, что, используя эти микроорганизмы, трудно добиться полной деградации нефти. Можно, конечно, попытаться подобрать комплексные культуры микроорганизмов, каждая из которых была бы способна разложить один из компонентов нефти, и таким образом всю ее утилизировать. Однако чрезвычайно трудно подобрать оптимальные условия для всех культур, входящих в такой комплекс. Значительно более перспективным представляется искусственное создание культур, совмещающих в своей наследственной природе способность утилизировать все составные компоненты нефти, начиная от легких углеводородов и кончая тяжелыми фракциями, включая мазут. И это не фантастика, такие культуры уже созданы! Помимо генно-инженерных штаммов для борьбы с нефтяными загрязнениями успешно используются и природные микроорганизмы. Когда после аварии танкера у берегов Аляски на берег вынесло 1500 кубометров нефти, было необходимо провести очистку береговой полосы длиной более полутора тысяч километров. Для решения этой задачи использовали природные микроорганизмы, а чтобы их активировать, внесли азотные удобрения, что в 3–5 раз ускорило разложение нефти. Природные микроорганизмы участвуют в разложении углеводородов, просачивающихся через трещины на дне озера Байкал. Ежегодно в него поступает около четырех тонн нефти, но благодаря микроорганизмам она разлагается, и вода в озере остается чистой. Микроорганизмы способны превращать или, как говорят микробиологи, метаболизировать не только вещества органической, но и неорганической природы, в частности ртуть. Ее токсические свойства известны веками, но лишь недавно она стала обнаруживаться в организмах диких птиц и рыбы, что указывает на широкое распространение ртути в экологических системах. Трагические последствия, к которым приводит загрязнение этим жидким металлом, заставили начать поиски эффективных способов уменьшения его концентрации в экосистемах. Выяснилось, в частности, что соединения ртути могут быть разрушены штаммами микроорганизмов, созданными искусственно методами генетической инженерии. Микроорганизмы также могут быть использованы для очистки окружающей среды от радиоактивного заражения. Так, генно-инженерный штамм бактерии Shewanella oneidensis не только превращает растворимые в воде ионы урана (U+6) в компактные наночастицы окисла урана, но и продуцирует полимерную клейкую слизь, способствующую их адсорбции. Уникальная способность микроорганизмов расщеплять природные и искусственные субстраты позволяет использовать их для ликвидации тех неувязок в кругообороте веществ, которые вызваны деятельностью человека. Микроорганизмы как бы позволяют воссоединить в единую цепь те отдельные разрозненные звенья, на которые человек для удовлетворения своих потребностей разъединил экологически единый цикл круговорота веществ на Земле.
true
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава I НАЧАЛО НАЧАЛ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава I</p> <p>НАЧАЛО НАЧАЛ</p> <p> </p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_2_i_005.jpg"/> </p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_2_i_006.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>На заре жизни</em></p><p></p><p>Биография жизни — это биография Земли, а всякую биографию обычно начинают с родителей.</p><p>К сожалению, это не так просто. Подробности рождения Земли до сих пор не ясны даже для специалистов. Большинство современных астрономов, пожалуй, согласны с тем, что родителями Земли были Солнце и облако.</p><p>Автор этой гипотезы, Отто Юльевич Шмидт, полагал, что много миллиардов лет назад Солнце прошло сквозь межзвездное облако пыли и газов. Пылевые частицы, захваченные светилом, начали вокруг него вращаться. Они сталкивались, слипались, вырастали, как снежный ком. Из них возникли планеты.</p><p>Однако вероятность такой встречи представляется очень малой, и сейчас принято считать, что протопланетное облако отделилось от молодого Солнца, когда оно сжималось и раскручивалось все быстрей и быстрей.</p><p>Другие ученые связывают рождение Земли с космической катастрофой. например, со взрывом звезды — спутника Солнца, как это предположил советский астроном С. К. Всехсвятский.</p><p>Споры о том, как родилась Земля и была ли она от рождения горячей или холодной, продолжаются и сейчас. Поэтому начнем рассказ с того, что сегодня кажется бесспорным, а именно с возраста нашей планеты.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава I НАЧАЛО НАЧАЛ Глава I НАЧАЛО НАЧАЛ На заре жизни Биография жизни — это биография Земли, а всякую биографию обычно начинают с родителей. К сожалению, это не так просто. Подробности рождения Земли до сих пор не ясны даже для специалистов. Большинство современных астрономов, пожалуй, согласны с тем, что родителями Земли были Солнце и облако. Автор этой гипотезы, Отто Юльевич Шмидт, полагал, что много миллиардов лет назад Солнце прошло сквозь межзвездное облако пыли и газов. Пылевые частицы, захваченные светилом, начали вокруг него вращаться. Они сталкивались, слипались, вырастали, как снежный ком. Из них возникли планеты. Однако вероятность такой встречи представляется очень малой, и сейчас принято считать, что протопланетное облако отделилось от молодого Солнца, когда оно сжималось и раскручивалось все быстрей и быстрей. Другие ученые связывают рождение Земли с космической катастрофой. например, со взрывом звезды — спутника Солнца, как это предположил советский астроном С. К. Всехсвятский. Споры о том, как родилась Земля и была ли она от рождения горячей или холодной, продолжаются и сейчас. Поэтому начнем рассказ с того, что сегодня кажется бесспорным, а именно с возраста нашей планеты.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Ирина Яковлева Владимир Яковлев ПО СЛЕДАМ МИНУВШЕГО</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Ирина Яковлева</p> <p>Владимир Яковлев</p> <p>ПО СЛЕДАМ МИНУВШЕГО</p> <p>«…Палеонтология — наука, погруженная, казалось бы, в недра планеты, — служит окном в космос, через которое мы научимся видеть закономерности истории жизни и появления мыслящих существ».</p> <p>И. А. Ефремов</p> <p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_1_i_001.jpg"/> </p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_1_i_002.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_1_i_003.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_1_i_004.jpg"/> </p><p></p><p></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Ирина Яковлева Владимир Яковлев ПО СЛЕДАМ МИНУВШЕГО Ирина Яковлева Владимир Яковлев ПО СЛЕДАМ МИНУВШЕГО «…Палеонтология — наука, погруженная, казалось бы, в недра планеты, — служит окном в космос, через которое мы научимся видеть закономерности истории жизни и появления мыслящих существ». И. А. Ефремов
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 23 Микроб-компьютер</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 23</p> <p>Микроб-компьютер</p> <p>Значение информации и методика ее измерения и передачи составляют целый предмет изучения для инженера, физиолога, психолога и социолога.</p> <p><em>Н. Винер</em></p> <p>Микробная клетка представляет собой маленький химический завод. Расширенно истолковывая это понятие, мы должны допустить, что на нем, несмотря на поистине микроскопические размеры, должны быть представлены все службы, присущие настоящему предприятию. К ним относятся служба главного энергетика, ведающая учетом и распределением энергии; служба главного технолога, ответственная за технологию производственного процесса, и служба главного конструктора, разрабатывающая и передающая в производственные цеха новые разработки. И конечно, на заводе должна быть дирекция, управляющая всем производством. Переводя эти понятия на язык биологии, можно утверждать, что такая сложная структура должна иметь систему для получения энергии, систему для получения пластических веществ, систему анализаторов и, конечно, внутренний компьютер, управляющий ими и множеством других подсистем, без которых невозможно существование микроорганизма.</p> <p>В самом слове «микроорганизм», особенно в приставке «микро», содержится нечто настолько уменьшительное, что обычно воспринимается только первая половина этого сложносоставного слова; на ней сосредоточивается все его содержание и поэтому зачастую упускается из виду вторая половина — «организм» и заключенный в ней смысл. А организм — это сложнейшая структура с целой совокупностью систем и подсистем, объединенная в едином процессе, который мы называем жизнью.</p><p>Из этого множества систем невозможно выделить главные или второстепенные. Все они важны, все так или иначе связаны между собой, и неисправность любой из них в конечном счете может привести к гибели организма. И все же есть одна система — безукоризненная исправность которой в первую очередь обеспечивает слаженное функционирование всех остальных. Это система управления.</p><p>Микроорганизмы, как и все организмы, существуют в непрерывно трансформирующемся мире. Изменяется все: температура, влажность, освещенность, кислотность среды, напряженность магнитных полей и множество других факторов, что могло бы привести организмы к гибели, если бы в борьбе с этими изменениями они не предпринимали целенаправленных действий.</p><p>Мы, люди, например, уверенно чувствуем себя в окружающем мире, потому что можем противостоять (и постоянно противостоим!) этим изменяющимся факторам, борясь за сохранение своего гомеостаза. Можно предположить, что у всех живых систем должна быть некая общность в функционировании систем управления.</p><p>И действительно, у микроорганизмов существует механизм взаимодействия с окружающей средой. Они могут ощущать и учитывать градиент концентраций веществ и условий, с которыми вступают в контакт. Этот механизм — многочисленные и разнообразные таксисы. Существуют хемотаксис, фототаксис, термотаксис, гидротаксис, аэротаксис, магнитотаксис и другие. Бактерии способны ощущать не только градиент активных веществ, но и изменение их концентраций во времени.</p><p>Природа устройства, обрабатывающего информацию, поступающую из окружающей среды, и передающего ее тем или иным органеллам бактериальной клетки, почти совершенно неизвестна.</p><p>Исторически сложилось так, что наиболее изученной в настоящее время оказалась система управления высших животных.</p><p>Условно ее работа состоит из трех последовательных этапов: получение исходной информации, ее обработка и выдача управляющего сигнала. О том, как в живых системах происходит обработка информации, а в сущности, о том, какие процессы протекают после ее поступления в блок обработки и предшествуют выходу управляющего сигнала, мы знаем еще пока не очень много.</p><p>Полог таинственности над этой проблемой стал медленно приподниматься после того, как были созданы и стали совершенствоваться первые устройства для обработки информации — электронно-вычислительные машины, предшественники современных компьютеров.</p><p>В некоторых случаях они служили для проверки предположений о работе «черного ящика», а изучение работы головного мозга, в свою очередь, дало возможность совершенствовать электронно-вычислительные машины. Их проникновение в сферы управления процессами, протекающими с большими скоростями и со значительным числом параметров, потребовало усовершенствования — в основном за счет увеличения скорости работы составных элементов, или, как принято говорить, элементной базы ЭВМ.</p><p>Она развивалась от электронных ламп к транзисторам, от транзисторов к интегральным схемам, включающим десятки транзисторов, и, наконец, от интегральных схем (ИС) к большим интегральным схемам (БИС), содержащим до 1000 элементов. Одним из последних элементов развития элементной базы являются СБИСы — сверхбольшие интегральные схемы со степенью интеграции до 1 000 000 элементов на одном кристалле. Разработки (2006 г.) фирмы Hewlett-Packard позволяют разместить на маленьком участке, равном по площади торцевой поверхности человеческого волоса, 10 000 элементов.</p><p>Соответственно, по использованным элементам различают машины первого поколения — на электронных лампах, второго — на полупроводниках, третьего — на интегральных схемах и четвертого — на сверхбольших схемах.</p><p>С увеличением числа рабочих элементов росли и скорости. Если первые ЭВМ (БЭСМ-1) могли производить 10 000 операций в секунду, то современные компьютеры способны провести за эту единицу времени несколько сотен миллионов операций. Но такой путь увеличения скорости работы ЭВМ имеет предел, хотя число параллельно работающих элементов, казалось бы, можно легко увеличить.</p><p>Однако быстродействие ЭВМ определяется не только числом операций в секунду, но и временем, необходимым для прохождения сигнала от одной интегральной схемы к другой. Это не позволяет бесконечно увеличивать число элементов и требует максимальной компактности, которая, в свою очередь, предполагает соблюдение микроразмеров — главного требования, предъявляемого к электронным схемам.</p><p>Высокая плотность упаковки устройств в интегральных схемах приводит к их перегреву, поэтому приходится отводить образующееся тепло с помощью различных, иногда довольно сложных приспособлений.</p><p>Требования высокой плотности, ограничение общего числа рабочих элементов и тепловые затруднения, о которых мы только что говорили, привели к созданию нового класса полупроводниковых устройств — твердотельных структур.</p><p>На сегодняшний день они представляют одну из наиболее быстро развивающихся областей физики твердого тела. Композиционная твердотельная сверхструктура — это периодическая решетка чередующихся сверхтонких слоев двух различных полупроводников. Толщина каждого слоя — не более нескольких сотен атомов. Сложные электронные процессы, протекающие в этих структурах (мы не будем здесь вдаваться в их детали), позволят использовать их как новую элементную базу для современных ЭВМ, значительно превосходящую по своим эффективным параметрам даже интегральные схемы. Получение твердотельных структур основано на самой новейшей и совершеннейшей технологии с использованием лазерной техники и сверхчистых веществ.</p><p>Несмотря на впечатляющие успехи в области ЭВМ, головной мозг человека продолжает оставаться недосягаемым образцом для создателей и разработчиков электронно-вычислительных машин. И по числу рабочих элементов, и по энергоемкости, и по компактности он оставляет далеко позади лучшие образцы ЭВМ. Достаточно привести всем известные характеристики головного мозга: объем — несколько кубических дециметров, потребляемая мощность — несколько ватт, а число рабочих элементов 10–15 млрд!</p> <p>Однако даже максимально приближенные по своим показателям к головному мозгу электронно-вычислительные машины значительно уступают ему по скорости обработки информации, хотя каждый отдельный его «элемент» (нейрон) работает медленнее. Возникло предположение (впоследствии подтвердившееся), что структура или, как принято говорить, архитектоника ЭВМ устроена хуже. Хотя электронно-вычислительные машины и строились по «образу и подобию» процессов, протекающих по принципу рефлекторной дуги на основе известной триады: входной сигнал — обработка — выходной сигнал, тем не менее несостоятельность этой схемы, особенно при управлении быстро протекающими процессами, заставила физиологов более детально исследовать процессы, происходящие в нашем «персональном компьютере» — головном мозге. Это позёволило обнаружить принципиально новую схему обработки информации.</p><p>Оказалось, что рецепторы — источники входных сигналов не ведут себя пассивно, они непрерывно информируют центр о производимой работе, получая в ответ новые сигналы и точно рассчитанные поправки. Согласно концепции академика П. К. Анохина, работа каждого органа и управляющего им центра совершается как бы кольцеобразно, в обстановке полного доверия и взаимной осведомленности. Причем в зависимости от меняющихся условий внешней и внутренней среды тотчас же следует коррекция из центра, и весь кольцевой рефлекторный аппарат перестраивается на новый рабочий режим. По такому принципу параллельной обработки информации функционируют все рефлекторные системы. В соответствии с ним работают и новые образцы ЭВМ, что значительно увеличивает их быстродействие.</p><p>«Однако при чем же здесь микроорганизмы?» — спросите вы. Логично предположить, что и у этих биологических систем, стоящих на более низком уровне развития, процессы обработки информации и управления должны быть основаны на таких же принципах. Ведь сам факт их существования и жизнеспособности в изменяющихся условиях свидетельствует о наличии у микроорганизмов практически безынерционных систем обработки информации, хотя и не таких сложных, как головной мозг высших животных.</p><p>Как происходят передача и обработка информации в ультраструктуре микробной клетки и какова та элементная база, из которой состоит ее ЭВМ? Ответа пока нет. До сих пор не удалось обнаружить среди разнообразных субклеточных структур микроорганизма такие, которые могли бы выполнять функции блоков обработки информации. Однако эти функции каким-то образом успешно выполняются в клетке. Можно предположить, что здесь не обошлось без одного из основных ее компонентов — белков.</p><p>Еще в 1941 г. американский биохимик А. Сент-Дьерди предположил, что в них содержатся делокализованные электроны, которые могут обеспечить передачу в другие места изменений, начавшихся в каком-либо месте белковой макромолекулы. Таким образом, эти переходы аналогичны тем, которые хорошо известны в физике полупроводников и на основе которых функционируют многие электронные приборы и устройства. По мнению французского ученого Л. Бриллюэна, белки также могут служить полупроводниками электронного типа благодаря присутствию в них боковых цепей, действующих так же, как примеси в полупроводниках.</p><p>Когда мы говорили о композиционных структурах, предсказанных квантовой теорией твердого тела и воплощенных в металле и керамике, то следовало заметить, что у них есть близкие аналоги в живой природе. Это — клеточные мембраны. По структуре они тоже представляют собой «сэндвичи», но не из тонких слоев различных металлов, а из тончайших слоев белков и липидов.</p><p>Не исключено, что это, как принято говорить в биологии, морфологическое сходство ведет к функциональной общности: такие структуры способны играть роль элементов, служащих вентилями в электронных схемах, т. е. выполнять функции полупроводников.</p><p>В последнее время в научной и коммерческой литературе появились сообщения о разработке и использовании на базе достижений биотехнологии и микроэлектроники новых структурных элементов ЭВМ — биочипов. Специалисты японской фирмы Suntory Ltd. полагают, что емкость их памяти примерно в 1 млрд раз больше, чем у полупроводников на базе кремния.</p><p>Найти микроструктуры, выполняющие роль элементной базы, изучить архитектонику их компоновки в системе СИС (сложных интегральных схем) и условия, обеспечивающие стабильность, надежность и мизерную энергоемкость этих биологических микроЭВМ, разработать биотехнологические схемы их синтеза — вот задача для микробиологов, биотехнологов, специалистов в области микроэлектроники; задача, поставленная американским ученым Норбертом Винером и взятая в качестве эпиграфа к этой главе.</p><p>И это не фантастика. В этом направлении уже сделаны первые шаги, и открывающиеся перспективы поистине удивительны! Успехи генетической инженерии позволяют получать в больших количествах белки определенной структуры, обладающие специфическими свойствами. Не исключено, что, применяя методы генной инженерии, можно будет получать структуры, напоминающие полупроводниковые, а используя методы их иммобилизации, — стабилизированные биоструктуры, которые могут служить аналогами сложных интегральных схем и быть основой элементной базы последующих поколений ЭВМ.</p><p>Вычислительная техника, создаваемая на элементной базе из биологических материалов, так называемых биочипов, делает первые шаги. И может быть, недалеко то время, когда эта элементная база станет основой для создания компактной, надежной и малоэнергоемкой вычислительной техники будущего.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 23 Микроб-компьютер Глава 23 Микроб-компьютер Значение информации и методика ее измерения и передачи составляют целый предмет изучения для инженера, физиолога, психолога и социолога. Н. Винер Микробная клетка представляет собой маленький химический завод. Расширенно истолковывая это понятие, мы должны допустить, что на нем, несмотря на поистине микроскопические размеры, должны быть представлены все службы, присущие настоящему предприятию. К ним относятся служба главного энергетика, ведающая учетом и распределением энергии; служба главного технолога, ответственная за технологию производственного процесса, и служба главного конструктора, разрабатывающая и передающая в производственные цеха новые разработки. И конечно, на заводе должна быть дирекция, управляющая всем производством. Переводя эти понятия на язык биологии, можно утверждать, что такая сложная структура должна иметь систему для получения энергии, систему для получения пластических веществ, систему анализаторов и, конечно, внутренний компьютер, управляющий ими и множеством других подсистем, без которых невозможно существование микроорганизма. В самом слове «микроорганизм», особенно в приставке «микро», содержится нечто настолько уменьшительное, что обычно воспринимается только первая половина этого сложносоставного слова; на ней сосредоточивается все его содержание и поэтому зачастую упускается из виду вторая половина — «организм» и заключенный в ней смысл. А организм — это сложнейшая структура с целой совокупностью систем и подсистем, объединенная в едином процессе, который мы называем жизнью. Из этого множества систем невозможно выделить главные или второстепенные. Все они важны, все так или иначе связаны между собой, и неисправность любой из них в конечном счете может привести к гибели организма. И все же есть одна система — безукоризненная исправность которой в первую очередь обеспечивает слаженное функционирование всех остальных. Это система управления. Микроорганизмы, как и все организмы, существуют в непрерывно трансформирующемся мире. Изменяется все: температура, влажность, освещенность, кислотность среды, напряженность магнитных полей и множество других факторов, что могло бы привести организмы к гибели, если бы в борьбе с этими изменениями они не предпринимали целенаправленных действий. Мы, люди, например, уверенно чувствуем себя в окружающем мире, потому что можем противостоять (и постоянно противостоим!) этим изменяющимся факторам, борясь за сохранение своего гомеостаза. Можно предположить, что у всех живых систем должна быть некая общность в функционировании систем управления. И действительно, у микроорганизмов существует механизм взаимодействия с окружающей средой. Они могут ощущать и учитывать градиент концентраций веществ и условий, с которыми вступают в контакт. Этот механизм — многочисленные и разнообразные таксисы. Существуют хемотаксис, фототаксис, термотаксис, гидротаксис, аэротаксис, магнитотаксис и другие. Бактерии способны ощущать не только градиент активных веществ, но и изменение их концентраций во времени. Природа устройства, обрабатывающего информацию, поступающую из окружающей среды, и передающего ее тем или иным органеллам бактериальной клетки, почти совершенно неизвестна. Исторически сложилось так, что наиболее изученной в настоящее время оказалась система управления высших животных. Условно ее работа состоит из трех последовательных этапов: получение исходной информации, ее обработка и выдача управляющего сигнала. О том, как в живых системах происходит обработка информации, а в сущности, о том, какие процессы протекают после ее поступления в блок обработки и предшествуют выходу управляющего сигнала, мы знаем еще пока не очень много. Полог таинственности над этой проблемой стал медленно приподниматься после того, как были созданы и стали совершенствоваться первые устройства для обработки информации — электронно-вычислительные машины, предшественники современных компьютеров. В некоторых случаях они служили для проверки предположений о работе «черного ящика», а изучение работы головного мозга, в свою очередь, дало возможность совершенствовать электронно-вычислительные машины. Их проникновение в сферы управления процессами, протекающими с большими скоростями и со значительным числом параметров, потребовало усовершенствования — в основном за счет увеличения скорости работы составных элементов, или, как принято говорить, элементной базы ЭВМ. Она развивалась от электронных ламп к транзисторам, от транзисторов к интегральным схемам, включающим десятки транзисторов, и, наконец, от интегральных схем (ИС) к большим интегральным схемам (БИС), содержащим до 1000 элементов. Одним из последних элементов развития элементной базы являются СБИСы — сверхбольшие интегральные схемы со степенью интеграции до 1 000 000 элементов на одном кристалле. Разработки (2006 г.) фирмы Hewlett-Packard позволяют разместить на маленьком участке, равном по площади торцевой поверхности человеческого волоса, 10 000 элементов. Соответственно, по использованным элементам различают машины первого поколения — на электронных лампах, второго — на полупроводниках, третьего — на интегральных схемах и четвертого — на сверхбольших схемах. С увеличением числа рабочих элементов росли и скорости. Если первые ЭВМ (БЭСМ-1) могли производить 10 000 операций в секунду, то современные компьютеры способны провести за эту единицу времени несколько сотен миллионов операций. Но такой путь увеличения скорости работы ЭВМ имеет предел, хотя число параллельно работающих элементов, казалось бы, можно легко увеличить. Однако быстродействие ЭВМ определяется не только числом операций в секунду, но и временем, необходимым для прохождения сигнала от одной интегральной схемы к другой. Это не позволяет бесконечно увеличивать число элементов и требует максимальной компактности, которая, в свою очередь, предполагает соблюдение микроразмеров — главного требования, предъявляемого к электронным схемам. Высокая плотность упаковки устройств в интегральных схемах приводит к их перегреву, поэтому приходится отводить образующееся тепло с помощью различных, иногда довольно сложных приспособлений. Требования высокой плотности, ограничение общего числа рабочих элементов и тепловые затруднения, о которых мы только что говорили, привели к созданию нового класса полупроводниковых устройств — твердотельных структур. На сегодняшний день они представляют одну из наиболее быстро развивающихся областей физики твердого тела. Композиционная твердотельная сверхструктура — это периодическая решетка чередующихся сверхтонких слоев двух различных полупроводников. Толщина каждого слоя — не более нескольких сотен атомов. Сложные электронные процессы, протекающие в этих структурах (мы не будем здесь вдаваться в их детали), позволят использовать их как новую элементную базу для современных ЭВМ, значительно превосходящую по своим эффективным параметрам даже интегральные схемы. Получение твердотельных структур основано на самой новейшей и совершеннейшей технологии с использованием лазерной техники и сверхчистых веществ. Несмотря на впечатляющие успехи в области ЭВМ, головной мозг человека продолжает оставаться недосягаемым образцом для создателей и разработчиков электронно-вычислительных машин. И по числу рабочих элементов, и по энергоемкости, и по компактности он оставляет далеко позади лучшие образцы ЭВМ. Достаточно привести всем известные характеристики головного мозга: объем — несколько кубических дециметров, потребляемая мощность — несколько ватт, а число рабочих элементов 10–15 млрд! Однако даже максимально приближенные по своим показателям к головному мозгу электронно-вычислительные машины значительно уступают ему по скорости обработки информации, хотя каждый отдельный его «элемент» (нейрон) работает медленнее. Возникло предположение (впоследствии подтвердившееся), что структура или, как принято говорить, архитектоника ЭВМ устроена хуже. Хотя электронно-вычислительные машины и строились по «образу и подобию» процессов, протекающих по принципу рефлекторной дуги на основе известной триады: входной сигнал — обработка — выходной сигнал, тем не менее несостоятельность этой схемы, особенно при управлении быстро протекающими процессами, заставила физиологов более детально исследовать процессы, происходящие в нашем «персональном компьютере» — головном мозге. Это позёволило обнаружить принципиально новую схему обработки информации. Оказалось, что рецепторы — источники входных сигналов не ведут себя пассивно, они непрерывно информируют центр о производимой работе, получая в ответ новые сигналы и точно рассчитанные поправки. Согласно концепции академика П. К. Анохина, работа каждого органа и управляющего им центра совершается как бы кольцеобразно, в обстановке полного доверия и взаимной осведомленности. Причем в зависимости от меняющихся условий внешней и внутренней среды тотчас же следует коррекция из центра, и весь кольцевой рефлекторный аппарат перестраивается на новый рабочий режим. По такому принципу параллельной обработки информации функционируют все рефлекторные системы. В соответствии с ним работают и новые образцы ЭВМ, что значительно увеличивает их быстродействие. «Однако при чем же здесь микроорганизмы?» — спросите вы. Логично предположить, что и у этих биологических систем, стоящих на более низком уровне развития, процессы обработки информации и управления должны быть основаны на таких же принципах. Ведь сам факт их существования и жизнеспособности в изменяющихся условиях свидетельствует о наличии у микроорганизмов практически безынерционных систем обработки информации, хотя и не таких сложных, как головной мозг высших животных. Как происходят передача и обработка информации в ультраструктуре микробной клетки и какова та элементная база, из которой состоит ее ЭВМ? Ответа пока нет. До сих пор не удалось обнаружить среди разнообразных субклеточных структур микроорганизма такие, которые могли бы выполнять функции блоков обработки информации. Однако эти функции каким-то образом успешно выполняются в клетке. Можно предположить, что здесь не обошлось без одного из основных ее компонентов — белков. Еще в 1941 г. американский биохимик А. Сент-Дьерди предположил, что в них содержатся делокализованные электроны, которые могут обеспечить передачу в другие места изменений, начавшихся в каком-либо месте белковой макромолекулы. Таким образом, эти переходы аналогичны тем, которые хорошо известны в физике полупроводников и на основе которых функционируют многие электронные приборы и устройства. По мнению французского ученого Л. Бриллюэна, белки также могут служить полупроводниками электронного типа благодаря присутствию в них боковых цепей, действующих так же, как примеси в полупроводниках. Когда мы говорили о композиционных структурах, предсказанных квантовой теорией твердого тела и воплощенных в металле и керамике, то следовало заметить, что у них есть близкие аналоги в живой природе. Это — клеточные мембраны. По структуре они тоже представляют собой «сэндвичи», но не из тонких слоев различных металлов, а из тончайших слоев белков и липидов. Не исключено, что это, как принято говорить в биологии, морфологическое сходство ведет к функциональной общности: такие структуры способны играть роль элементов, служащих вентилями в электронных схемах, т. е. выполнять функции полупроводников. В последнее время в научной и коммерческой литературе появились сообщения о разработке и использовании на базе достижений биотехнологии и микроэлектроники новых структурных элементов ЭВМ — биочипов. Специалисты японской фирмы Suntory Ltd. полагают, что емкость их памяти примерно в 1 млрд раз больше, чем у полупроводников на базе кремния. Найти микроструктуры, выполняющие роль элементной базы, изучить архитектонику их компоновки в системе СИС (сложных интегральных схем) и условия, обеспечивающие стабильность, надежность и мизерную энергоемкость этих биологических микроЭВМ, разработать биотехнологические схемы их синтеза — вот задача для микробиологов, биотехнологов, специалистов в области микроэлектроники; задача, поставленная американским ученым Норбертом Винером и взятая в качестве эпиграфа к этой главе. И это не фантастика. В этом направлении уже сделаны первые шаги, и открывающиеся перспективы поистине удивительны! Успехи генетической инженерии позволяют получать в больших количествах белки определенной структуры, обладающие специфическими свойствами. Не исключено, что, применяя методы генной инженерии, можно будет получать структуры, напоминающие полупроводниковые, а используя методы их иммобилизации, — стабилизированные биоструктуры, которые могут служить аналогами сложных интегральных схем и быть основой элементной базы последующих поколений ЭВМ. Вычислительная техника, создаваемая на элементной базе из биологических материалов, так называемых биочипов, делает первые шаги. И может быть, недалеко то время, когда эта элементная база станет основой для создания компактной, надежной и малоэнергоемкой вычислительной техники будущего.
true
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава вторая Свидетельства камней и костей</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава вторая</p> <p>Свидетельства камней и костей</p> <p>Как я не раз говорил вам, надо исключить невозможное, и то, что останется, пусть самое невероятное, и будет истиной.</p> <p>Шерлок Холмс</p> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_12_img008f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>У великолепно сохранившегося черепа самки австралопитека африканского, который Роберт Брум нашел в Южной Африке, не хватает только зубов и нижней челюсти</em></p><p></p><p>Само собой разумеется, что изучение доисторического человека в первую очередь означает изучение его окаменевших остатков. Чтобы понять, кто были наши предки и как они выглядели, мы должны научиться истолковывать отдельные сохранившиеся кусочки костей, которые в последнее время обнаруживаются во все больших количествах. Для этого нужно знать их возраст. Своеобразие формы, необычная величина порождают всевозможные интригующие предположения о том, кто от кого произошел. Но эти предположения, строящиеся на соотношении одного обломка кости с другим, могут обрести весомость только при надежном датировании находок.</p><p>Когда речь идет о датировании, необходимо, чтобы сходилось все. Постепенное установление хода эволюции человека можно уподобить очистке старого гобелена, заросшего пылью и грязью. Современный человек находится в верхней части гобелена, а наиболее древние его предки вытканы у самого низа. Ткань ветха, особенно в нижней половине. Гобелен следует чистить с величайшей осторожностью, иначе он совсем расползется. И чистка длится очень долго. Приступая к какой-то части, невозможно установить заранее, изображено ли на ней что-нибудь или под грязью скрывается пустой фон, а может быть, и прореха. Да и изображение может оказаться лишь фрагментом фигуры, настолько маленьким и загадочным, что никакого представления о целом он не даст. А то вдруг откроется вся фигура, но совершенно неожиданная, присутствие которой станет понятным, только когда будет очищено еще несколько. И огромную роль играет положение на гобелене каждой детали — ее точное место во времени по отношению ко всем прочим его частям. Верно истолковать те или иные окаменелости и вывести подлинную генеалогию человека возможно, только осмыслив все прочие данные.</p> <p>Проблема возраста — проблема датирования — решается тремя путями. Во-первых, геологическим, через изучение истории Земли. Тут важны местоположение, толщина и природа разнообразных слоев глины, осадочных пластов, песка, лавы, известняков и прочих пород, из которых слагается поверхность нашей планеты, а также их соотношение. Поскольку некоторые процессы — например, эрозия или накопление отложений на морском дне и их превращение под действием тепла и давления в твердые породы — происходят сейчас с определенной поддающейся измерению скоростью, можно предположить, что и в прошлом они протекали приблизительно с такой же скоростью. Стратиграфия (наука, занимающаяся изучением этих слоев) воссоздает примерную картину прошлого Земли. Это дает возможность расположить окаменелости, найденные в разных породах, в хронологической последовательности.</p><p>Второй путь определения возраста заключается в изучении самих окаменелостей. В различных слоях они не одинаковы, а меняются со временем и благодаря этому могут служить хронологическими вехами, особенно если для них установлена точная последовательность. Например, эволюция лошади известна очень хорошо. За 60 миллионов лет лошадь развилась из четырехпалого животного величиной с кошку в то крупное однопалое животное, которое мы знаем сегодня. Многочисленные промежуточные стадии развития лошади, запечатленные в окаменел остях, сохранившихся в различных геологических слоях, позволяют воссоздать эту историю достаточно подробно. Если в одном слое с каким то предком лошади мы обнаружим окаменевшие остатки других животных или растений, можно считать, что они имеют тот же возраст. То есть уже датированная окаменелость помогает датировать другие и т. д.</p><p>Постоянно сравнивая и сопоставляя гигантские количества данных, относящихся как к горным породам, так и к окаменелостям, наука сумела воссоздать довольно подробную хронологию далекого прошлого. Однако конкретные даты в ней отсутствуют.</p><p>Третий способ восполняет этот пробел. Он опирается на свойство радиоактивных элементов выделять энергию с постоянной скоростью, постепенно превращаясь в другое вещество. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Радий, например, медленно переходит в свинец. Стоит определить скорость этого процесса, и можно будет установить возраст данного кусочка радия, измерив, какая его часть уже перешла в свинец, а какая еще остается радием. К числу долгоживущих радиоактивных элементов принадлежит калий-40. Для целей палеонтологии он особенно полезен потому, что встречается в вулканических пеплах и лавах. Возраст окаменелостей, обнаруженных в такой вулканической породе или оказавшихся между двумя ее слоями, может быть установлен с большой точностью.</p><p>Получив надежные часы для отсчета времени, мы можем теперь вернуться к окаменелостям приматов и поставить решающий вопрос: как различать низших обезьян, человекообразных обезьян и людей? Когда речь идет о современных видах, никакой трудности не возникает — все они в ходе своего развития настолько обособились, что сходство между ними в значительной степени исчезло. Однако все они происходят от одного предка, и, чем дальше мы углубляемся в прошлое, тем больше их окаменелости начинают походить друг на друга. В какой-то момент они становятся неразличимыми. Вот почему, чтобы установить линию развития гоминидов, необходимо воссоздать по этим окаменелостям генеалогическое древо приматов.</p><p>Взявшись за это, мы обнаружим, что внимание надо будет сосредоточить на особенностях челюстей и зубов, поскольку они сохраняются лучше всего и нередко никаких других костей в нашем распоряжении вообще нет. Зубы по твердости и прочности далеко превосходят все прочие части тела. Их всегда можно распознать, хотя бы они пролежали в земле буквально миллионы лет, потемнели и истерлись. Кости более хрупки. Иногда кость сохраняется хорошо и выдерживает процесс очистки от спаявшихся с ней кусков породы. Таким прочным, например, оказался первый таунгский череп: Реймонд Дарт несколько месяцев кропотливо очищал лицевые кости, а на то, чтобы разнять челюсти и осмотреть поверхность зубов, у него ушло четыре года.</p><p>Другие окаменевшие кости не столь прочны и рассыпаются в прах, едва их освобождают от каменных наслоений. Нередко прежде, чем извлечь такую кость из земли, ее приходится пропитывать специальными скрепляющими составами.</p><p>Но в каком бы состоянии ни была окаменелость, она всегда выглядит не так, как окружающая порода. Специалисты узнают окаменелости с первого взгляда, к тому же они обладают феноменальной способностью различать их. Так, любой профессионал безошибочно определит, принадлежит ли найденный коренной зуб низшей обезьяне, человекообразной обезьяне или человеку. На жевательной поверхности коренного зуба низшей обезьяны обычно имеются четыре бугорка, расположенные попарно. У человекообразной обезьяны и у древнего человека таких бугорков на коренном зубе чаще всего пять. И что еще важнее, располагаются они не парами, а по характерной Y-образной схеме. Эта схема Y-5 очень древняя: она была обнаружена еще у общего предка низших и человекообразных обезьян. Следовательно, пролежавшая в земле 15 миллионов лет челюсть, от которой остался только обломок с парой коренных зубов, имеющих по четыре бугорка, — это челюсть низшей обезьяны, а не человекообразной и не гоминида, поскольку те сохранили более древнюю схему Y-5.</p><p>Таким образом, мы получили некоторые данные для первого наброска генеалогического древа приматов, но данные эти носят негативный характер и ничего не сообщают о том, где произошло разделение низших и человекообразных обезьян. Мы пока знаем только, что это случилось раньше чем 15 миллионов лет назад. Но насколько раньше? Увы, одна окаменелость больше ничего сказать не может. Чтобы уточнить это место, нам необходимо отыскать более древние обезьяньи зубы с четырьмя бугорками, а потом — еще более древние.</p><p>И возможно, прежде чем задача будет наконец решена, нам придется стереть не одну предварительную пометку. Кроме того, существует проблема, заложенная в самом понятии эволюции. Нижеследующий воображаемый диалог даст о ней необходимое представление.</p><p>— Различие в бугорках, о котором вы говорите, очень удобно, если возраст окаменелости не превышает пятнадцати миллионов лет. Но что, если она старше? Ведь рано или поздно вы доберетесь до того периода, когда зубы низших обезьян начнут все больше и больше походить на зубы их предков со схемой Y-пять?</p><p>— Несомненно.</p> <p>— …Когда невозможно будет решить, есть на этом зубе пятый бугорок или нет?</p><p>— Да.</p><p>— Ну, и какой же обезьяне будет принадлежать подобный зуб — низшей или человекообразной?</p><p>— Если вы заглянете в такую древность, вам на помощь придут многие другие различия в величине, форме или числе зубов. Ведь особенности зубов, возникшие в ходе развития приматов, не исчерпываются расположением и числом бугорков. А если вам посчастливится найти и другие кости, задача опознания облегчится еще больше. Плечо низшей обезьяны, например, совершенно не похоже на плечо человекообразной, которая способна размахивать руками гораздо свободнее.</p><p>— Ну, хорошо. Но, углубляясь в прошлое, вы ведь неизбежно должны добраться до животного, у которого ни одна из этих особенностей не будет выражена четко.</p><p>— Совершенно справедливо.</p><p>— Ну, и?..</p><p>— Вы, собственно, просите, чтобы я точно указал день, когда у низшей обезьяны родился человекообразный детеныш. Но этого дня не было. В течение очень долгого времени наши предки соединяли в себе черты, характерные теперь только для низших обезьян или только для человекообразных. На протяжении этого периода под воздействием некоторых небольших различий в среде обитания щи в пищевом предпочтении у отдельных популяций складывались свои локальные особенности. Даже если бы мы располагали полным набором окаменел остей, представляющих миллионы лет эволюции, — а таких окаменелостей было бы несколько миллионов! — нам все равно не удалось бы обнаружить ту первую низшую обезьяну и ту первую человекообразную обезьяну, от которых пошли все остальные. Такой вообще не было.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_12__000006f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Схема ?-5 — пять бугорков (зеленые квадраты) на жевательной поверхности коренного зуба, разделенные не всегда отчетливо выраженной ?-образной бороздкой, — помогает отличать коренные зубы гоминидов и человекообразных обезьян от коренных зубов низших обезьян. Коренные зубы этих последних несут только четыре бугорка, причем их никогда не разделяет бороздка ?-образного типа</em></p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_12__000007f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Человек и все его родственники приматы происходят от общего предка, небольшого млекопитающего, походившего на крысу. Сначала ответвились лемуры и другие полуобезьяны, а затем сами обезьяны, причем часть их жила и развивалась в Новом Свете, а часть — в Старом. От этой последней группы отделились человекообразные обезьяны. Первым отделился гиббон, затем орангутан, а третья линия дала гориллу, шимпанзе и человека</em></p><p></p><p></p><p></p><p>— Другими словами, составляя генеалогическое древо, вы располагаете его разветвления очень приблизительно?</p><p>— Да. Поскольку то, что мы назвали "разветвлением", в действительности охватывает очень длительный период, и место его на древе всегда будет приблизительным. В лучшем случае можно лишь примерно указать, когда в общей исходной популяции начинают появляться различия, отражающие различия в окружающей среде или в питании. Географические и поведенческие факторы способствуют разделению популяции на отдельные группы, которые в результате такого разделения смешиваются все меньше и меньше. Если же произойдет полное физическое разделение популяции из-за образования горного хребта, вторжения моря или постепенного распространения пустыни, всякое смешение вообще прекращается. Это ускоряет накопление различий, и в конце концов вместо одного вида животных возникают два новых. Результатом подобного процесса явилось, например, появление у одной группы приматов зубов с четырьмя бугорками — в числе многих других важных отличий, отражающих то разнообразие в образе жизни, которое мы находим у современных низших и человекообразных обезьян.</p><p>Так выглядит в очень упрощенном изложении процесс видообразования. Именно этот процесс привел к возникновению не только низших обезьян, человекообразных обезьян и человека, но и вообще всех живых существ. Зная его механизм, теоретически мы можем, опираясь на характерное расположение зубных бугорков, рассортировать окаменевшие зубы по степени стирания этого различия вплоть до полного его исчезновения, что и укажет нам с достаточной точностью момент, когда началось разделение обезьян на низших и человекообразных. Так оно и будет, если удастся найти достаточное количество зубов древних приматов. Или же возможность установить искомую дату дадут другие особенности челюстей, черепа и скелета, а также их сочетания. Когда накапливается значительное количество подобных свидетельств, становится возможным с определенной уверенностью нанести искомое разветвление на генеалогическое древо.</p><p>Указать на генеалогическом древе место, где произошло разделение низших и человекообразных обезьян, — значит завершить один из важных этапов в прослеживании происхождения человека. Соблазнительно, конечно, считать взаимосвязь людей и человекообразных обезьян даже еще более важной, поскольку родство между ними теснее, а разделились они много позже. Однако на самом деле важен каждый этап этого пути, причем среди них нет ни более, ни менее важных, ибо развитие каждого звена в цепи жизни, ведущей к человеку, оказывалось возможным только благодаря развитию предыдущих звеньев. И, чтобы понять по-настоящему, что такое люди, мы должны рассматривать всю цепь. В частности, нам следует перенестись в прошлое более чем на 75 миллионов лет и повнимательнее разглядеть кое-каких насекомоядных млекопитающих, которые видом и размерами походили на крысу и шныряли по земле во влажном тропическом лесу.</p><p>Некоторые из этих древних млекопитающих перебрались затем на деревья — предположительно потому, что конкуренция на земле была крайне ожесточенной, а на деревьях их ждала обильная пища. Кое-где и сейчас еще живут подобные млекопитающие, которые с тех пор изменились относительно мало. Это тупайи. Зато другие изменились. И настолько радикально, что даже трудно поверить в их родство с тупайями. От небольших насекомоядных зверьков произошли все разнообразнейшие полуобезьяны, низшие обезьяны, человекообразные обезьяны и гоминиды. И тут мы оказываемся перед новым коварным вопросом: если все эти животные так преуспели в своем развитии, то почему относительно мало изменившиеся тупайи все еще существуют в современном мире?</p><p>Причина проста: им незачем было особенно изменяться. Среда их обитания сохранилась почти в первозданном виде и по-прежнему подходит им во всех отношениях. Следует сразу же уточнить, что биологический вид вовсе не обязательно должен эволюционировать. Дело в том, что против эволюции действует множество мощнейших факторов. Природа консервативна, и популяция, которая в определенных условиях чувствует себя хорошо, меняется мало. Благодаря естественному отбору ее члены в подавляющем большинстве всегда будут очень похожи друг на друга. Почти все они приближаются к своего рода "оптимальной модели" для данного времени, данного места и данного образа жизни. Если они в чем-либо отклоняются от этой оптимальной модели, у них неизбежно возникают какие-то трудности. Возможно, они проживут не так долго, как их более удачливые собратья. Или же дадут меньше потомства, а потому черта, отличающая их, либо полностью исчезнет, либо сохранится в рецессивном состоянии, скрытая в генах, и вновь, да и то не обязательно, проявится только у некоторой части потомства той пары, у которой она была присуща и самцу и самке. Такие потомки, скорее всего, не выживут — в отличие от тех, у которых эта черта останется в рецессиве.</p> <p>Вот почему все мы носим в своих генах порядочный груз неадаптивных черт. Некоторые из них действуют как сортировщики и бракуют нас, если мы слишком уж отклонимся от оптимальной модели. Иногда такая неприспособленность принимает очевидные формы ("обнаженное" сердце при не сформировавшейся грудной клетке обрекает новорожденного на мгновенную смерть).</p><p>Но по большей части генетическая изменчивость гораздо менее опасна и гораздо менее драматична. Она создает бесчисленные, но незначительные отличия у всех нас. Однако если она потенциально опасна, то неизбежен вопрос, почему она сохраняется. Почему ни один вид постепенно не избавился от неадаптивных черт и не состоит исключительно из особей, наиболее соответствующих тому образу жизни, который свойствен данному виду?</p><p>Достаточно немного подумать, и станет ясно, что изменчивость — непременное условие всякой жизни. На то существуют две причины. Во-первых, оптимальная модель — еще не значит совершенная модель. Постоянно действующий естественный отбор поддерживает тенденцию вида к улучшению, к развитию и усилению тех черт, благодаря которым он будет еще лучше приспосабливаться к условиям окружающей среды. Во-вторых, никакая среда не остается постоянной. Вид должен обладать генетическим разнообразием, иначе он не сможет измениться в соответствии с изменениями окружающей среды. А потому то, что сегодня у любого вида кажется избыточным генетическим грузом, завтра может преобразиться в средство спасения.</p><p>История приматов прекрасно иллюстрирует эти две соперничающие силы эволюции — тенденцию к изменениям и тенденцию к устойчивости. Одни наши древнейшие насекомоядные предки эволюционировали мало и крайне медленно, другие же — гораздо быстрее. Причины, пришпоривавшие эту эволюцию, могли быть едва заметными: например, какой-то самец тупайи оказывался чуть сообразительнее или чуть сильнее остальных — чуть более ловко хватал насекомых или был привлекательнее для самки на соседнем суку. Много времени спустя кое-где появились "улучшенные" тупайи. Под воздействием требований древесного образа жизни они начали изменяться довольно быстро. По ветвям было удобнее и безопаснее передвигаться, прыгая и цепляясь, чем бегать наподобие крыс, как прежде. Задние лапы удлинились. Крысиные когти на передних лапах постепенно преобразились в плоские ногти — отличительный признак всех современных приматов. Все четыре лапы начали превращаться в руки. Пальцы удлинялись, становились гибче и приобрели на концах осязательные подушечки. Все эти новые качества помогали животным "новой модели" ловко передвигаться по деревьям, стремительно хвататься за ветку или молниеносно ловить быстрых насекомых и юрких ящериц.</p><p>По мере того как прыжки, цепляние за ветки и ловля добычи лапами становились формой существования, обоняние все больше уступало главенствующее место зрению — ведь эти животные жили теперь не в двумерном мире плоской поверхности земли, а в трехмерном мире деревьев и им чуть ли не каждую минуту требовалось точно определять расстояние до другой ветки или до ящерицы. Это преобладание зрения над обонянием привело к тому, что форма головы древней тупайи тоже начала изменяться. Морда стала короче, череп округлился. Глаза увеличились и мало-помалу сдвинулись вперед, так что поле зрения одного глаза наложилось на поле зрения другого и животное получило объемное, или стереоскопическое, зрение.</p><p>Стереоскопическое зрение позволило оценивать расстояние с гораздо большей точностью, чем это доступно, например, кролику, чьи глаза расположены по бокам головы. Кролик должен постоянно следить, не подкрадывается ли к нему враг сбоку или сзади, зато ему не обязательно видеть то, что он ест, — трава не убегает и ее нетрудно находить с помощью обоняния. И вообще питание травой не требует особой сообразительности — во всяком случае, куда меньше, чем охота за ускользающей добычей среди ветвей. И со временем округленный череп обитателей древесных крон стал вместилищем более крупного мозга.</p><p>За 10–20 миллионов лет эти изменения продвинулись настолько далеко, что уже можно выделить новую группу животных-приматов. Самые древние из них-полуобезьяны и их потомки, — как и тупайи, дожили до наших дней. Это лемуры, лори, долгопяты и галаго. Некоторые из них, в частности крупные лемуры, и видом и поведением очень напоминают низших обезьян. Если бы низшие обезьяны не появились, вполне вероятно, что места их нынешнего обитания населяли бы лемуры.</p><p>Но, к несчастью для лемуров, низшие обезьяны все-таки появились, и генеалогическое древо приматов приобрело еще одно разветвление. Вначале они, вероятно, были, так сказать, сверхлемурами последней модели — то есть различия между ними и лемурами старого образца были незначительными. Однако, постепенно накапливаясь, эти различия обеспечивали имевшим их особям заметные преимущества, и в конце концов кроны деревьев оказались населенными более ловкими, более сообразительными, более подвижными и во всех отношениях более приспособленными к древесному образу жизни потомками лемуров, которые уже могут считаться обезьянами. Лемуры же мало-помалу исчезли почти всюду, где обитали прежде, — они не выдержали конкуренции. А на Мадагаскаре и в некоторых других местах они выжили просто потому, что обезьяны там не водятся и никогда не водились.</p><p>Итак, отметьте на генеалогическом древе разветвление, очень древнее, которое знаменует разделение обезьян и полуобезьян. Затем проведите карандашом по ветви обезьян до следующего разветвления, которое (на основании числа зубных бугорков, о чем говорилось выше) показывает, что обезьяны разделились на низших и человекообразных. Следуйте дальше по ветви человекообразных обезьян к новому разветвлению. В этой точке начнут появляться гоминиды. И опять-таки их появление придется прослеживать по особенностям зубов и челюстей.</p><p>Если сопоставить челюсть гориллы или шимпанзе с человеческой, в глаза сразу бросаются пять основных различий. Во-первых, по отношению к общему размеру черепа обезьянья челюсть больше и тяжелее, чем у человека. Во-вторых, зубы в ней располагаются как бы по трем сторонам прямоугольника — резцы занимают переднюю сторону, а остальные зубы двумя параллельными рядами уходят в глубь рта. В-третьих, клыки у самца много длиннее остальных зубов, и, когда челюсти сомкнуты, верхние клыки находят на нижние зубы, а нижние клыки торчат вверх. В-четвертых, между верхними зубами есть просветы, в которые входят эти огромные нижние клыки. И наконец, крыша ротовой полости — твердое нёбо — у обезьян почти плоская.</p> <p>У человека все перечисленные особенности отсутствуют. По отношению к общему размеру черепа его нижняя челюсть много меньше и легче. Твердое нёбо не плоско, а выгнуто сводом. Зубы все имеют примерно равную высоту, в том числе и клыки, а потому просветы между верхними зубами отсутствуют. Располагаются они не по сторонам прямоугольника, а дугой, достигающей наибольшей ширины в глубине рта.</p><p>Запомнив эти различия, вернемся теперь к первому черепу австралопитека, найденному в Южной Африке Реймондом Дартом, и посмотрим, имеет ли он какие-либо черты гоминида. То, что череп этот не мог принадлежать ни человекообразной обезьяне, ни павиану, Дарт решил сразу же, едва увидел его зубы. Ни огромных клыков, ни просветов — аккуратная дуга, совсем как у человека. И тех, кто потом осматривал окаменелость или читал о ней, смущала вовсе не челюсть, но общий вид черепа. Эта странная челюсть была частью морды человекообразной обезьяны — ни намека на лоб или подбородок. Черепная коробка была маленькой — она вмещала мозг не больше обезьяньего. Но, поскольку древность этого существа определялась двумя миллионами лет, то есть оно было вдвое древнее всех известных до тех пор гоминидов, ни Дарт, ни его горячий сторонник Роберт Брум не усмотрели ничего странного в такой своеобразной смеси характерных особенностей человекообразной обезьяны и человека. Два миллиона лет, рассуждали они, возможно, почти вплотную подводят нас к общему предку человека и человекообразной обезьяны, а он вполне мог обладать совершенно неожиданным сочетанием черт.</p><p>Положение еще больше запуталось, когда дальнейшие находки Брума и других южноафриканских исследователей показали, что в Южной Африке, по-видимому, существовали два типа прямоходящей человекообезьяны. Годы спустя дальнейшие многочисленные находки позволят провести между ними четкое научное различие. Один из уважения к его более крупным размерам и весу — (около 70 кг) получит название <strong>Australopithecus robustus</strong> — "австралопитек массивный". Более мелкий, весивший 35–45 кг, сохранит название <strong>Australopithecus africanus</strong> — "австралопитек африканский", которое Дал ему Дарт.</p><p>Однако тут Брум столкнулся с одной странностью. Хотя точное датирование в Южной Африке по-прежнему оставалось невозможным, он пришел к заключению, что некоторые из его австралопитеков массивных были на целый миллион лет моложе дартовского австралопитека африканского. Это его не смутило бы, если бы не следующее обстоятельство: более крупная и более поздняя человекообезьяна выглядела более примитивной. Ее челюсти и коренные зубы были массивны и меньше походили на человеческие, чем челюсти и коренные зубы австралопитека африканского.</p><p>Неужели предком человека был более поздний и более примитивный тип? Концы с концами тут явно не сходились. Тяжелая челюсть, крупные коренные зубы-жернова указывали на то, что существо это питалось растительной пищей и пережевывало огромное количество всякой зелени, примерно так же, как современные гориллы. Подтверждалось это и тем, что у австралопитека массивного на черепе имелся продольный костный гребень. У гориллы такой гребень служит опорой мощным жевательным мышцам, которых требует характер питания этой крупнейшей из человекообразных обезьян.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_12__000008f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Спутать верхнюю челюсть человекообразной обезьяны (вверху) с челюстью гоминида (внизу) невозможно. В челюсти обезьяны (в данном случае — современного карликового шимпанзе) зубы располагаются по трем сторонам прямоугольника, причем ряды коренных зубов почти параллельны. Четыре резца на передней стороне отделены от других зубов промежутками, в которые входят длинные клыки, характерные для самцов всех человекообразных обезьян</em></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_12__000009f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Человеческая челюсть не прямоугольна, а подковообразна. Зубы располагаются по дуге, расширяющейся в глубине рта. Поскольку у людей клыки невелики, нужды в просветах нет, и все зубы расположены тесно. У человека коренные зубы крупнее резцов, тогда как у обезьян (вверху) они по величине почти не различаются. Кроме того, человеческая челюсть короче и не выдается далеко вперед</em></p><p></p><p></p><p></p><p>Стоило признать это существо предком человека, и сразу же возникал ряд серьезных недоумений. Таким специализированным жевательным аппаратом не обзаводятся за одну ночь. Отсюда следовало, что австралопитек массивный эволюционировал к специализированному вегетарианскому образу жизни в течение очень долгого времени. И логика подсказывает, что он таким и остался — а не преобразился внезапно во всеядное существо (с небольшой нижней челюстью), каким всего лишь через несколько сотен тысяч лет стал человек.</p><p>Противоречия такого рода причиняют палеоантропологам массу забот. Эволюция не протекает ни столь капризно, ни столь быстро. Раз человек, по крайней мере последние три четверти миллиона лет, ел буквально все — а это мы знаем твердо, — то гораздо логичнее предположить, что его всеядность сложилась много раньше. Брум надеялся разрешить это противоречие, обнаружив еще какой-нибудь человеческий признак у одного из двух южноафриканских австралопитеков. Он и его коллеги год за годом отправлялись на поиски каменных орудий, которые можно было бы связать с более массивной или с менее крупной "изящной" человекообезьяной. И год за годом их поиски оставались тщетными.</p><p>Внезапно, как гром с ясного неба, пришло известие с севера: супруги Лики нашли в ущелье Олдувай череп и орудия. И словно бы в противовес прежним гипотезам, находка Лики оказалась сверхмассивным австралопитеком" которого Луис назвал <strong>Zinjanthropus boisei</strong>.</p><p>На какое-то время создалось впечатление, будто спор решен: непосредственным предком человека, по-видимому, было существо, имевшее, крайне мало человеческого. Специалистам по эволюции предстояло разгрызть очень горький орешек. Но, как это часто случается в исследованиях древнего человека, горькой оказалась только скорлупа. Стоит разгрызть ее — получив новые данные или по-иному оценив старые, — и горечи как не бывало. В олдувайских исследованиях это произошло с эффектной внезапностью. Всего лишь год спустя после обнаружения первого черепа супруги Лики нашли второй. Он также имел возраст 1,75 миллиона лет, но принадлежал к изящному типу и имел даже больше человеческих черт, чем черепа этого типа, найденные в Южной Африке. Собственно говоря, он выглядел настолько человеческим, что мог и не принадлежать австралопитековым. Луис Лики считал, что это уже не человекообезьяна, но настоящий человек и заслуживает быть отнесенным к роду Homo, А потому дал ему название <strong>Homo habilis</strong> — "человек умелый", подчеркивающее тот факт, что он пользовался орудиями.</p> <p>То, что орудиями пользовался именно человек умелый, а не сверхмассивный австралопитек бойсеи, было теперь продемонстрировано достаточно убедительно. Затем Лики отыскали в Олдувае целую серию остатков человека умелого, указывающую, что он обитал там более полумиллиона лет, пользуясь на протяжении этого срока почти не меняющимися каменными орудиями, и медленно эволюционировал, пока не обрел значительного сходства с человеком прямоходящим. Последующая находка там же в Олдувае окаменевших остатков человека прямоходящего, перебрасывающая мост между двумя периодами (миллион с лишним лет назад и без малого полмиллиона лет назад), как будто указывает, что первый развился во второго.</p><p>И название, и верительные грамоты дались человеку умелому нелегко. Он был примитивен и обладал небольшим мозгом. Многие антропологи классифицировали его как более развитую разновидность австралопитека африканского и считали, что статуса "человека" он не заслуживает. Многие считают так до сих пор. Его право называться самостоятельным видом подвергается сомнению с того самого дня, как он был окрещен.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_12_img009f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>На рисунке изображены скелеты трех австралопитеков, реконструированные по горстке окаменевших костей (закрашены зеленым цветом). Самый маленький, австралопитек африканский, был лишен гребня на черепе, что указывает на человекоподобный тип челюстных мышц</em></p><p></p><p>Ноги у него прямые, следовательно, он должен был лучше ходить. У австралопитека бойсеи, наоборот, колени широко разведены, что в сочетании с более длинными плечевыми костями указывает на то, что он, возможно, не был прямоходящим.</p><p>Отмечает ли человек умелый место еще одного разветвления? Все зависит от того, как на него взглянуть. Если он — боковой отпрыск австралопитека африканского (то есть если австралопитек африканский продолжал существовать и развиваться одновременно с ним), это означает разветвление. Если же он — прямой потомок австралопитека африканского, человекоподобные черты которого со временем становятся все более явными, то разветвления нет и просто один тип медленно переходит в другой.</p><p>Подобный взгляд на человека умелого, учитывая новейшие данные, представляется более оправданным. Но и при этом остается неразрешенным вопрос, что же такое человек умелый — человек он или нет. По сравнению с несомненными людьми, которые пришли ему на смену, он мало походит на человека. Стоит, однако, сравнить его с более примитивными предшествующими типами, и его право на статус человека начинает выглядеть обоснованным. Такое обескураживающее смещение перспективы при обозрении серии окаменелостей, воплощающих прямую линию развития, возникает почти обязательно. Различия между ними — это различия количественные, а не качественные и, естественно, становятся все более выраженными по мере продвижения вперед во времени. Для гоминидов наиболее характерные особенности таковы: увеличение объема мозга, уменьшение надглазничного валика, более легкая челюсть, более длинные ноги. Но где провести пограничную черту?</p><p>И мы вновь и вновь возвращаемся к этому ядовитому вопросу. Но самая его постановка неверна. Поскольку все живые существа являют собой конгломераты характерных особенностей, многие из которых, возможно, развивались, обгоняя остальные или отставая от них, любая попытка провести пограничную черту на основании этих особенностей чревата неприятностями, о чем свидетельствуют, в частности, следующие примеры.</p><p>Английский анатом Артур Кизс взял за предел объем мозга в 750 см<sup class="sup">3</sup>. Существо, у которого объем мозга ниже этого предела, по определению Кизса, не человек, а у которого выше — человек, причем Homo sapiens обладает наиболее крупным мозгом в 1200–1600 см<sup class="sup">3</sup>. Позже другой англичанин, Уилфрид Ле Гро Кларк, взял за минимум 700 см<sup class="sup">3</sup>. В отличие от цифры Кизса цифра Кларка не была произвольной. Она просто отражала тогдашнее состояние палеоантропологической летописи, не включавшей ни одного "человеческого" черепа, полость которого была бы менее 700 см<sup class="sup">3</sup>. Разумеется, такое положение подразумевало, что в любую минуту может быть открыт "человек" с чуть меньшим объемом черепа. И как же его назвать? А если отыщется такой, чей мозг окажется еще меньше, как назвать его?</p><p>В связи с человеком умелым эта проблема приобрела особую остроту. Решение вопроса о том, человек он или нет, затруднялось тем фактом, что у типового экземпляра, найденного Лики, черепная полость имела объем около 657 см<sup class="sup">3</sup> — то есть чуть ниже предела. С тех пор два специалиста, южноафриканский анатом Филлип Тобайас и американец Ральф Холлоуэй (Колумбийский университет), измерили еще три похожих черепа из Олдувая. Результаты их измерений оказались удивительно близкими друг к другу: объем полости черепа колеблется от 600 до 684 см<sup class="sup">3</sup> и в среднем составляет 642 см<sup class="sup">3</sup>. Мозг, слишком маленький для Человека? Но, бесспорно, слишком большой для типичных южноафриканских изящных австралопитеков, средний объем черепной полости которых составляет всего лишь около 450 см<sup class="sup">3</sup>.</p><p>Если объем мозга, форма зубов и длина ног эволюционируют с разной скоростью, то определить вид по этим признакам затруднительно. Тем не менее без классификации и названий обойтись невозможно. Вот почему для разрешения этой проблемы, пожалуй, лучше будет обозначать границу между видами точкой во времени, а не сводом характерных физических признаков. И безусловно, следует учитывать, что классификаторы неизбежно будут сталкиваться с каким-то смешением или стиранием этих признаков в ходе эволюции.</p><p>Ну, а если приложить все это к человеку умелому? Он как будто находится на самой границе. Споры о том, куда его поместить, начались сразу после того, как он был открыт в 1960 году, но и десять лет спустя все еще продолжались. С одной стороны, было очень трудно найти ему место по физическим признакам. Не меньшая трудность заключалась и в отсутствии сравнительного материала. Ведь палеоантропологи располагали только единственным черепом загадочного сверхмассивного его современника из Олдувая и кучей недатированных южноафриканских окаменелостей. Заглянуть через плечо человека умелого дальше во тьму времен было невозможно, так как более древних гоминидов найти пока не удалось. Брум, правда, полагал, что южноафриканские окаменелости должны быть старше, но доказать этого он не мог.</p><p>Такое отсутствие окаменелостей гоминидов старше двух миллионов лет имело прямое отношение к другой ядовитой проблеме — проблеме сосуществования в Южной Африке двух разновидностей австралопитека. До того как они были открыты, среди ученых господствовало мнение, что в каждый данный период на Земле жил только один прямоходящий предок человека. Поскольку теперь существует только один вид человека, напрашивался вывод, что эволюция и борьба за существование должны были всегда обеспечивать именно такое положение. Однако новые южноафриканские находки все больше и больше подрывали эту уверенность. Кости массивного и изящного типов настолько разнились между собой, что вполне могли принадлежать двум разным видам.</p> <p>На теоретический вопрос, могли ли два вида прямоходящих гоминидов существовать одновременно, южноафриканские находки четкого ответа не дают. Но, если мы вернемся в Олдувай и рассмотрим два обнаруженных там типа окаменелостей, нас ждет ошеломляющий сюрприз: массивный олдувайский австралопитек бойсеи настолько массивен, что чрезвычайно изящный человек умелый никак не мог принадлежать к одному с ним виду — а они сосуществовали!</p><p>С другой стороны, большой олдувайский череп был единственным в своем роде. Не означало ли это, что его величина — случайное уродство? Или он на самом деле принадлежал гоминиду особого, третьего вида?</p><p>Таково было положение в середине 60-х годов: предок человека отодвинулся во времени на два миллиона лет назад, в ту эпоху, когда в Восточной Африке обитал "человек", который изготовлял орудия и получил довольно неопределенное наименование "умелый". Хотя открывшие и окрестившие его супруги Лики не считали (ни тогда, ни после), что он произошел от австралопитека африканского, другие палеоантропологи придерживались именно такого мнения. Но как бы то ни было, ясность в этот вопрос могло внести только точное датирование австралопитека африканского. Если бы обнаружились более древние остатки человека умелого или менее древние — австралопитека африканского, это означало бы, что человек умелый вообще не происходит от австралопитека африканского.</p><p>В этом случае в Африке набралось бы четыре разных гоминида — большой и маленький в Олдувае, а также большой и маленький на юге, — не состоящие в прямом родстве между собой. Какой наступил бы антропологический хаос!</p><p>Упорядочить его можно было только одним способом — продолжая расчищать гобелен, то есть находя новые окаменелости, точнее определяя возраст прежних находок и углубляясь все дальше во тьму времен. И вот с этой целью в 1967 году была организована международная экспедиция, которая отправилась на поиски остатков гоминидов на юг Эфиопии, в отдаленную местность, носящую название Омо.</p><p>Такой выбор объяснялся несколькими причинами. Во-первых, один из руководителей экспедиции, французский палеонтолог доктор Камиль Арамбур, уже побывал там за 35 лет до этого и обнаружил много остатков ископаемых животных. Во-вторых, Омо удивительно похоже на Олдувай. Геологически оно тоже принадлежит к Восточно-Африканскому рифту — гигантской трещине в земной коре, которая тянется через Африку с севера на юг и отмечена цепями озер, а по сторонам обрамлена гигантскими обрывами. Значительная часть Восточно-Африканского рифта в настоящее время очень суха — озера заметно уменьшились, обрывы во многих местах сглажены эрозией, скалы растрескались от зноя. Хотя ущелье Олдувай создано рекой, теперь в нем не осталось даже ручья, лишь иногда по нему прокатываются быстро иссякающие потоки. Ничего, кроме скал, горячего воздуха и окаменелостей. Омо даже еще более знойно. Река в нем, правда, сохранилась; она берет начало на нагорьях Эфиопии и впадает в озеро Рудольф у северной границы Кении. Озеро Рудольф за последние четыре миллиона лет дважды увеличивалось и уменьшалось. В настоящее время длина его довольно солидна — 300 километров, но по сравнению с прежними своими размерами оно невелико и продолжает уменьшаться. Его суровые окрестности исследованы очень мало.</p><p>Восточно-Африканский рифт — беспокойная область земного шара, где продолжают происходить мощные геологические процессы. Она издавна была центром вулканической активности. Ее усеивают конусы и кратеры вулканов. Им Олдувай и обязан своими бесценными слоями датируемого вулканического пепла. Есть такие слои и в Омо. И наконец, в древности обе эти местности были много гостеприимнее, чем теперь. Тогда их орошали многочисленные реки, куда более богатая растительность обеспечивала существование больших популяций разнообразных животных, и гоминиды находили там то сочетание водоемов с переходящими в саванну лесами, которое, по-видимому, наиболее отвечало их потребностям.</p><p>Однако Омо имеет свои особенности, которые и привлекли новую экспедицию. В Олдувае наиболее точные и полезные страницы вулканического календаря втиснуты в пласты толщиной немногим больше 30 метров и охватывают период примерно в 200 тысяч лет, отстоящий от нас чуть менее чем на два миллиона лет. В Омо пласты эти достигают толщины свыше 600 метров и охватывают гораздо более длительный период. К тому же они содержат много слоев вулканического пепла, промежутки между которыми различны: некоторые соответствуют всего 100 тысячам лет, другие — заметно более долгому сроку, и все поддаются датированию при помощи калий-аргонового метода. В результате ученые могут использовать их, словно лестницу, уводящую во тьму времен, все глубже в землю, слой за слоем, причем каждая ступенька помечена своей датой.</p><p>Впрочем, в Омо для этого вовсе не нужно углубляться в землю. Там эти слои выпятились и теперь расположены под углом к поверхности: можно просто идти по все более древним пластам, точно по ребрам колоссального засыпанного землей скелета.</p><p>И что лучше всего — хроника Омо продолжается там, где олдувайская оборвалась примерно два миллиона лет назад. Насколько дальше уходит она в глубь времен, должны были определить геологи, которым предстояло выполнить чрезвычайно важную задачу: распутать каменную летопись для всей местности так, чтобы любая находка могла быть сразу датирована. Они это сделали. Нижний из слоев, содержащих окаменелости, как оказалось, имеет возраст четыре с лишним миллиону лет, то есть он вдвое старше самых древних слоев Олдувая.</p><p>Члены экспедиции 1967 года начали работу в этой многообещающей местности с самыми радужными надеждами. Арамбур выбрал место, которое разведал, когда работал в Омо первый раз. Вторая группа, руководимая американцем Кларком Хоуэллом (Калифорнийский университет), отправилась немного дальше вверх по течению реки Омо, туда, где еще не производились никакие исследования. Третья группа, которую возглавлял Ричард Лики, сын Луиса Лики, облюбовала также неисследованную часть долины Омо на противоположном берегу. В дальнейшем оказалось, что только Ричард Лики ошибся в выборе места. Палеонтологического материала на его берегу имелось много, но пласты там были менее древними, чем те, которые интересовали экспедицию. Он решил оставить Омо и заняться самостоятельными поисками в родной Кении — по своим последствиям это решение явилось одним из самых знаменательных в истории палеоантропологии.</p> <p>Остальные члены экспедиции продолжали работу на выбранных местах и почти сразу же начали находить окаменелости, по богатству и разнообразию почти не имевшие себе равных. Поскольку многие слои в Омо были датированы, стало возможно проследить эволюционные изменения почти 80 видов млекопитающих, их расцвет и вымирание. В пластах запечатлели свои тайны шесть родов и восемь видов вымерших свиней. Омо хранило останки двадцати двух разновидностей антилоп и нескольких вымерших саблезубых кошек. Добыча палеонтологов была настолько обильной, а истории, которые она рассказывала, настолько полными, что с ее помощью уже можно было датировать окаменелости, собранные в других местах. А вдруг найден ключ к определению возраста тех загадочных животных в Южной Африке, который несколько десятилетий назад определял Брум, а затем с сожалением отложил этих животных, так как ему не с чем было их сравнивать? Стоит повернуть этот ключ — и южноафриканские гоминиды будут датированы достаточно надежно!</p><p>Помимо столь полезных окаменелостей свиней и антилоп в Омо начали обнаруживаться и остатки гоминидов. Первыми, кому улыбнулась удача, были французы — они нашли челюсть. Затем обе группы начали находить зубы, которых в конце концов набралось 150. Еще были найдены фрагменты челюстей, части двух черепов, две кости верхних конечностей и две нижних. Добыча как будто бы скромная, но значение ее по некоторым причинам было огромно. Во-первых, возраст пяти зубов оказался равным 3,7 миллиона лет! Четыре из них, несомненно, принадлежали тому же сверхмассивному типу, который Луис Лики назвал австралопитеком бойсеи. Но окаменелости сверхмассивного австралопитека из Омо были вдвое старше находки Лики. Другие окаменелости того же типа продолжали обнаруживаться в слоях, лежащих выше, из которых самый поздний имел возраст 1,8 миллиона лет.</p><p>Таким образом, австралопитеки бойсеи, по-видимому, обитали в Омо не меньше двух миллионов лет.</p><p>Столь же важны 19 зубов и часть бедренной кости, которые Хоуэлл отыскал в пласте, имеющем возраст три миллиона лет. Они принадлежат не австралопитеку бойсеи, а напоминают остатки изящных южноафриканских гоминидов. Если дальнейшие открытия это подтвердят, то таинственный маленький австралопитек спустя полвека наконец-то получит надежное датирование.</p><p>Работы в Омо продолжаются — геологические данные, а также окаменелости животных и гоминидов поступают оттуда непрерывным потоком. Доктор Арамбур скончался в 1969 году, и его заменил давний его сотрудник и соотечественник Ив Коппан.</p><p>Как уже говорилось, Ричард Лики решил заняться самостоятельными поисками. Он отправился на вертолете на юг, в Кению, и обследовал с воздуха восточный берег озера Рудольф. И, словно герой приключенческого романа, который, положившись на интуицию, обретает несметные сокровища, он высмотрел сверху подходящее место и посадил свой вертолет прямо на залежь окаменелостей гоминидов, которая обещает стать одной из богатейших в мире.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава вторая Свидетельства камней и костей Глава вторая Свидетельства камней и костей Как я не раз говорил вам, надо исключить невозможное, и то, что останется, пусть самое невероятное, и будет истиной. Шерлок Холмс У великолепно сохранившегося черепа самки австралопитека африканского, который Роберт Брум нашел в Южной Африке, не хватает только зубов и нижней челюсти Само собой разумеется, что изучение доисторического человека в первую очередь означает изучение его окаменевших остатков. Чтобы понять, кто были наши предки и как они выглядели, мы должны научиться истолковывать отдельные сохранившиеся кусочки костей, которые в последнее время обнаруживаются во все больших количествах. Для этого нужно знать их возраст. Своеобразие формы, необычная величина порождают всевозможные интригующие предположения о том, кто от кого произошел. Но эти предположения, строящиеся на соотношении одного обломка кости с другим, могут обрести весомость только при надежном датировании находок. Когда речь идет о датировании, необходимо, чтобы сходилось все. Постепенное установление хода эволюции человека можно уподобить очистке старого гобелена, заросшего пылью и грязью. Современный человек находится в верхней части гобелена, а наиболее древние его предки вытканы у самого низа. Ткань ветха, особенно в нижней половине. Гобелен следует чистить с величайшей осторожностью, иначе он совсем расползется. И чистка длится очень долго. Приступая к какой-то части, невозможно установить заранее, изображено ли на ней что-нибудь или под грязью скрывается пустой фон, а может быть, и прореха. Да и изображение может оказаться лишь фрагментом фигуры, настолько маленьким и загадочным, что никакого представления о целом он не даст. А то вдруг откроется вся фигура, но совершенно неожиданная, присутствие которой станет понятным, только когда будет очищено еще несколько. И огромную роль играет положение на гобелене каждой детали — ее точное место во времени по отношению ко всем прочим его частям. Верно истолковать те или иные окаменелости и вывести подлинную генеалогию человека возможно, только осмыслив все прочие данные. Проблема возраста — проблема датирования — решается тремя путями. Во-первых, геологическим, через изучение истории Земли. Тут важны местоположение, толщина и природа разнообразных слоев глины, осадочных пластов, песка, лавы, известняков и прочих пород, из которых слагается поверхность нашей планеты, а также их соотношение. Поскольку некоторые процессы — например, эрозия или накопление отложений на морском дне и их превращение под действием тепла и давления в твердые породы — происходят сейчас с определенной поддающейся измерению скоростью, можно предположить, что и в прошлом они протекали приблизительно с такой же скоростью. Стратиграфия (наука, занимающаяся изучением этих слоев) воссоздает примерную картину прошлого Земли. Это дает возможность расположить окаменелости, найденные в разных породах, в хронологической последовательности. Второй путь определения возраста заключается в изучении самих окаменелостей. В различных слоях они не одинаковы, а меняются со временем и благодаря этому могут служить хронологическими вехами, особенно если для них установлена точная последовательность. Например, эволюция лошади известна очень хорошо. За 60 миллионов лет лошадь развилась из четырехпалого животного величиной с кошку в то крупное однопалое животное, которое мы знаем сегодня. Многочисленные промежуточные стадии развития лошади, запечатленные в окаменел остях, сохранившихся в различных геологических слоях, позволяют воссоздать эту историю достаточно подробно. Если в одном слое с каким то предком лошади мы обнаружим окаменевшие остатки других животных или растений, можно считать, что они имеют тот же возраст. То есть уже датированная окаменелость помогает датировать другие и т. д. Постоянно сравнивая и сопоставляя гигантские количества данных, относящихся как к горным породам, так и к окаменелостям, наука сумела воссоздать довольно подробную хронологию далекого прошлого. Однако конкретные даты в ней отсутствуют. Третий способ восполняет этот пробел. Он опирается на свойство радиоактивных элементов выделять энергию с постоянной скоростью, постепенно превращаясь в другое вещество. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Радий, например, медленно переходит в свинец. Стоит определить скорость этого процесса, и можно будет установить возраст данного кусочка радия, измерив, какая его часть уже перешла в свинец, а какая еще остается радием. К числу долгоживущих радиоактивных элементов принадлежит калий-40. Для целей палеонтологии он особенно полезен потому, что встречается в вулканических пеплах и лавах. Возраст окаменелостей, обнаруженных в такой вулканической породе или оказавшихся между двумя ее слоями, может быть установлен с большой точностью. Получив надежные часы для отсчета времени, мы можем теперь вернуться к окаменелостям приматов и поставить решающий вопрос: как различать низших обезьян, человекообразных обезьян и людей? Когда речь идет о современных видах, никакой трудности не возникает — все они в ходе своего развития настолько обособились, что сходство между ними в значительной степени исчезло. Однако все они происходят от одного предка, и, чем дальше мы углубляемся в прошлое, тем больше их окаменелости начинают походить друг на друга. В какой-то момент они становятся неразличимыми. Вот почему, чтобы установить линию развития гоминидов, необходимо воссоздать по этим окаменелостям генеалогическое древо приматов. Взявшись за это, мы обнаружим, что внимание надо будет сосредоточить на особенностях челюстей и зубов, поскольку они сохраняются лучше всего и нередко никаких других костей в нашем распоряжении вообще нет. Зубы по твердости и прочности далеко превосходят все прочие части тела. Их всегда можно распознать, хотя бы они пролежали в земле буквально миллионы лет, потемнели и истерлись. Кости более хрупки. Иногда кость сохраняется хорошо и выдерживает процесс очистки от спаявшихся с ней кусков породы. Таким прочным, например, оказался первый таунгский череп: Реймонд Дарт несколько месяцев кропотливо очищал лицевые кости, а на то, чтобы разнять челюсти и осмотреть поверхность зубов, у него ушло четыре года. Другие окаменевшие кости не столь прочны и рассыпаются в прах, едва их освобождают от каменных наслоений. Нередко прежде, чем извлечь такую кость из земли, ее приходится пропитывать специальными скрепляющими составами. Но в каком бы состоянии ни была окаменелость, она всегда выглядит не так, как окружающая порода. Специалисты узнают окаменелости с первого взгляда, к тому же они обладают феноменальной способностью различать их. Так, любой профессионал безошибочно определит, принадлежит ли найденный коренной зуб низшей обезьяне, человекообразной обезьяне или человеку. На жевательной поверхности коренного зуба низшей обезьяны обычно имеются четыре бугорка, расположенные попарно. У человекообразной обезьяны и у древнего человека таких бугорков на коренном зубе чаще всего пять. И что еще важнее, располагаются они не парами, а по характерной Y-образной схеме. Эта схема Y-5 очень древняя: она была обнаружена еще у общего предка низших и человекообразных обезьян. Следовательно, пролежавшая в земле 15 миллионов лет челюсть, от которой остался только обломок с парой коренных зубов, имеющих по четыре бугорка, — это челюсть низшей обезьяны, а не человекообразной и не гоминида, поскольку те сохранили более древнюю схему Y-5. Таким образом, мы получили некоторые данные для первого наброска генеалогического древа приматов, но данные эти носят негативный характер и ничего не сообщают о том, где произошло разделение низших и человекообразных обезьян. Мы пока знаем только, что это случилось раньше чем 15 миллионов лет назад. Но насколько раньше? Увы, одна окаменелость больше ничего сказать не может. Чтобы уточнить это место, нам необходимо отыскать более древние обезьяньи зубы с четырьмя бугорками, а потом — еще более древние. И возможно, прежде чем задача будет наконец решена, нам придется стереть не одну предварительную пометку. Кроме того, существует проблема, заложенная в самом понятии эволюции. Нижеследующий воображаемый диалог даст о ней необходимое представление. — Различие в бугорках, о котором вы говорите, очень удобно, если возраст окаменелости не превышает пятнадцати миллионов лет. Но что, если она старше? Ведь рано или поздно вы доберетесь до того периода, когда зубы низших обезьян начнут все больше и больше походить на зубы их предков со схемой Y-пять? — Несомненно. — …Когда невозможно будет решить, есть на этом зубе пятый бугорок или нет? — Да. — Ну, и какой же обезьяне будет принадлежать подобный зуб — низшей или человекообразной? — Если вы заглянете в такую древность, вам на помощь придут многие другие различия в величине, форме или числе зубов. Ведь особенности зубов, возникшие в ходе развития приматов, не исчерпываются расположением и числом бугорков. А если вам посчастливится найти и другие кости, задача опознания облегчится еще больше. Плечо низшей обезьяны, например, совершенно не похоже на плечо человекообразной, которая способна размахивать руками гораздо свободнее. — Ну, хорошо. Но, углубляясь в прошлое, вы ведь неизбежно должны добраться до животного, у которого ни одна из этих особенностей не будет выражена четко. — Совершенно справедливо. — Ну, и?.. — Вы, собственно, просите, чтобы я точно указал день, когда у низшей обезьяны родился человекообразный детеныш. Но этого дня не было. В течение очень долгого времени наши предки соединяли в себе черты, характерные теперь только для низших обезьян или только для человекообразных. На протяжении этого периода под воздействием некоторых небольших различий в среде обитания щи в пищевом предпочтении у отдельных популяций складывались свои локальные особенности. Даже если бы мы располагали полным набором окаменел остей, представляющих миллионы лет эволюции, — а таких окаменелостей было бы несколько миллионов! — нам все равно не удалось бы обнаружить ту первую низшую обезьяну и ту первую человекообразную обезьяну, от которых пошли все остальные. Такой вообще не было. Схема ?-5 — пять бугорков (зеленые квадраты) на жевательной поверхности коренного зуба, разделенные не всегда отчетливо выраженной ?-образной бороздкой, — помогает отличать коренные зубы гоминидов и человекообразных обезьян от коренных зубов низших обезьян. Коренные зубы этих последних несут только четыре бугорка, причем их никогда не разделяет бороздка ?-образного типа Человек и все его родственники приматы происходят от общего предка, небольшого млекопитающего, походившего на крысу. Сначала ответвились лемуры и другие полуобезьяны, а затем сами обезьяны, причем часть их жила и развивалась в Новом Свете, а часть — в Старом. От этой последней группы отделились человекообразные обезьяны. Первым отделился гиббон, затем орангутан, а третья линия дала гориллу, шимпанзе и человека — Другими словами, составляя генеалогическое древо, вы располагаете его разветвления очень приблизительно? — Да. Поскольку то, что мы назвали "разветвлением", в действительности охватывает очень длительный период, и место его на древе всегда будет приблизительным. В лучшем случае можно лишь примерно указать, когда в общей исходной популяции начинают появляться различия, отражающие различия в окружающей среде или в питании. Географические и поведенческие факторы способствуют разделению популяции на отдельные группы, которые в результате такого разделения смешиваются все меньше и меньше. Если же произойдет полное физическое разделение популяции из-за образования горного хребта, вторжения моря или постепенного распространения пустыни, всякое смешение вообще прекращается. Это ускоряет накопление различий, и в конце концов вместо одного вида животных возникают два новых. Результатом подобного процесса явилось, например, появление у одной группы приматов зубов с четырьмя бугорками — в числе многих других важных отличий, отражающих то разнообразие в образе жизни, которое мы находим у современных низших и человекообразных обезьян. Так выглядит в очень упрощенном изложении процесс видообразования. Именно этот процесс привел к возникновению не только низших обезьян, человекообразных обезьян и человека, но и вообще всех живых существ. Зная его механизм, теоретически мы можем, опираясь на характерное расположение зубных бугорков, рассортировать окаменевшие зубы по степени стирания этого различия вплоть до полного его исчезновения, что и укажет нам с достаточной точностью момент, когда началось разделение обезьян на низших и человекообразных. Так оно и будет, если удастся найти достаточное количество зубов древних приматов. Или же возможность установить искомую дату дадут другие особенности челюстей, черепа и скелета, а также их сочетания. Когда накапливается значительное количество подобных свидетельств, становится возможным с определенной уверенностью нанести искомое разветвление на генеалогическое древо. Указать на генеалогическом древе место, где произошло разделение низших и человекообразных обезьян, — значит завершить один из важных этапов в прослеживании происхождения человека. Соблазнительно, конечно, считать взаимосвязь людей и человекообразных обезьян даже еще более важной, поскольку родство между ними теснее, а разделились они много позже. Однако на самом деле важен каждый этап этого пути, причем среди них нет ни более, ни менее важных, ибо развитие каждого звена в цепи жизни, ведущей к человеку, оказывалось возможным только благодаря развитию предыдущих звеньев. И, чтобы понять по-настоящему, что такое люди, мы должны рассматривать всю цепь. В частности, нам следует перенестись в прошлое более чем на 75 миллионов лет и повнимательнее разглядеть кое-каких насекомоядных млекопитающих, которые видом и размерами походили на крысу и шныряли по земле во влажном тропическом лесу. Некоторые из этих древних млекопитающих перебрались затем на деревья — предположительно потому, что конкуренция на земле была крайне ожесточенной, а на деревьях их ждала обильная пища. Кое-где и сейчас еще живут подобные млекопитающие, которые с тех пор изменились относительно мало. Это тупайи. Зато другие изменились. И настолько радикально, что даже трудно поверить в их родство с тупайями. От небольших насекомоядных зверьков произошли все разнообразнейшие полуобезьяны, низшие обезьяны, человекообразные обезьяны и гоминиды. И тут мы оказываемся перед новым коварным вопросом: если все эти животные так преуспели в своем развитии, то почему относительно мало изменившиеся тупайи все еще существуют в современном мире? Причина проста: им незачем было особенно изменяться. Среда их обитания сохранилась почти в первозданном виде и по-прежнему подходит им во всех отношениях. Следует сразу же уточнить, что биологический вид вовсе не обязательно должен эволюционировать. Дело в том, что против эволюции действует множество мощнейших факторов. Природа консервативна, и популяция, которая в определенных условиях чувствует себя хорошо, меняется мало. Благодаря естественному отбору ее члены в подавляющем большинстве всегда будут очень похожи друг на друга. Почти все они приближаются к своего рода "оптимальной модели" для данного времени, данного места и данного образа жизни. Если они в чем-либо отклоняются от этой оптимальной модели, у них неизбежно возникают какие-то трудности. Возможно, они проживут не так долго, как их более удачливые собратья. Или же дадут меньше потомства, а потому черта, отличающая их, либо полностью исчезнет, либо сохранится в рецессивном состоянии, скрытая в генах, и вновь, да и то не обязательно, проявится только у некоторой части потомства той пары, у которой она была присуща и самцу и самке. Такие потомки, скорее всего, не выживут — в отличие от тех, у которых эта черта останется в рецессиве. Вот почему все мы носим в своих генах порядочный груз неадаптивных черт. Некоторые из них действуют как сортировщики и бракуют нас, если мы слишком уж отклонимся от оптимальной модели. Иногда такая неприспособленность принимает очевидные формы ("обнаженное" сердце при не сформировавшейся грудной клетке обрекает новорожденного на мгновенную смерть). Но по большей части генетическая изменчивость гораздо менее опасна и гораздо менее драматична. Она создает бесчисленные, но незначительные отличия у всех нас. Однако если она потенциально опасна, то неизбежен вопрос, почему она сохраняется. Почему ни один вид постепенно не избавился от неадаптивных черт и не состоит исключительно из особей, наиболее соответствующих тому образу жизни, который свойствен данному виду? Достаточно немного подумать, и станет ясно, что изменчивость — непременное условие всякой жизни. На то существуют две причины. Во-первых, оптимальная модель — еще не значит совершенная модель. Постоянно действующий естественный отбор поддерживает тенденцию вида к улучшению, к развитию и усилению тех черт, благодаря которым он будет еще лучше приспосабливаться к условиям окружающей среды. Во-вторых, никакая среда не остается постоянной. Вид должен обладать генетическим разнообразием, иначе он не сможет измениться в соответствии с изменениями окружающей среды. А потому то, что сегодня у любого вида кажется избыточным генетическим грузом, завтра может преобразиться в средство спасения. История приматов прекрасно иллюстрирует эти две соперничающие силы эволюции — тенденцию к изменениям и тенденцию к устойчивости. Одни наши древнейшие насекомоядные предки эволюционировали мало и крайне медленно, другие же — гораздо быстрее. Причины, пришпоривавшие эту эволюцию, могли быть едва заметными: например, какой-то самец тупайи оказывался чуть сообразительнее или чуть сильнее остальных — чуть более ловко хватал насекомых или был привлекательнее для самки на соседнем суку. Много времени спустя кое-где появились "улучшенные" тупайи. Под воздействием требований древесного образа жизни они начали изменяться довольно быстро. По ветвям было удобнее и безопаснее передвигаться, прыгая и цепляясь, чем бегать наподобие крыс, как прежде. Задние лапы удлинились. Крысиные когти на передних лапах постепенно преобразились в плоские ногти — отличительный признак всех современных приматов. Все четыре лапы начали превращаться в руки. Пальцы удлинялись, становились гибче и приобрели на концах осязательные подушечки. Все эти новые качества помогали животным "новой модели" ловко передвигаться по деревьям, стремительно хвататься за ветку или молниеносно ловить быстрых насекомых и юрких ящериц. По мере того как прыжки, цепляние за ветки и ловля добычи лапами становились формой существования, обоняние все больше уступало главенствующее место зрению — ведь эти животные жили теперь не в двумерном мире плоской поверхности земли, а в трехмерном мире деревьев и им чуть ли не каждую минуту требовалось точно определять расстояние до другой ветки или до ящерицы. Это преобладание зрения над обонянием привело к тому, что форма головы древней тупайи тоже начала изменяться. Морда стала короче, череп округлился. Глаза увеличились и мало-помалу сдвинулись вперед, так что поле зрения одного глаза наложилось на поле зрения другого и животное получило объемное, или стереоскопическое, зрение. Стереоскопическое зрение позволило оценивать расстояние с гораздо большей точностью, чем это доступно, например, кролику, чьи глаза расположены по бокам головы. Кролик должен постоянно следить, не подкрадывается ли к нему враг сбоку или сзади, зато ему не обязательно видеть то, что он ест, — трава не убегает и ее нетрудно находить с помощью обоняния. И вообще питание травой не требует особой сообразительности — во всяком случае, куда меньше, чем охота за ускользающей добычей среди ветвей. И со временем округленный череп обитателей древесных крон стал вместилищем более крупного мозга. За 10–20 миллионов лет эти изменения продвинулись настолько далеко, что уже можно выделить новую группу животных-приматов. Самые древние из них-полуобезьяны и их потомки, — как и тупайи, дожили до наших дней. Это лемуры, лори, долгопяты и галаго. Некоторые из них, в частности крупные лемуры, и видом и поведением очень напоминают низших обезьян. Если бы низшие обезьяны не появились, вполне вероятно, что места их нынешнего обитания населяли бы лемуры. Но, к несчастью для лемуров, низшие обезьяны все-таки появились, и генеалогическое древо приматов приобрело еще одно разветвление. Вначале они, вероятно, были, так сказать, сверхлемурами последней модели — то есть различия между ними и лемурами старого образца были незначительными. Однако, постепенно накапливаясь, эти различия обеспечивали имевшим их особям заметные преимущества, и в конце концов кроны деревьев оказались населенными более ловкими, более сообразительными, более подвижными и во всех отношениях более приспособленными к древесному образу жизни потомками лемуров, которые уже могут считаться обезьянами. Лемуры же мало-помалу исчезли почти всюду, где обитали прежде, — они не выдержали конкуренции. А на Мадагаскаре и в некоторых других местах они выжили просто потому, что обезьяны там не водятся и никогда не водились. Итак, отметьте на генеалогическом древе разветвление, очень древнее, которое знаменует разделение обезьян и полуобезьян. Затем проведите карандашом по ветви обезьян до следующего разветвления, которое (на основании числа зубных бугорков, о чем говорилось выше) показывает, что обезьяны разделились на низших и человекообразных. Следуйте дальше по ветви человекообразных обезьян к новому разветвлению. В этой точке начнут появляться гоминиды. И опять-таки их появление придется прослеживать по особенностям зубов и челюстей. Если сопоставить челюсть гориллы или шимпанзе с человеческой, в глаза сразу бросаются пять основных различий. Во-первых, по отношению к общему размеру черепа обезьянья челюсть больше и тяжелее, чем у человека. Во-вторых, зубы в ней располагаются как бы по трем сторонам прямоугольника — резцы занимают переднюю сторону, а остальные зубы двумя параллельными рядами уходят в глубь рта. В-третьих, клыки у самца много длиннее остальных зубов, и, когда челюсти сомкнуты, верхние клыки находят на нижние зубы, а нижние клыки торчат вверх. В-четвертых, между верхними зубами есть просветы, в которые входят эти огромные нижние клыки. И наконец, крыша ротовой полости — твердое нёбо — у обезьян почти плоская. У человека все перечисленные особенности отсутствуют. По отношению к общему размеру черепа его нижняя челюсть много меньше и легче. Твердое нёбо не плоско, а выгнуто сводом. Зубы все имеют примерно равную высоту, в том числе и клыки, а потому просветы между верхними зубами отсутствуют. Располагаются они не по сторонам прямоугольника, а дугой, достигающей наибольшей ширины в глубине рта. Запомнив эти различия, вернемся теперь к первому черепу австралопитека, найденному в Южной Африке Реймондом Дартом, и посмотрим, имеет ли он какие-либо черты гоминида. То, что череп этот не мог принадлежать ни человекообразной обезьяне, ни павиану, Дарт решил сразу же, едва увидел его зубы. Ни огромных клыков, ни просветов — аккуратная дуга, совсем как у человека. И тех, кто потом осматривал окаменелость или читал о ней, смущала вовсе не челюсть, но общий вид черепа. Эта странная челюсть была частью морды человекообразной обезьяны — ни намека на лоб или подбородок. Черепная коробка была маленькой — она вмещала мозг не больше обезьяньего. Но, поскольку древность этого существа определялась двумя миллионами лет, то есть оно было вдвое древнее всех известных до тех пор гоминидов, ни Дарт, ни его горячий сторонник Роберт Брум не усмотрели ничего странного в такой своеобразной смеси характерных особенностей человекообразной обезьяны и человека. Два миллиона лет, рассуждали они, возможно, почти вплотную подводят нас к общему предку человека и человекообразной обезьяны, а он вполне мог обладать совершенно неожиданным сочетанием черт. Положение еще больше запуталось, когда дальнейшие находки Брума и других южноафриканских исследователей показали, что в Южной Африке, по-видимому, существовали два типа прямоходящей человекообезьяны. Годы спустя дальнейшие многочисленные находки позволят провести между ними четкое научное различие. Один из уважения к его более крупным размерам и весу — (около 70 кг) получит название Australopithecus robustus — "австралопитек массивный". Более мелкий, весивший 35–45 кг, сохранит название Australopithecus africanus — "австралопитек африканский", которое Дал ему Дарт. Однако тут Брум столкнулся с одной странностью. Хотя точное датирование в Южной Африке по-прежнему оставалось невозможным, он пришел к заключению, что некоторые из его австралопитеков массивных были на целый миллион лет моложе дартовского австралопитека африканского. Это его не смутило бы, если бы не следующее обстоятельство: более крупная и более поздняя человекообезьяна выглядела более примитивной. Ее челюсти и коренные зубы были массивны и меньше походили на человеческие, чем челюсти и коренные зубы австралопитека африканского. Неужели предком человека был более поздний и более примитивный тип? Концы с концами тут явно не сходились. Тяжелая челюсть, крупные коренные зубы-жернова указывали на то, что существо это питалось растительной пищей и пережевывало огромное количество всякой зелени, примерно так же, как современные гориллы. Подтверждалось это и тем, что у австралопитека массивного на черепе имелся продольный костный гребень. У гориллы такой гребень служит опорой мощным жевательным мышцам, которых требует характер питания этой крупнейшей из человекообразных обезьян. Спутать верхнюю челюсть человекообразной обезьяны (вверху) с челюстью гоминида (внизу) невозможно. В челюсти обезьяны (в данном случае — современного карликового шимпанзе) зубы располагаются по трем сторонам прямоугольника, причем ряды коренных зубов почти параллельны. Четыре резца на передней стороне отделены от других зубов промежутками, в которые входят длинные клыки, характерные для самцов всех человекообразных обезьян Человеческая челюсть не прямоугольна, а подковообразна. Зубы располагаются по дуге, расширяющейся в глубине рта. Поскольку у людей клыки невелики, нужды в просветах нет, и все зубы расположены тесно. У человека коренные зубы крупнее резцов, тогда как у обезьян (вверху) они по величине почти не различаются. Кроме того, человеческая челюсть короче и не выдается далеко вперед Стоило признать это существо предком человека, и сразу же возникал ряд серьезных недоумений. Таким специализированным жевательным аппаратом не обзаводятся за одну ночь. Отсюда следовало, что австралопитек массивный эволюционировал к специализированному вегетарианскому образу жизни в течение очень долгого времени. И логика подсказывает, что он таким и остался — а не преобразился внезапно во всеядное существо (с небольшой нижней челюстью), каким всего лишь через несколько сотен тысяч лет стал человек. Противоречия такого рода причиняют палеоантропологам массу забот. Эволюция не протекает ни столь капризно, ни столь быстро. Раз человек, по крайней мере последние три четверти миллиона лет, ел буквально все — а это мы знаем твердо, — то гораздо логичнее предположить, что его всеядность сложилась много раньше. Брум надеялся разрешить это противоречие, обнаружив еще какой-нибудь человеческий признак у одного из двух южноафриканских австралопитеков. Он и его коллеги год за годом отправлялись на поиски каменных орудий, которые можно было бы связать с более массивной или с менее крупной "изящной" человекообезьяной. И год за годом их поиски оставались тщетными. Внезапно, как гром с ясного неба, пришло известие с севера: супруги Лики нашли в ущелье Олдувай череп и орудия. И словно бы в противовес прежним гипотезам, находка Лики оказалась сверхмассивным австралопитеком" которого Луис назвал Zinjanthropus boisei. На какое-то время создалось впечатление, будто спор решен: непосредственным предком человека, по-видимому, было существо, имевшее, крайне мало человеческого. Специалистам по эволюции предстояло разгрызть очень горький орешек. Но, как это часто случается в исследованиях древнего человека, горькой оказалась только скорлупа. Стоит разгрызть ее — получив новые данные или по-иному оценив старые, — и горечи как не бывало. В олдувайских исследованиях это произошло с эффектной внезапностью. Всего лишь год спустя после обнаружения первого черепа супруги Лики нашли второй. Он также имел возраст 1,75 миллиона лет, но принадлежал к изящному типу и имел даже больше человеческих черт, чем черепа этого типа, найденные в Южной Африке. Собственно говоря, он выглядел настолько человеческим, что мог и не принадлежать австралопитековым. Луис Лики считал, что это уже не человекообезьяна, но настоящий человек и заслуживает быть отнесенным к роду Homo, А потому дал ему название Homo habilis — "человек умелый", подчеркивающее тот факт, что он пользовался орудиями. То, что орудиями пользовался именно человек умелый, а не сверхмассивный австралопитек бойсеи, было теперь продемонстрировано достаточно убедительно. Затем Лики отыскали в Олдувае целую серию остатков человека умелого, указывающую, что он обитал там более полумиллиона лет, пользуясь на протяжении этого срока почти не меняющимися каменными орудиями, и медленно эволюционировал, пока не обрел значительного сходства с человеком прямоходящим. Последующая находка там же в Олдувае окаменевших остатков человека прямоходящего, перебрасывающая мост между двумя периодами (миллион с лишним лет назад и без малого полмиллиона лет назад), как будто указывает, что первый развился во второго. И название, и верительные грамоты дались человеку умелому нелегко. Он был примитивен и обладал небольшим мозгом. Многие антропологи классифицировали его как более развитую разновидность австралопитека африканского и считали, что статуса "человека" он не заслуживает. Многие считают так до сих пор. Его право называться самостоятельным видом подвергается сомнению с того самого дня, как он был окрещен. На рисунке изображены скелеты трех австралопитеков, реконструированные по горстке окаменевших костей (закрашены зеленым цветом). Самый маленький, австралопитек африканский, был лишен гребня на черепе, что указывает на человекоподобный тип челюстных мышц Ноги у него прямые, следовательно, он должен был лучше ходить. У австралопитека бойсеи, наоборот, колени широко разведены, что в сочетании с более длинными плечевыми костями указывает на то, что он, возможно, не был прямоходящим. Отмечает ли человек умелый место еще одного разветвления? Все зависит от того, как на него взглянуть. Если он — боковой отпрыск австралопитека африканского (то есть если австралопитек африканский продолжал существовать и развиваться одновременно с ним), это означает разветвление. Если же он — прямой потомок австралопитека африканского, человекоподобные черты которого со временем становятся все более явными, то разветвления нет и просто один тип медленно переходит в другой. Подобный взгляд на человека умелого, учитывая новейшие данные, представляется более оправданным. Но и при этом остается неразрешенным вопрос, что же такое человек умелый — человек он или нет. По сравнению с несомненными людьми, которые пришли ему на смену, он мало походит на человека. Стоит, однако, сравнить его с более примитивными предшествующими типами, и его право на статус человека начинает выглядеть обоснованным. Такое обескураживающее смещение перспективы при обозрении серии окаменелостей, воплощающих прямую линию развития, возникает почти обязательно. Различия между ними — это различия количественные, а не качественные и, естественно, становятся все более выраженными по мере продвижения вперед во времени. Для гоминидов наиболее характерные особенности таковы: увеличение объема мозга, уменьшение надглазничного валика, более легкая челюсть, более длинные ноги. Но где провести пограничную черту? И мы вновь и вновь возвращаемся к этому ядовитому вопросу. Но самая его постановка неверна. Поскольку все живые существа являют собой конгломераты характерных особенностей, многие из которых, возможно, развивались, обгоняя остальные или отставая от них, любая попытка провести пограничную черту на основании этих особенностей чревата неприятностями, о чем свидетельствуют, в частности, следующие примеры. Английский анатом Артур Кизс взял за предел объем мозга в 750 см3. Существо, у которого объем мозга ниже этого предела, по определению Кизса, не человек, а у которого выше — человек, причем Homo sapiens обладает наиболее крупным мозгом в 1200–1600 см3. Позже другой англичанин, Уилфрид Ле Гро Кларк, взял за минимум 700 см3. В отличие от цифры Кизса цифра Кларка не была произвольной. Она просто отражала тогдашнее состояние палеоантропологической летописи, не включавшей ни одного "человеческого" черепа, полость которого была бы менее 700 см3. Разумеется, такое положение подразумевало, что в любую минуту может быть открыт "человек" с чуть меньшим объемом черепа. И как же его назвать? А если отыщется такой, чей мозг окажется еще меньше, как назвать его? В связи с человеком умелым эта проблема приобрела особую остроту. Решение вопроса о том, человек он или нет, затруднялось тем фактом, что у типового экземпляра, найденного Лики, черепная полость имела объем около 657 см3 — то есть чуть ниже предела. С тех пор два специалиста, южноафриканский анатом Филлип Тобайас и американец Ральф Холлоуэй (Колумбийский университет), измерили еще три похожих черепа из Олдувая. Результаты их измерений оказались удивительно близкими друг к другу: объем полости черепа колеблется от 600 до 684 см3 и в среднем составляет 642 см3. Мозг, слишком маленький для Человека? Но, бесспорно, слишком большой для типичных южноафриканских изящных австралопитеков, средний объем черепной полости которых составляет всего лишь около 450 см3. Если объем мозга, форма зубов и длина ног эволюционируют с разной скоростью, то определить вид по этим признакам затруднительно. Тем не менее без классификации и названий обойтись невозможно. Вот почему для разрешения этой проблемы, пожалуй, лучше будет обозначать границу между видами точкой во времени, а не сводом характерных физических признаков. И безусловно, следует учитывать, что классификаторы неизбежно будут сталкиваться с каким-то смешением или стиранием этих признаков в ходе эволюции. Ну, а если приложить все это к человеку умелому? Он как будто находится на самой границе. Споры о том, куда его поместить, начались сразу после того, как он был открыт в 1960 году, но и десять лет спустя все еще продолжались. С одной стороны, было очень трудно найти ему место по физическим признакам. Не меньшая трудность заключалась и в отсутствии сравнительного материала. Ведь палеоантропологи располагали только единственным черепом загадочного сверхмассивного его современника из Олдувая и кучей недатированных южноафриканских окаменелостей. Заглянуть через плечо человека умелого дальше во тьму времен было невозможно, так как более древних гоминидов найти пока не удалось. Брум, правда, полагал, что южноафриканские окаменелости должны быть старше, но доказать этого он не мог. Такое отсутствие окаменелостей гоминидов старше двух миллионов лет имело прямое отношение к другой ядовитой проблеме — проблеме сосуществования в Южной Африке двух разновидностей австралопитека. До того как они были открыты, среди ученых господствовало мнение, что в каждый данный период на Земле жил только один прямоходящий предок человека. Поскольку теперь существует только один вид человека, напрашивался вывод, что эволюция и борьба за существование должны были всегда обеспечивать именно такое положение. Однако новые южноафриканские находки все больше и больше подрывали эту уверенность. Кости массивного и изящного типов настолько разнились между собой, что вполне могли принадлежать двум разным видам. На теоретический вопрос, могли ли два вида прямоходящих гоминидов существовать одновременно, южноафриканские находки четкого ответа не дают. Но, если мы вернемся в Олдувай и рассмотрим два обнаруженных там типа окаменелостей, нас ждет ошеломляющий сюрприз: массивный олдувайский австралопитек бойсеи настолько массивен, что чрезвычайно изящный человек умелый никак не мог принадлежать к одному с ним виду — а они сосуществовали! С другой стороны, большой олдувайский череп был единственным в своем роде. Не означало ли это, что его величина — случайное уродство? Или он на самом деле принадлежал гоминиду особого, третьего вида? Таково было положение в середине 60-х годов: предок человека отодвинулся во времени на два миллиона лет назад, в ту эпоху, когда в Восточной Африке обитал "человек", который изготовлял орудия и получил довольно неопределенное наименование "умелый". Хотя открывшие и окрестившие его супруги Лики не считали (ни тогда, ни после), что он произошел от австралопитека африканского, другие палеоантропологи придерживались именно такого мнения. Но как бы то ни было, ясность в этот вопрос могло внести только точное датирование австралопитека африканского. Если бы обнаружились более древние остатки человека умелого или менее древние — австралопитека африканского, это означало бы, что человек умелый вообще не происходит от австралопитека африканского. В этом случае в Африке набралось бы четыре разных гоминида — большой и маленький в Олдувае, а также большой и маленький на юге, — не состоящие в прямом родстве между собой. Какой наступил бы антропологический хаос! Упорядочить его можно было только одним способом — продолжая расчищать гобелен, то есть находя новые окаменелости, точнее определяя возраст прежних находок и углубляясь все дальше во тьму времен. И вот с этой целью в 1967 году была организована международная экспедиция, которая отправилась на поиски остатков гоминидов на юг Эфиопии, в отдаленную местность, носящую название Омо. Такой выбор объяснялся несколькими причинами. Во-первых, один из руководителей экспедиции, французский палеонтолог доктор Камиль Арамбур, уже побывал там за 35 лет до этого и обнаружил много остатков ископаемых животных. Во-вторых, Омо удивительно похоже на Олдувай. Геологически оно тоже принадлежит к Восточно-Африканскому рифту — гигантской трещине в земной коре, которая тянется через Африку с севера на юг и отмечена цепями озер, а по сторонам обрамлена гигантскими обрывами. Значительная часть Восточно-Африканского рифта в настоящее время очень суха — озера заметно уменьшились, обрывы во многих местах сглажены эрозией, скалы растрескались от зноя. Хотя ущелье Олдувай создано рекой, теперь в нем не осталось даже ручья, лишь иногда по нему прокатываются быстро иссякающие потоки. Ничего, кроме скал, горячего воздуха и окаменелостей. Омо даже еще более знойно. Река в нем, правда, сохранилась; она берет начало на нагорьях Эфиопии и впадает в озеро Рудольф у северной границы Кении. Озеро Рудольф за последние четыре миллиона лет дважды увеличивалось и уменьшалось. В настоящее время длина его довольно солидна — 300 километров, но по сравнению с прежними своими размерами оно невелико и продолжает уменьшаться. Его суровые окрестности исследованы очень мало. Восточно-Африканский рифт — беспокойная область земного шара, где продолжают происходить мощные геологические процессы. Она издавна была центром вулканической активности. Ее усеивают конусы и кратеры вулканов. Им Олдувай и обязан своими бесценными слоями датируемого вулканического пепла. Есть такие слои и в Омо. И наконец, в древности обе эти местности были много гостеприимнее, чем теперь. Тогда их орошали многочисленные реки, куда более богатая растительность обеспечивала существование больших популяций разнообразных животных, и гоминиды находили там то сочетание водоемов с переходящими в саванну лесами, которое, по-видимому, наиболее отвечало их потребностям. Однако Омо имеет свои особенности, которые и привлекли новую экспедицию. В Олдувае наиболее точные и полезные страницы вулканического календаря втиснуты в пласты толщиной немногим больше 30 метров и охватывают период примерно в 200 тысяч лет, отстоящий от нас чуть менее чем на два миллиона лет. В Омо пласты эти достигают толщины свыше 600 метров и охватывают гораздо более длительный период. К тому же они содержат много слоев вулканического пепла, промежутки между которыми различны: некоторые соответствуют всего 100 тысячам лет, другие — заметно более долгому сроку, и все поддаются датированию при помощи калий-аргонового метода. В результате ученые могут использовать их, словно лестницу, уводящую во тьму времен, все глубже в землю, слой за слоем, причем каждая ступенька помечена своей датой. Впрочем, в Омо для этого вовсе не нужно углубляться в землю. Там эти слои выпятились и теперь расположены под углом к поверхности: можно просто идти по все более древним пластам, точно по ребрам колоссального засыпанного землей скелета. И что лучше всего — хроника Омо продолжается там, где олдувайская оборвалась примерно два миллиона лет назад. Насколько дальше уходит она в глубь времен, должны были определить геологи, которым предстояло выполнить чрезвычайно важную задачу: распутать каменную летопись для всей местности так, чтобы любая находка могла быть сразу датирована. Они это сделали. Нижний из слоев, содержащих окаменелости, как оказалось, имеет возраст четыре с лишним миллиону лет, то есть он вдвое старше самых древних слоев Олдувая. Члены экспедиции 1967 года начали работу в этой многообещающей местности с самыми радужными надеждами. Арамбур выбрал место, которое разведал, когда работал в Омо первый раз. Вторая группа, руководимая американцем Кларком Хоуэллом (Калифорнийский университет), отправилась немного дальше вверх по течению реки Омо, туда, где еще не производились никакие исследования. Третья группа, которую возглавлял Ричард Лики, сын Луиса Лики, облюбовала также неисследованную часть долины Омо на противоположном берегу. В дальнейшем оказалось, что только Ричард Лики ошибся в выборе места. Палеонтологического материала на его берегу имелось много, но пласты там были менее древними, чем те, которые интересовали экспедицию. Он решил оставить Омо и заняться самостоятельными поисками в родной Кении — по своим последствиям это решение явилось одним из самых знаменательных в истории палеоантропологии. Остальные члены экспедиции продолжали работу на выбранных местах и почти сразу же начали находить окаменелости, по богатству и разнообразию почти не имевшие себе равных. Поскольку многие слои в Омо были датированы, стало возможно проследить эволюционные изменения почти 80 видов млекопитающих, их расцвет и вымирание. В пластах запечатлели свои тайны шесть родов и восемь видов вымерших свиней. Омо хранило останки двадцати двух разновидностей антилоп и нескольких вымерших саблезубых кошек. Добыча палеонтологов была настолько обильной, а истории, которые она рассказывала, настолько полными, что с ее помощью уже можно было датировать окаменелости, собранные в других местах. А вдруг найден ключ к определению возраста тех загадочных животных в Южной Африке, который несколько десятилетий назад определял Брум, а затем с сожалением отложил этих животных, так как ему не с чем было их сравнивать? Стоит повернуть этот ключ — и южноафриканские гоминиды будут датированы достаточно надежно! Помимо столь полезных окаменелостей свиней и антилоп в Омо начали обнаруживаться и остатки гоминидов. Первыми, кому улыбнулась удача, были французы — они нашли челюсть. Затем обе группы начали находить зубы, которых в конце концов набралось 150. Еще были найдены фрагменты челюстей, части двух черепов, две кости верхних конечностей и две нижних. Добыча как будто бы скромная, но значение ее по некоторым причинам было огромно. Во-первых, возраст пяти зубов оказался равным 3,7 миллиона лет! Четыре из них, несомненно, принадлежали тому же сверхмассивному типу, который Луис Лики назвал австралопитеком бойсеи. Но окаменелости сверхмассивного австралопитека из Омо были вдвое старше находки Лики. Другие окаменелости того же типа продолжали обнаруживаться в слоях, лежащих выше, из которых самый поздний имел возраст 1,8 миллиона лет. Таким образом, австралопитеки бойсеи, по-видимому, обитали в Омо не меньше двух миллионов лет. Столь же важны 19 зубов и часть бедренной кости, которые Хоуэлл отыскал в пласте, имеющем возраст три миллиона лет. Они принадлежат не австралопитеку бойсеи, а напоминают остатки изящных южноафриканских гоминидов. Если дальнейшие открытия это подтвердят, то таинственный маленький австралопитек спустя полвека наконец-то получит надежное датирование. Работы в Омо продолжаются — геологические данные, а также окаменелости животных и гоминидов поступают оттуда непрерывным потоком. Доктор Арамбур скончался в 1969 году, и его заменил давний его сотрудник и соотечественник Ив Коппан. Как уже говорилось, Ричард Лики решил заняться самостоятельными поисками. Он отправился на вертолете на юг, в Кению, и обследовал с воздуха восточный берег озера Рудольф. И, словно герой приключенческого романа, который, положившись на интуицию, обретает несметные сокровища, он высмотрел сверху подходящее место и посадил свой вертолет прямо на залежь окаменелостей гоминидов, которая обещает стать одной из богатейших в мире.
false
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава пятая Жизнь человекообезьян в сообществах</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава пятая</p> <p>Жизнь человекообезьян в сообществах</p> <p>Тот, у кого в роду нет ни глупцов, ни плутов, ни попрошаек, был зачат ударом молнии.</p> <p>Томас Фуллер (1608–1661)</p> <p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20_img023f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>В Гомбе-Стрим, в Танзании, самец-шимпанзе играет с маленьким братом. Во время игры малыш легко стоит на двух ногах, что указывает на зачатки прямохождения у шимпанзе и подчеркивает их близкое родство с человеком. Поза старшего животного типична для человекообразной обезьяны, опирающейся при ходьбе на полусогнутые пальцы длинных рук</em></p><p></p><p>Прямоходящая обезьяна! С зубами гоминида!</p><p>Вначале только это и ничего больше — если не считать споров о времени возникновения, причине и даже степени прямохождения. Но ведь все отнюдь не сводится к прямохождению и к тому, как наши предки его обрели: есть и другие важнейшие черты "человечности", которые надо проследить до единственного в своем роде переселения лесной человекообразной обезьяны в открытую саванну.</p><p>Рассматривать, как в подобной обстановке шел эволюционный прогресс существа, столь сложного, как проточеловек, чрезвычайно трудно, поскольку прогресс этот слагается из множества взаимосвязанных моментов развития, которые все зависят друг от друга и воздействуют друг на друга. Даже если мы на минуту предположим, что изменение пищевого предпочтения (постепенная замена фруктов в дневном рационе на корни, семена и мясо) послужило катализатором, давшим толчок всему процессу, загадка тем не менее будет напоминать коробочку с секретом — с какой все-таки стороны она открывается?</p> <p>Приступить к поискам лучше со стороны, помеченной "социальная структура", и рассмотреть, в какого рода группы, скорее всего, объединялись эти первые ступившие на землю человекообразные обезьяны. Но возможно ли установить, какими они были, столько миллионов лет спустя?</p><p>Установить — нет, но предложить достаточно правдоподобные догадки, пожалуй, можно. Поскольку древние гоминиды находились в тесном родстве с предками шимпанзе и поскольку они делили среду обитания — саванну — с предками павианов, полезно будет в поисках данных об их социальной структуре обратиться к наблюдениям за ныне живущими потомками этих двух обезьян. Между этими сообществами существует много важных различий, но тем интереснее сходство, которое между ними есть. И наиболее интересно, конечно, то обстоятельство, что их сообщества высокоорганизованны.</p><p>Сообщества павианов или шимпанзе — это вовсе не случайное скопление прыгающих, вопящих взбалмошных диких тварей; наоборот, эти сообщества удивительно устойчивы, дисциплинированны, и обычно в них царит полный порядок, поддерживающийся благодаря сложному взаимодействию пяти основных факторов. Первый из них — узы, связывающие мать и детеныша. Второй — возраст животного, регулирующий его переход от одной роли в группе к другой. Третий — непрерывающиеся родственные отношения животного с братом, сестрой или матерью. Четвертый — отношения взрослых самца и самки. Пятый — доминирование, то есть соотношение рангов животных в социальной организации группы.</p><p>Нетрудно заметить, что эти же, пять факторов сохраняют свою важность и в человеческом обществе. То есть в течение очень долгого времени у трех разных видов игра велась почти одна и та же — отличался только счет очков и цвет формы. Для человека, для шимпанзе и для павиана основной проблемой в жизни все еще в значительной степени остается проблема уживания с остальными членами своей группы.</p><p>Антрополог Шервуд Уошберн и психиатр Дэвид Хэмберг (Стэнфордский университет), рассматривая поведение приматов, признавали важность группового образа жизни. "Группа — это средоточие знаний и опыта, намного превосходящих знание и опыт отдельных ее членов, — писали они. — Именно группа обеспечивает накопление опыта и связь поколений. Адаптивная функция удлиненного биологического детства состоит в том, что животное получает достаточно времени для обучения. В течение этого периода животное учится у других членов группы, а они защищают его и оберегают. Медленное развитие вне группы означало бы гибель для индивида и вымирание для вида".</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000017f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Детеныш павиана познает жизнь, играя с подростком, который хватает его за хвост</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000018f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Ласково валит на землю</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000019f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Притворно кусает. Детеныш узнает, что его могут трепать, не причиняя боли</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000020f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Подросток в свою очередь позволяет детенышу куснуть себя</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000021f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Такие игры способствуют дружбе, полезной для будущей взрослой жизни</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000022f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p>Присутствие бдительной матери малыша (справа) гарантирует безопасность игры</p><p></p><p>"Удлиненное биологическое детство". Вдумайтесь в смысл этих слов. Самцу-павиану, чтобы стать взрослым, требуется шесть лет, шимпанзе — десять-пятнадцать. Без такого медленного развития высший примат попросту не успел бы узнать все, что ему необходимо узнать, чтобы приспособиться к сложному обществу, членом которого он стал с рождения. Сравнение с муравьями и пчелами, к которому часто прибегают, правомерно лишь до известной степени. Эти насекомые действительно образуют высокоорганизованные сообщества, но индивидуально они не учатся практически ничему. Им это не нужно: их реакции запрограммированы генетически, их поведение подчинено жесткой схеме.</p><p>Но в гибком обществе, где место программирования занимает обучение, где индивиду постоянно приходится делать выбор между разными возможностями и вступать в разнообразные отношения, длительный период детства и обучения абсолютно необходим.</p><p>Период обучения подозрительно смахивает на игру, да это и есть игра. Для шимпанзе детские игры равносильны посещению школы. Он наблюдает, как его мать ищет пищу, и начинает искать пищу сам. Он наблюдает, как она устраивает гнездо для ночлега, и сам устраивает маленькое гнездо — не для того, чтобы спать, а для развлечения. Позже в течение долгого подросткового периода он набирается от своих сверстников физических приемов, которые понадобятся ему во взрослом состоянии, а кроме того, постигает более сложные психологические приемы, то есть учится ладить с другими, причем узнает не только, как истолковывать их настроения, но и как выражать свои собственные, чтобы они были поняты. Шимпанзе, который не научится общаться с себе подобными, вряд ли доживет до зрелости.</p><p>Таким образом, обучающийся обретает определенное место в среде своих сверстников: сначала в бесцельных играх, позже через более целенаправленные действия, которые помогут установить его ранг несколько лет спустя, когда он станет взрослым. Короче говоря, есть два источника обучения, две системы взаимоотношений, создающие сообщество приматов: во-первых, семейные взаимоотношения (мать, детеныш, подросший детеныш) и, во-вторых, более широкие взаимоотношения каждого животного со всеми остальными членами группы.</p><p>Одна из наиболее характерных особенностей стада павианов — это доминирование самцов. Во многих изученных стадах павианов имеется самец номер один, которому остальные самцы во всем уступают. (Нередко в стаде бывают два доминирующих самца — или даже три и больше, — они объединяются, чтобы удержать за собой главенствующее положение, сохранить которое в одиночку им не удалось бы.) Прочие самцы располагаются в нисходящем порядке по остальным ступеням иерархической лестницы. Хотя непрерывно происходят мелкие стычки за более высокое положение, а порой и длительные ожесточенные схватки за место наверху (чего, собственно, и следует ожидать, поскольку именно туда устремляются наиболее сильные, смышленые и решительные животные), иерархия подчинения, раз сложившись, оказывается весьма устойчивой. Животные с высоким положением живут припеваючи — остальные всегда готовы без спора уступить им пищу, самку, удобное место для спанья, обыскивать их или подставлять себя для обыскивания и т. д.</p><p>Собственно говоря, именно поведение подчиненных животных обеспечивает постоянный порядок в стаде, а вовсе не свирепость доминирующих самцов. Животные, стоящие на низших ступенях иерархической лестницы, покорны, они знают свое место так же, как мелкий служащий страховой компании знает свое место и не пробует спорить с директором. Страховая компания долго не просуществовала бы, если бы мелкие служащие постоянно возражали директору или если бы директор считал необходимым каждые несколько минут выбегать в коридор, бить себя кулаком в грудь и кричать: "Я здесь хозяин!"</p> <p>У шимпанзе доминирование проявляется далеко не так четко, как у павианов. Члены группы относятся друг к другу очень терпимо, и точный статус нередко оказывается затушеванным. У павианов же иерархия соблюдается очень строго. Такая разница, как полагают, возникла из-за различия в образе жизни этих двух видов. Стадо павианов обитает на земле, где естественный отбор активно способствует появлению крупных агрессивных самцов, способных защитить стадо от хищника или хотя бы отвлечь его внимание ложными атаками, пока самки и детеныши убегают к спасительным деревьям. В результате у павианов половой диморфизм выражен очень ярко, то есть самцы заметно отличаются от самок. Они крупнее (порой вдвое), гораздо сильнее, их клыки и челюсти много больше, а темперамент воинственнее, и они никому не спускают ни отступлений от правил поведения, ни покушений на их статус. Кроме того, они очень ревниво относятся к "своим" самкам, когда у тех начинается течка. Все эти черты способствуют возникновению авторитарного сообщества, где доминирующий самец, даже не оскаливая зубов, одним взглядом ставит на место забывшегося подчиненного самца.</p><p>Эта авторитарность сообщества павианов всегда производила большое впечатление на наблюдателей. Мощная иерархия с ее многообразием нюансов угрожающих сигналов ("Берегись, я очень опасен") и не менее важными ответными знаками умиротворения ("Я знаю, я ничего дурного в виду не имею"), вне всяких сомнений, является той силой, которая скрепляет сообщество и препятствует потенциально опасным и чрезвычайно раздражительным животным разорвать друг друга в клочья. И все-таки было загадкой, почему драки происходят относительно редко, особенно в больших стадах, насчитывающих полсотни, а то и сотню животных, где непрерывное проникновение крепких молодых самцов в группу взрослых, растущие притязания тех, кто уже достиг зрелости, и ослабление влияния стареющих вожаков, казалось бы, должны исключать самую возможность устойчивой многоступенчатой иерархии. И наконец, почему каждое молодое животное не начинает свой путь с нижней ступени, постепенно пролагая себе путь наверх?</p><p>Тщательные наблюдения двух специалистов по павианам, Ирвина ДеВора и К.Р.Л. Холла, помогли найти ответы на некоторые из этих вопросов. Когда удалось более точно установить родственные связи внутри стада, выяснилось, что стабильность его социального устройства зависела не столько от самцов, сколько от самок, высоко стоящих на иерархической лестнице. Правда, первоначально эти самки в какой-то мере получили свой статус благодаря близости с доминирующими самцами, но, кроме того, они образовали самостоятельную преемственную аристократическую группу, опирающуюся на родственные связи: мать — дочь и сестра — сестра. Раз возникнув, эта аристократия непрерывно упрочивалась. Привилегированные самки (обычно близкие родственницы) постоянно держались в середине стада — наиболее выгодном месте, относительно безопасном от хищников. Там они дружески обыскивали друг друга, как члены тесного кружка избранных, и выращивали детенышей в обстановке уюта и безопасности, которой были лишены самки, стоявшие на низших ступенях иерархической лестницы. Эти последние были вынуждены держаться на периферии стада в пугливом ожидании укусов или шлепков от животных, занимающих верхние ступени лестницы. Не решаясь силой обосноваться в середине стада, где властвовала тесно сплоченная группа аристократок, они передавали эту робость и неуверенность в себе своим детенышам.</p><p>И наоборот, детеныши доминирующих матерей получали заметно больше шансов в свою очередь занять доминирующее положение. С молоком матери они всасывали смелость и решительность. С дней младенчества они играли с другими привилегированными малышами. Они, так сказать, обучались в аристократической школе, заводили полезную дружбу и получали все возможности для успешной павианьей карьеры.</p><p>Жизнь сообществ шимпанзе даже еще более сложна, чем у павианов, так как роли в ней распределены не столь строго и остается больше свободы для выражения индивидуальности. Поскольку шимпанзе живут в лесу, где наземные хищники угрожают им гораздо меньше, им незачем быть настолько драчливыми и тесно сплоченными, как павианы, и они такими не стали. По той же причине половой диморфизм у них выражен гораздо слабее. Хотя их сообществам присуща иерархия, она далеко не так четка и строга, как у павианов. Сообщества шимпанзе много более свободны, восприимчивы к новому и терпимы. Сексуальная ревность им чужда, наоборот, для них характерен полный промискуитет. Когда самка находится в состоянии эструса, то самцы в группе, которых она привлекает, добродушно ждут своей очереди, тем более, что ждать приходится недолго, поскольку сам акт занимает лишь несколько секунд и совершается словно мимоходом — иногда самец даже не перестает жевать банан или же спокойно терпит у себя на спине любопытного детеныша.</p><p>У животного с интеллектом шимпанзе, чей спектр различных реакций, куда более широкий, чем у павиана, создает возможность для более сложных отношений между отдельными особями, как будто уже брезжит зарождающаяся способность осознавать других. Шимпанзе, вероятно, эгоцентричны на девяносто девять процентов. Но нередко можно наблюдать, как они милостиво делятся пищей (обычно уже насытившись) или совершают еще какие-нибудь действия, позволяющие предположить, что они в определенной мере сознают потребности своих сородичей и считаются с ними. Доминирующий самец, который задал трепку другому самцу или напугал его, тут же прикасается к нему, чтобы успокоить и ободрить. Семейные узы прочны и сохраняются долго. Отчасти это объясняется тем, что шимпанзе взрослеют очень медленно, и детеныш, подрастая, сохраняет тесную связь с матерью, а также со старшими братьями и сестрами. Очень соблазнительно усмотреть в таких оттенках отношений первые намеки на семью, на любовь, умение поступаться собой и другие свойства, которые мы привыкли считать исключительно человеческими. Однако торопиться с подобными выводами опасно. Пока мы можем сказать только, что животное, похожее на то, которое описано выше, мало-помалу переселялось в саванну, где оно столкнулось с необходимостью выработать совсем иной образ жизни, приспособленный к новым условиям, — иначе оно вымерло бы.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20_img024sf.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Павианы общаются друг с другом при помощи разнообразных сигналов. На фотографии слева доминирующий самец зевает — но это не выражение скуки, а угроза, подкрепленная демонстрацией зубов и светлых век</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000023f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Павиан выражает покорность, подставляя зад доминирующему самцу</em></p> <p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000024f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Павиан легким шлепком успокаивает его</em></p><p></p><p>Для нас семья — отец, мать, дети — это нечто само собой разумеющееся, что вполне естественно, поскольку семья очень долго играла центральную роль в эволюции человека, и мы попросту забываем, что было время, когда она не существовала в нынешней форме. Если, размышляя о том, как начала складываться семья у гоминидов, мы возьмем за возможный образец семью шимпанзе с ее спокойными привязанностями и длительно сохраняющимися родственными узами между матерью и детенышем, а также между детенышами разных поколений, нам придется объяснить, откуда в такой семье появился новый член — отец. Ведь в сообществах шимпанзе отцов не существует. Дружеский промискуитет исключает само понятие отцовства, да отцы и не нужны. Пищи в лесу достаточно (то есть отец-кормилец не требуется), а опасных животных почти нет (то есть не требуется отец-защитник). Так каким же образом в семье появляется отец?</p><p>Появился ли он в результате возникновения длительной сексуальной привязанности между отдельными самцами и самками? Едва ли стоит указывать, что в отличие от шимпанзе для людей характерны прочные узы между мужчиной и женщиной, привязанность, которая сильна и постоянна независимо от физиологического состояния женщины. Но как и когда у людей возникли такие отношения, остается пока полной тайной. Можно предположить, что у добродушных животных вроде шимпанзе, которые получают удовольствие от физического соприкосновения — от обыскивания, поглаживания и даже от того, что они сидят или лежат, прижавшись друг к другу, — всякое изменение в среде обитания или в структуре сообщества, заставляющее самца и самку много времени проводить вместе, способно привести к медленному развитию постоянной взаимной сексуальной привязанности. Согласно другой гипотезе, периоды, во время которых самка сексуально восприимчива, могли под воздействием постоянного общения самца и самки постепенно удлиняться, пока не слились воедино.</p><p>Но как возникло такое постоянное общение самца и самки? У шимпанзе ничего подобного нет: самцы у них предпочитают общество самцов. Нет его и у восточноафриканских павианов, обитающих в саванне. Однако его можно наблюдать у павианов других видов, в частности у гелад и гамадрилов. И те и другие живут в открытых местностях, не только более сухих, но и с заметно большими сезонными колебаниями как погоды, так и количества пищи, чем места обитания саванных павианов, которые держатся у кромки леса, где круглый год не бывает недостатка в съестном.</p><p>Различия же в среде обитания, как обнаружил видный английский ученый Джон Крук (Бристольский университет), совпадают с различиями в структуре сообществ животных близкородственных видов. Он изучал сообщества многих животных — не только павианов, но и некоторых африканских ткачиков и антилоп. Его поразило, насколько одинаково все эти в других отношениях столь не похожие друг на друга существа реагируют на одни и те же изменения окружающей среды. На основе своих наблюдений он выдвинул следующее положение: "В сходных условиях у общественных животных складываются сходные структуры сообществ".</p><p>Выводы Крука о структуре таких сообществ опираются на данные, слишком сложные и специальные для того, чтобы рассматривать их в этой книге. Однако даже беглый обзор сообществ трех видов африканских павианов может дать достаточное представление о сути его аргументов.</p><p>Павианы обладают большим адаптационным потенциалом. Они не очень специализированны, а потому могут приспосабливаться к самым разным условиям существования. Это естественно для всякого неспециализированного и достаточно сметливого животного. Лучшим примером того служит сам человек. Благодаря своему мозгу — и культуре, которой он обязан этому мозгу, — он может жить за Северным Полярным кругом, хотя физически ничем не отличается от человека, живущего на экваторе. У павианов нет "культуры", а потому как средство приспособления к тем или иным условиям существования у них вырабатывались определенные изменения в структуре их сообщества.</p><p>Из всех африканских павианов в наиболее легких условиях живут восточноафриканские виды, обитающие в саванне, неподалеку от леса, где можно укрыться от врагов и найти безопасный ночлег на дереве и где благодатный климат обеспечивает изобилие пищи круглый год. В такой обстановке стадо представляет собой единственную и исчерпывающую форму сообщества. Семейные узы, за исключением связи матери и детеныша, выражены слабо. Фигура же отца отсутствует вовсе, если только ее в какой-то мере не напоминает доминирующий самец, которому принадлежит "право сеньора" на часть или на всех самок в стаде.</p><p>Гелады в отличие от восточноафриканских павианов обитают на склонах гор в Эфиопии. Климат там более суров, сезонные изменения погоды выражены более резко, и в определенные периоды пищи становится заметно меньше. В результате взаимоотношения самцов и самок приобретают другой характер. Днем стадо разбивается на отдельные группы, которые отправляются искать корм, каждая в свою сторону. Такая группа включает одного взрослого самца, одну или несколько самок и детенышей разного возраста. Логика подобного разделения совершенно ясна: когда пищи не хватает, для выживания вида гораздо важнее, чтобы сыты были самки и молодняк, а не избыточные самцы. До тех пор пока один сильный самец охраняет самок и оплодотворяет их во время эструса, остальные самцы могут считаться ненужными — разве что они могут занять место погибшего вожака группы или образовать новую семью с молодыми самками. При такой структуре сообщества взаимоотношения между отдельным самцом и самкой заметно более длительны и прочны, чем у павианов саванны, и в этом смысле подобная группа гелад гораздо больше походит на человеческую семью-ячейку, чем стадо павианов саванны или даже сообщество шимпанзе. Но что характерно, с наступлением сезона дождей, когда сухие склоны гор становятся богаче пищей, группы самец — самка — детеныши начинают распадаться и гелады соединяются в обычные стада с многочисленными самцами.</p><p>У гамадрилов социальная структура опять-таки имеет свои особенности. Эти павианы обитают в еще более сухих местностях, чем те, в которых живут гелады, — в скалистых районах Эфиопии и в полупустынях Сомали. В таких условиях группы с одним самцом существуют круглый год. Связь самец — самка еще более прочна, чем у гелад. Каждый самец-гамадрил относится к своему гарему весьма ревниво и не отпускает от себя самок буквально ни на шаг. Если он переходит на другое место, они идут с ним или рискуют быть укушенными. Эта поведенческая черта укоренилась настолько глубоко, что самка, когда самец ей угрожает, бежит не от него, а к нему.</p> <p>Конечно, гоминиды не павианы и даже не состоят с ними в близком родстве. И тем не менее тезис Крука очень заманчив. Если социальная структура формируется окружающей средой (причем, как подчеркивает Крук, формируется она далеко не мгновенно, а в течение очень долгого времени в результате и под воздействием естественного отбора), то структура сообщества человекообразной обезьяны, переселившейся из леса на открытую равнину, где периодически наступают засушливые сезоны, в процессе приспособления к новой среде должна была претерпеть соответствующие изменения. Процесс этот мог протекать так же, как у других приматов, но сами изменения, конечно, зависели от характера местности. Если разные павианы ведут различный образ жизни, то и с гоминидами могло произойти нечто подобное — в соответствии с тем, где они поселились и какие сезонные затруднения при поисках пищи и воды испытывали. Там, где такие трудности были особенно большими, многие самцы-гоминиды, вероятно, оказывались избыточными, как и самцы-павианы, и в результате могли складываться семейные ячейки с одним самцом.</p><p>Вот так мы и нашли путь, каким в социальной структуре нашей мелкозубой прямоходящей обезьяны, обосновавшейся на открытой равнине, могла появиться фигура отца, отсутствовавшая в рыхлых, как у шимпанзе, сообществах, в которые, вероятнее всего, объединялись гоминиды, пока не расстались с лесом. Во всяком случае, к появлению в "доме" отца привела вовсе не чисто человеческая особенность — постоянная способность к половому общению (хотя в дальнейшем этот фактор и мог стать одной их тех сил, которые создали у него потребность возвращаться "домой"). Наоборот, на той стадии, о которой мы ведем речь, пытаясь выявить зачатки человеческой семейной структуры у существа, которое еще не было человеком, определяющим фактором вполне могли служить особенности среды обитания. То есть длительная совместная жизнь одного самца с какими-то самками диктовалась "экономическими" причинами. В определенных условиях образование семейных групп с одним самцом наиболее способствует выживанию.</p><p>В поисках "отца" нам пришлось идти окольным путем, и все эти объяснения опираются лишь на косвенные данные. Тем не менее поиски правдоподобного объяснения необходимы. У нас существует понятие главы семьи, которое появилось в незапамятные времена, а не возникло вдруг на пустом месте и потому требует объяснения. К тому же отец — а точнее, глава семьи мужского пола — играет ключевую роль в стольких взаимосвязанных моментах развития уже возникшего человека, что попросту невозможно представить себе его возникновение, если не принять, что эта фигура присутствовала уже очень давно.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20_img025sf.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Успокаивающие жесты и прикосновения очень важны для шимпанзе. На фотографии слева самка выражает тревогу, оскаливая зубы в "гримасе страха", а самец успокаивающе прикасается к ней</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000025f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Шимпанзе обыскивают друг друга — любимое занятие, снимающее неприятные эмоции</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20__000026f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Внизу несколько шимпанзе уютно устроились в одном гнезде</em></p><p></p><p>И вопрос, в сущности, ставится так: насколько давно? Павианья модель Крука словно бы указывает на большую древность связи самец — самка, поскольку она опирается на такой основополагающий фактор, как воздействие среды обитания, и, следовательно, по логике вещей должна была сложиться вскоре после перехода гоминидов к наземному образу жизни, когда они столкнулись с сезонными трудностями в добывании пищи. Это приводит нас к древнейшим из австралопитеков или даже к протоавстралопитекам, но тут уж мы вступаем в область чистых догадок.</p><p>Те, кто не согласен с Круком, говорят, что объяснения образования семьи незачем искать у павианов — так далеко в прошлом и так далеко в стороне. Они предпочитают обратиться к нашему ближайшему родичу — шимпанзе и считают, что начало возникновения семьи следует связывать с употреблением в пищу мяса и дележом пищи — обе эти черты присутствуют у шимпанзе, хотя и в слабой степени. Шервуд Уошберн, горячий сторонник такой точки зрения, утверждает, что именно они привели к возникновению постоянной связи самца и самки. Поскольку употребление в пищу мяса требует развития охотничьей сноровки, а систематическая охота приводит к совершенствованию орудий и оружия и к дальнейшему развитию двуногости, модель Уошберна подразумевает несколько более позднее формирование "семьи".</p><p>Но в любом случае все согласны, что роль самца как "главы семьи" в эволюции гоминидов очень важна. Она оказала воздействие на развитие новых (и отвечающих требованиям среды обитания) ролей самца и самки в жизни сообщества, на развитие обучения детенышей сложным новым (и отвечающим требованиям среды обитания) приемам, на развитие представления о доме, а также на развитие охоты и дележа добычи. Все это, разумеется, взаимосвязано и слагается в сложную систему положительной обратной связи.</p><p>Раз появились роли, значит, те, кто их исполняет, должны были претерпевать соответствующее эволюционное формирование. Например, в наши дни мужчины в среднем крупнее и сильнее женщин, и, несомненно, так было на протяжении миллионов лет. Эти свойства естественны для защитника и охотника: взаимосвязь между ролью и физическим сложением тут достаточно проста и пряма. Однако мужчины, кроме того, бегают быстрее женщин, и тут причинную связь уже никак нельзя назвать простой и прямой. Если бы быстроногость определялась ростом и силой, тогда самый рослый и сильный мужчина обязательно бегал бы быстрее остальных. Поскольку совершенно очевидно, что это не так, значит, должно быть какое-то другое объяснение, почему гибкая ловкая женщина бегает медленнее своего тяжеловесного супруга.</p><p>На это есть две причины. Во-первых, женщине незачем бегать столь же быстро: роль, которая возлагается на нее все больше и больше, роль матери, "хранительницы домашнего очага" и собирательницы пищи, не требует способности быстро бегать. А во-вторых, она и не может быть быстрой бегуньей, если ей предстоит рожать детей со все увеличивающимся мозгом, — таз, наилучшим образом приспособленный для этого, не слишком подходит для бега, да и для наиболее эффективной походки тоже.</p><p>Обретение истинной двуногости требовало эволюционных изменений в форме и пропорциях костей ног и таза, а также ножных и ягодичных мышц. Шимпанзе способен ходить на задних конечностях без всякого напряжения — но лишь короткое время. Он, кроме того, способен неожиданно быстро бегать. Однако шимпанзе попросту не сложен так, чтобы хорошо ходить и бегать на двух ногах. У него слишком короткие ноги и неподходящая форма ступни: большой палец торчит в сторону, словно на руке, а не обращен вперед, что обеспечивало бы упругость походки. Три главные ягодичные мышцы у него относительно малы и невыгодно размещены: мышцы, которые он может использовать при ходьбе, прикрепляются к костям таким образом, что не обеспечивают рычага, необходимого для энергичного шага. К тому же походка у шимпанзе будет ковыляющей и раскачивающейся, так как его ноги расставлены слишком широко, и, чтобы его вес приходился на ступающую ногу, ему при каждом шаге необходимо поворачивать туловище.</p> <p>Для настоящего прямохождения требуются более прямые и сближенные ноги — такие, как у человека. Когда нормально сложенный мужчина стоит, сдвинув ступни, у него соприкасаются внутренние поверхности бедер, колени и икры. Это стало возможно благодаря заметным изменениям в форме и пропорциях костей ног и, главное, таза. Две тазовые кости уплощились и развернулись так, что это обеспечивает не только более вертикальную позицию туловища, но и более удобное прикрепление и более выгодный рычаг для трех пар ягодичных мышц, которые работают при ходьбе. Люди постепенно приобрели все эти улучшения, а шимпанзе и гориллы — нет и косолапо ковыляют до сих пор.</p><p>Изменения человеческого таза, как ни важны они для прямохождения, не увеличили тазового отверстия. Для этого весь таз должен был бы стать больше, что нарушило бы эволюционный процесс развития компактного таза, обеспечивающего прямохождение. Вот тут-то самка гоминида оказалась перед трудным выбором. Если бы ее таз стал достаточно компактным для наиболее эффективной ходьбы и бега, отверстие его оказалось бы настолько маленьким, что во время родов голова детеныша не могла бы пройти сквозь него. Собственно говоря, когда гоминиды стали более человекоподобными и мозг их увеличился, тазовому отверстию следовало бы увеличиться заметно больше. Но этого не произошло, чем и объясняется трудность родов у современной женщины. Ее таз представляет собой компромисс.</p><p>Можно не сомневаться, что у гоминидов, когда они перебрались в саванну, уже существовала четкая дифференциация ролей самца и самки. Поскольку в умственном отношении гоминиды стояли выше павианов, забота о детенышах должна была объединять их семьи еще теснее. Их детеныши не только медленнее взрослели, но и становились все беспомощнее в момент рождения. Ведь дилемма маленького таза и крупного мозга может, в частности, разрешаться и так: детеныш появляется на свет на той стадии своего развития, когда его головка еще не стала слишком большой. В результате мать должна заботиться о нем гораздо дольше.</p><p>Когда действуют подобные факторы, а растущее использование орудий требует увеличения мозга и способствует его увеличению, логично предположить дальнейшее углубление различий в ролях самца и самки, особенно если самкам приходится все больше времени пестовать детенышей, в связи с чем растет их зависимость от самцов, в обществе которых они начинают оставаться все дольше. Длительное общение способствует развитию взаимопомощи. Так возникают новые поведенческие моменты — в частности, постепенно развивается готовность делиться пищей.</p><p>Павианы и шимпанзе порой делятся пищей. Возможно, и у гоминидов, когда они покидали лес, уже намечалась такая черта. В саванне, где самцы начинали ходить все лучше, что заметно расширяло их возможности, им, конечно, было легче наткнуться на мелкое животное, которое могло послужить добычей, а затем научиться специально охотиться на такую добычу. Соответственно должно было расти и побуждение делиться пищей. Съесть теленка антилопы целиком в один присест гоминиду было явно не под силу. Так почему бы не поделиться добычей тут же на месте с другими охотниками, а остатки не отнести медленно передвигающейся, обремененной детенышем самке, с которой постоянно общаешься? Поскольку охота включает преследование добычи — порой на значительные расстояния, — каких-то членов группы неизбежно приходится оставлять позади, и скорее всего, самок и детенышей. "Позади" в лучшем случае означает место, где эти менее подвижные члены группы находятся в относительной безопасности, а в худшем — всего лишь место, которое охотники без труда отыщут снова: короче говоря, своего рода базовый лагерь, зачатки будущего "дома".</p><p>Охотники не всегда бывают удачливы. Сплошь да рядом они возвращаются с пустыми руками. В результате почти во всех охотничье-собирательских сообществах они обеспечивают лишь часть той пищи, которая требуется группе. Поэтому женская половина группы должна заботиться о том, чтобы всегда имелись в достатке фрукты, семена, орехи и другая растительная пища. К тому же орехи и зерна не только восполняют неудачи охотников, не способных обеспечивать группу едой постоянно, но в отличие от быстро портящегося мяса сохраняются очень долго, так что в случае необходимости их можно раздавать небольшими порциями.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_20_img026sf.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Поведение, удивительно сходное с человеческим: мать-шимпанзе в Гомбе-Стрим нянчит недельного детеныша</em></p><p></p><p>Вот так, возможно, развивалось обыкновение делиться пищей — параллельно с развитием соответствующих ролей самца и самки в ее добыче. И эти роли сохранялись на протяжении миллионов лет. Собственно говоря, в обществах, основанных на охотничье-собирательском укладе хозяйства, они существуют и в наши дни.</p><p>Как далеко такое разделение труда продвинулось в дни австралопитеков, остается спорным. Безусловно, развиваться оно должно было неравномерно. Чтобы собирать про запас орехи, семена и прочую съедобную мелочь, самке нужно было во что-то их класть, в чем-то их носить. Это подразумевает использование корзин, или выдолбленных тыкв, или мешочков, изготовленных из больших листьев и кусков звериных шкур. Никаких доказательств того, что австралопитеки пользовались чем-либо подобным, у нас нет, но отсутствие доказательств еще не означает, что они такими приспособлениями не пользовались, — ведь все эти материалы недолговечны. А корзины должны были когда-нибудь появиться. Те сведения, которые удалось собрать о человеке прямоходящем и его культуре, ясно показывают, что он должен был изготовлять какие-то вместилища для хранения и переноски предметов.</p><p>Делали ли это австралопитеки? Пока можно сказать только, что в какой-то период, более миллиона лет назад, самки гоминидов собирали и хранили больше пищи, чем были способны съесть тут же. Начал ли это человек умелый два миллиона лет назад? Или более древние изящные типы три миллиона лет назад? Большинство специалистов считают, что мозг австралопитеков был слишком мал, чтобы осмыслить использование и изготовление вместилищ. И все же наличие довольно сложных приемов изготовления орудий, которое недавно выявила Мэри Лики, должно бы предостеречь антропологов от категорических заявлений касательно того, что могли и чего не могли делать древние гоминиды. Положение тут такое же, как с шимпанзе Джейн Гудолл, — чем больше мы узнаем об австралопитековых, тем поразительнее представляются нам их способности.</p><p>Каков же итог всех этих логических построений?</p><p>Они рисуют образ общественного гоминида, у которого наличествует и групповая структура, и, возможно, зародыш семьи. Его сообщество организовано очень сложно и на первых стадиях, вероятно, представляло собой иерархию доминирования. Этот гоминид перебрался из леса в саванну, где его пищевой рацион заметно расширился, в частности включив и семена. Короче говоря, он ест все, что попадается ему под руку. Он явился в саванну как человекообразная обезьяна, обладающая начатками двуногости, использования орудий и питания мясом. В условиях саванны развитие этих свойств дает заметные преимущества, и он широко использует их все. К эпохе австралопитеков он уже прекрасно ходит на двух ногах, а возможно, был прямоходящим и раньше. Начинается четкое разделение ролей самца и самки: защитника-охотника и собирательницы, так сказать, "хранительницы домашнего очага". Эти роли — и тут мы вновь оказываемся в замкнутом круге положительной обратной связи — не только обеспечивают защиту и дележ пищи, необходимые для существования матерей и их детенышей, мозг которых увеличивается, а период младенчества удлиняется, но и становятся возможными благодаря увеличению мозга, которому содействует новый образ жизни, опирающийся на дележ пищи, двуногость и применение орудий.</p> <p>В этом аспекте простая способность хорошо ходить уже приобретает важное значение. Уошберн указывает, что многие приматы всю жизнь остаются в радиусе нескольких километров от места своего рождения, а потому их взгляд на мир неизбежно очень узок. Даже павиан, каким бы дальнозорким он ни был и какие бы павианьи видения не посещали его, когда он завороженно взирает с вершины дерева на таинственные просторы неведомого ему мира, нисколько этими видениями не вдохновляется. Обычно он держится на участке в 25–40 квадратных километров. К. Холл без труда перегонял стадо павианов с места на место в пределах небольшого участка, который оно считало своим, однако все попытки выгнать их за границу этого участка неизменно терпели неудачу: павианы сразу же поворачивали обратно, туда, где им были знакомы каждое дерево, каждая скала и где они чувствовали себя в безопасности. Но, выбрав безопасность, они утратили возможность узнать что-то новое.</p><p>У гоминидов же все было иначе: по мере того, как они получали все большую физическую способность осваивать все более обширные участки, возрастала и их возможность видеть что-то новое и приобретать новый опыт. А естественный отбор благоприятствовал дальнейшему увеличению мозга, который мог воспринимать и хранить все больше информации об этом расширяющемся мире. Чем значительнее были расстояния, которые покрывали гоминиды, тем сильнее становился стимул носить с собой необходимые предметы, что в свою очередь служило стимулом к развитию прямохождения и тем самым к расширению осваиваемой территории.</p><p>В настоящее время нет никакого средства определить размеры участка группы австралопитеков, но размеры эти, во всяком случае, были разными в разных местностях и менялись в зависимости от того, какой выдавался год — хороший или плохой. И все же можно почти с полной уверенностью утверждать, что такой участок охватывал десятки, если не сотни, квадратных километров. Обширность территории обеспечивала ряд преимуществ обитающей на ней подвижной группе, которая была способна в случае необходимости перекочевать из одного ее конца в другой, например, чтобы избежать местной засухи или наводнения, а также в полной мере использовать сезонное обилие той или иной пищи, и, что самое главное, была способна запомнить, где, когда и как она может использовать свои обширные владения наилучшим способом. Простое расширение выбора, открывающегося перед гоминидами, которые наделены большим мозгом и способны проходить значительные расстояния, уже увеличивает их шансы на выживание.</p><p>Этим исчерпывается почти все, что можно сказать о древнейших гоминидах. Остаются только предположения об их росте и о численности их групп.</p><p>К середине 70-х годов общее число известных окаменелостей австралопитеков, включая новейшие находки Кларка Хоуэлла, Ива Коппана и Ричарда Лики, значительно увеличилось, но подавляющую их часть составляют зубы и фрагменты челюстей. Длинные кости рук и ног, которые позволили бы точно оценить рост австралопитеков, крайне редки и сохранились практически лишь в виде обломков. Тем не менее они позволяют сделать кое-какие примерные выводы. А именно:</p><p>Самец австралопитека бойсеи, который в течение нескольких миллионов лет, по-видимому, становился все крупнее и массивнее, имел рост около 165 сантиметров и весил до 90 килограммов — то есть был внушительным животным. Самка бойсеи, по-видимому, была на 25–40 сантиметров ниже и весила, возможно, вдвое меньше самца.</p><p>Все изящные типы австралопитека — от самых мелких южноафриканских до более крупного и позднего человека умелого — имели рост, от 135 до 150 сантиметров и весили от 35 до 45 килограммов. Самки опять-таки были мельче.</p><p>Австралопитек массивный, обнаруженный пока только в Южной Африке, стоит где-то посередине между популяциями австралопитека бойсеи и австралопитека африканского. Самцы имели рост около 150 сантиметров и весили почти 70 килограммов, рост самок составлял 135 сантиметров, а вес — около 35 килограммов.</p><p>Оценки числа австралопитеков в группе колеблются от десятка до полусотни особей. Оценки эти опираются на численность групп, которыми живут шимпанзе, гориллы и павианы, а также на те практические пределы, которые должны ограничивать (и ограничивают по сей день) размеры групп охотников-собирателей, поскольку очень нелегко каждый день находить достаточное количество пищи и воды для всех членов большой группы.</p><p>Можно высказать догадки и о продолжительности жизни австралопитеков. Шимпанзе в лесу живет в среднем около 25 лет, хотя по своим физиологическим данным мог бы прожить до 60 лет. Австралопитеки, близкие к шимпанзе по происхождению и по размерам, обладали, вероятно, таким же потенциальным жизненным сроком, но, как и у шимпанзе, условия их существования резко его снижали. Палеоантрополог Алан Манн исследовал скорость развития зубов у детенышей по окаменевшим остаткам южноафриканского изящного типа и скорость снашивания зубов у взрослых особей той же популяции. Полученные им данные показывают, что никто из них не прожил более 40 лет и что лишь один из семи доживал до 30 лет. Средняя продолжительность их жизни, по его оценке, составляла около 20 лет, что дает достаточное представление о трудностях и опасностях существования австралопитеков.</p><p>Пусть переселение в саванну привело в конце концов к появлению человека, но пройдут еще миллионы лет, прежде чем его жизнь станет легче и продолжительнее.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава пятая Жизнь человекообезьян в сообществах Глава пятая Жизнь человекообезьян в сообществах Тот, у кого в роду нет ни глупцов, ни плутов, ни попрошаек, был зачат ударом молнии. Томас Фуллер (1608–1661) В Гомбе-Стрим, в Танзании, самец-шимпанзе играет с маленьким братом. Во время игры малыш легко стоит на двух ногах, что указывает на зачатки прямохождения у шимпанзе и подчеркивает их близкое родство с человеком. Поза старшего животного типична для человекообразной обезьяны, опирающейся при ходьбе на полусогнутые пальцы длинных рук Прямоходящая обезьяна! С зубами гоминида! Вначале только это и ничего больше — если не считать споров о времени возникновения, причине и даже степени прямохождения. Но ведь все отнюдь не сводится к прямохождению и к тому, как наши предки его обрели: есть и другие важнейшие черты "человечности", которые надо проследить до единственного в своем роде переселения лесной человекообразной обезьяны в открытую саванну. Рассматривать, как в подобной обстановке шел эволюционный прогресс существа, столь сложного, как проточеловек, чрезвычайно трудно, поскольку прогресс этот слагается из множества взаимосвязанных моментов развития, которые все зависят друг от друга и воздействуют друг на друга. Даже если мы на минуту предположим, что изменение пищевого предпочтения (постепенная замена фруктов в дневном рационе на корни, семена и мясо) послужило катализатором, давшим толчок всему процессу, загадка тем не менее будет напоминать коробочку с секретом — с какой все-таки стороны она открывается? Приступить к поискам лучше со стороны, помеченной "социальная структура", и рассмотреть, в какого рода группы, скорее всего, объединялись эти первые ступившие на землю человекообразные обезьяны. Но возможно ли установить, какими они были, столько миллионов лет спустя? Установить — нет, но предложить достаточно правдоподобные догадки, пожалуй, можно. Поскольку древние гоминиды находились в тесном родстве с предками шимпанзе и поскольку они делили среду обитания — саванну — с предками павианов, полезно будет в поисках данных об их социальной структуре обратиться к наблюдениям за ныне живущими потомками этих двух обезьян. Между этими сообществами существует много важных различий, но тем интереснее сходство, которое между ними есть. И наиболее интересно, конечно, то обстоятельство, что их сообщества высокоорганизованны. Сообщества павианов или шимпанзе — это вовсе не случайное скопление прыгающих, вопящих взбалмошных диких тварей; наоборот, эти сообщества удивительно устойчивы, дисциплинированны, и обычно в них царит полный порядок, поддерживающийся благодаря сложному взаимодействию пяти основных факторов. Первый из них — узы, связывающие мать и детеныша. Второй — возраст животного, регулирующий его переход от одной роли в группе к другой. Третий — непрерывающиеся родственные отношения животного с братом, сестрой или матерью. Четвертый — отношения взрослых самца и самки. Пятый — доминирование, то есть соотношение рангов животных в социальной организации группы. Нетрудно заметить, что эти же, пять факторов сохраняют свою важность и в человеческом обществе. То есть в течение очень долгого времени у трех разных видов игра велась почти одна и та же — отличался только счет очков и цвет формы. Для человека, для шимпанзе и для павиана основной проблемой в жизни все еще в значительной степени остается проблема уживания с остальными членами своей группы. Антрополог Шервуд Уошберн и психиатр Дэвид Хэмберг (Стэнфордский университет), рассматривая поведение приматов, признавали важность группового образа жизни. "Группа — это средоточие знаний и опыта, намного превосходящих знание и опыт отдельных ее членов, — писали они. — Именно группа обеспечивает накопление опыта и связь поколений. Адаптивная функция удлиненного биологического детства состоит в том, что животное получает достаточно времени для обучения. В течение этого периода животное учится у других членов группы, а они защищают его и оберегают. Медленное развитие вне группы означало бы гибель для индивида и вымирание для вида". Детеныш павиана познает жизнь, играя с подростком, который хватает его за хвост Ласково валит на землю Притворно кусает. Детеныш узнает, что его могут трепать, не причиняя боли Подросток в свою очередь позволяет детенышу куснуть себя Такие игры способствуют дружбе, полезной для будущей взрослой жизни Присутствие бдительной матери малыша (справа) гарантирует безопасность игры "Удлиненное биологическое детство". Вдумайтесь в смысл этих слов. Самцу-павиану, чтобы стать взрослым, требуется шесть лет, шимпанзе — десять-пятнадцать. Без такого медленного развития высший примат попросту не успел бы узнать все, что ему необходимо узнать, чтобы приспособиться к сложному обществу, членом которого он стал с рождения. Сравнение с муравьями и пчелами, к которому часто прибегают, правомерно лишь до известной степени. Эти насекомые действительно образуют высокоорганизованные сообщества, но индивидуально они не учатся практически ничему. Им это не нужно: их реакции запрограммированы генетически, их поведение подчинено жесткой схеме. Но в гибком обществе, где место программирования занимает обучение, где индивиду постоянно приходится делать выбор между разными возможностями и вступать в разнообразные отношения, длительный период детства и обучения абсолютно необходим. Период обучения подозрительно смахивает на игру, да это и есть игра. Для шимпанзе детские игры равносильны посещению школы. Он наблюдает, как его мать ищет пищу, и начинает искать пищу сам. Он наблюдает, как она устраивает гнездо для ночлега, и сам устраивает маленькое гнездо — не для того, чтобы спать, а для развлечения. Позже в течение долгого подросткового периода он набирается от своих сверстников физических приемов, которые понадобятся ему во взрослом состоянии, а кроме того, постигает более сложные психологические приемы, то есть учится ладить с другими, причем узнает не только, как истолковывать их настроения, но и как выражать свои собственные, чтобы они были поняты. Шимпанзе, который не научится общаться с себе подобными, вряд ли доживет до зрелости. Таким образом, обучающийся обретает определенное место в среде своих сверстников: сначала в бесцельных играх, позже через более целенаправленные действия, которые помогут установить его ранг несколько лет спустя, когда он станет взрослым. Короче говоря, есть два источника обучения, две системы взаимоотношений, создающие сообщество приматов: во-первых, семейные взаимоотношения (мать, детеныш, подросший детеныш) и, во-вторых, более широкие взаимоотношения каждого животного со всеми остальными членами группы. Одна из наиболее характерных особенностей стада павианов — это доминирование самцов. Во многих изученных стадах павианов имеется самец номер один, которому остальные самцы во всем уступают. (Нередко в стаде бывают два доминирующих самца — или даже три и больше, — они объединяются, чтобы удержать за собой главенствующее положение, сохранить которое в одиночку им не удалось бы.) Прочие самцы располагаются в нисходящем порядке по остальным ступеням иерархической лестницы. Хотя непрерывно происходят мелкие стычки за более высокое положение, а порой и длительные ожесточенные схватки за место наверху (чего, собственно, и следует ожидать, поскольку именно туда устремляются наиболее сильные, смышленые и решительные животные), иерархия подчинения, раз сложившись, оказывается весьма устойчивой. Животные с высоким положением живут припеваючи — остальные всегда готовы без спора уступить им пищу, самку, удобное место для спанья, обыскивать их или подставлять себя для обыскивания и т. д. Собственно говоря, именно поведение подчиненных животных обеспечивает постоянный порядок в стаде, а вовсе не свирепость доминирующих самцов. Животные, стоящие на низших ступенях иерархической лестницы, покорны, они знают свое место так же, как мелкий служащий страховой компании знает свое место и не пробует спорить с директором. Страховая компания долго не просуществовала бы, если бы мелкие служащие постоянно возражали директору или если бы директор считал необходимым каждые несколько минут выбегать в коридор, бить себя кулаком в грудь и кричать: "Я здесь хозяин!" У шимпанзе доминирование проявляется далеко не так четко, как у павианов. Члены группы относятся друг к другу очень терпимо, и точный статус нередко оказывается затушеванным. У павианов же иерархия соблюдается очень строго. Такая разница, как полагают, возникла из-за различия в образе жизни этих двух видов. Стадо павианов обитает на земле, где естественный отбор активно способствует появлению крупных агрессивных самцов, способных защитить стадо от хищника или хотя бы отвлечь его внимание ложными атаками, пока самки и детеныши убегают к спасительным деревьям. В результате у павианов половой диморфизм выражен очень ярко, то есть самцы заметно отличаются от самок. Они крупнее (порой вдвое), гораздо сильнее, их клыки и челюсти много больше, а темперамент воинственнее, и они никому не спускают ни отступлений от правил поведения, ни покушений на их статус. Кроме того, они очень ревниво относятся к "своим" самкам, когда у тех начинается течка. Все эти черты способствуют возникновению авторитарного сообщества, где доминирующий самец, даже не оскаливая зубов, одним взглядом ставит на место забывшегося подчиненного самца. Эта авторитарность сообщества павианов всегда производила большое впечатление на наблюдателей. Мощная иерархия с ее многообразием нюансов угрожающих сигналов ("Берегись, я очень опасен") и не менее важными ответными знаками умиротворения ("Я знаю, я ничего дурного в виду не имею"), вне всяких сомнений, является той силой, которая скрепляет сообщество и препятствует потенциально опасным и чрезвычайно раздражительным животным разорвать друг друга в клочья. И все-таки было загадкой, почему драки происходят относительно редко, особенно в больших стадах, насчитывающих полсотни, а то и сотню животных, где непрерывное проникновение крепких молодых самцов в группу взрослых, растущие притязания тех, кто уже достиг зрелости, и ослабление влияния стареющих вожаков, казалось бы, должны исключать самую возможность устойчивой многоступенчатой иерархии. И наконец, почему каждое молодое животное не начинает свой путь с нижней ступени, постепенно пролагая себе путь наверх? Тщательные наблюдения двух специалистов по павианам, Ирвина ДеВора и К.Р.Л. Холла, помогли найти ответы на некоторые из этих вопросов. Когда удалось более точно установить родственные связи внутри стада, выяснилось, что стабильность его социального устройства зависела не столько от самцов, сколько от самок, высоко стоящих на иерархической лестнице. Правда, первоначально эти самки в какой-то мере получили свой статус благодаря близости с доминирующими самцами, но, кроме того, они образовали самостоятельную преемственную аристократическую группу, опирающуюся на родственные связи: мать — дочь и сестра — сестра. Раз возникнув, эта аристократия непрерывно упрочивалась. Привилегированные самки (обычно близкие родственницы) постоянно держались в середине стада — наиболее выгодном месте, относительно безопасном от хищников. Там они дружески обыскивали друг друга, как члены тесного кружка избранных, и выращивали детенышей в обстановке уюта и безопасности, которой были лишены самки, стоявшие на низших ступенях иерархической лестницы. Эти последние были вынуждены держаться на периферии стада в пугливом ожидании укусов или шлепков от животных, занимающих верхние ступени лестницы. Не решаясь силой обосноваться в середине стада, где властвовала тесно сплоченная группа аристократок, они передавали эту робость и неуверенность в себе своим детенышам. И наоборот, детеныши доминирующих матерей получали заметно больше шансов в свою очередь занять доминирующее положение. С молоком матери они всасывали смелость и решительность. С дней младенчества они играли с другими привилегированными малышами. Они, так сказать, обучались в аристократической школе, заводили полезную дружбу и получали все возможности для успешной павианьей карьеры. Жизнь сообществ шимпанзе даже еще более сложна, чем у павианов, так как роли в ней распределены не столь строго и остается больше свободы для выражения индивидуальности. Поскольку шимпанзе живут в лесу, где наземные хищники угрожают им гораздо меньше, им незачем быть настолько драчливыми и тесно сплоченными, как павианы, и они такими не стали. По той же причине половой диморфизм у них выражен гораздо слабее. Хотя их сообществам присуща иерархия, она далеко не так четка и строга, как у павианов. Сообщества шимпанзе много более свободны, восприимчивы к новому и терпимы. Сексуальная ревность им чужда, наоборот, для них характерен полный промискуитет. Когда самка находится в состоянии эструса, то самцы в группе, которых она привлекает, добродушно ждут своей очереди, тем более, что ждать приходится недолго, поскольку сам акт занимает лишь несколько секунд и совершается словно мимоходом — иногда самец даже не перестает жевать банан или же спокойно терпит у себя на спине любопытного детеныша. У животного с интеллектом шимпанзе, чей спектр различных реакций, куда более широкий, чем у павиана, создает возможность для более сложных отношений между отдельными особями, как будто уже брезжит зарождающаяся способность осознавать других. Шимпанзе, вероятно, эгоцентричны на девяносто девять процентов. Но нередко можно наблюдать, как они милостиво делятся пищей (обычно уже насытившись) или совершают еще какие-нибудь действия, позволяющие предположить, что они в определенной мере сознают потребности своих сородичей и считаются с ними. Доминирующий самец, который задал трепку другому самцу или напугал его, тут же прикасается к нему, чтобы успокоить и ободрить. Семейные узы прочны и сохраняются долго. Отчасти это объясняется тем, что шимпанзе взрослеют очень медленно, и детеныш, подрастая, сохраняет тесную связь с матерью, а также со старшими братьями и сестрами. Очень соблазнительно усмотреть в таких оттенках отношений первые намеки на семью, на любовь, умение поступаться собой и другие свойства, которые мы привыкли считать исключительно человеческими. Однако торопиться с подобными выводами опасно. Пока мы можем сказать только, что животное, похожее на то, которое описано выше, мало-помалу переселялось в саванну, где оно столкнулось с необходимостью выработать совсем иной образ жизни, приспособленный к новым условиям, — иначе оно вымерло бы. Павианы общаются друг с другом при помощи разнообразных сигналов. На фотографии слева доминирующий самец зевает — но это не выражение скуки, а угроза, подкрепленная демонстрацией зубов и светлых век Павиан выражает покорность, подставляя зад доминирующему самцу Павиан легким шлепком успокаивает его Для нас семья — отец, мать, дети — это нечто само собой разумеющееся, что вполне естественно, поскольку семья очень долго играла центральную роль в эволюции человека, и мы попросту забываем, что было время, когда она не существовала в нынешней форме. Если, размышляя о том, как начала складываться семья у гоминидов, мы возьмем за возможный образец семью шимпанзе с ее спокойными привязанностями и длительно сохраняющимися родственными узами между матерью и детенышем, а также между детенышами разных поколений, нам придется объяснить, откуда в такой семье появился новый член — отец. Ведь в сообществах шимпанзе отцов не существует. Дружеский промискуитет исключает само понятие отцовства, да отцы и не нужны. Пищи в лесу достаточно (то есть отец-кормилец не требуется), а опасных животных почти нет (то есть не требуется отец-защитник). Так каким же образом в семье появляется отец? Появился ли он в результате возникновения длительной сексуальной привязанности между отдельными самцами и самками? Едва ли стоит указывать, что в отличие от шимпанзе для людей характерны прочные узы между мужчиной и женщиной, привязанность, которая сильна и постоянна независимо от физиологического состояния женщины. Но как и когда у людей возникли такие отношения, остается пока полной тайной. Можно предположить, что у добродушных животных вроде шимпанзе, которые получают удовольствие от физического соприкосновения — от обыскивания, поглаживания и даже от того, что они сидят или лежат, прижавшись друг к другу, — всякое изменение в среде обитания или в структуре сообщества, заставляющее самца и самку много времени проводить вместе, способно привести к медленному развитию постоянной взаимной сексуальной привязанности. Согласно другой гипотезе, периоды, во время которых самка сексуально восприимчива, могли под воздействием постоянного общения самца и самки постепенно удлиняться, пока не слились воедино. Но как возникло такое постоянное общение самца и самки? У шимпанзе ничего подобного нет: самцы у них предпочитают общество самцов. Нет его и у восточноафриканских павианов, обитающих в саванне. Однако его можно наблюдать у павианов других видов, в частности у гелад и гамадрилов. И те и другие живут в открытых местностях, не только более сухих, но и с заметно большими сезонными колебаниями как погоды, так и количества пищи, чем места обитания саванных павианов, которые держатся у кромки леса, где круглый год не бывает недостатка в съестном. Различия же в среде обитания, как обнаружил видный английский ученый Джон Крук (Бристольский университет), совпадают с различиями в структуре сообществ животных близкородственных видов. Он изучал сообщества многих животных — не только павианов, но и некоторых африканских ткачиков и антилоп. Его поразило, насколько одинаково все эти в других отношениях столь не похожие друг на друга существа реагируют на одни и те же изменения окружающей среды. На основе своих наблюдений он выдвинул следующее положение: "В сходных условиях у общественных животных складываются сходные структуры сообществ". Выводы Крука о структуре таких сообществ опираются на данные, слишком сложные и специальные для того, чтобы рассматривать их в этой книге. Однако даже беглый обзор сообществ трех видов африканских павианов может дать достаточное представление о сути его аргументов. Павианы обладают большим адаптационным потенциалом. Они не очень специализированны, а потому могут приспосабливаться к самым разным условиям существования. Это естественно для всякого неспециализированного и достаточно сметливого животного. Лучшим примером того служит сам человек. Благодаря своему мозгу — и культуре, которой он обязан этому мозгу, — он может жить за Северным Полярным кругом, хотя физически ничем не отличается от человека, живущего на экваторе. У павианов нет "культуры", а потому как средство приспособления к тем или иным условиям существования у них вырабатывались определенные изменения в структуре их сообщества. Из всех африканских павианов в наиболее легких условиях живут восточноафриканские виды, обитающие в саванне, неподалеку от леса, где можно укрыться от врагов и найти безопасный ночлег на дереве и где благодатный климат обеспечивает изобилие пищи круглый год. В такой обстановке стадо представляет собой единственную и исчерпывающую форму сообщества. Семейные узы, за исключением связи матери и детеныша, выражены слабо. Фигура же отца отсутствует вовсе, если только ее в какой-то мере не напоминает доминирующий самец, которому принадлежит "право сеньора" на часть или на всех самок в стаде. Гелады в отличие от восточноафриканских павианов обитают на склонах гор в Эфиопии. Климат там более суров, сезонные изменения погоды выражены более резко, и в определенные периоды пищи становится заметно меньше. В результате взаимоотношения самцов и самок приобретают другой характер. Днем стадо разбивается на отдельные группы, которые отправляются искать корм, каждая в свою сторону. Такая группа включает одного взрослого самца, одну или несколько самок и детенышей разного возраста. Логика подобного разделения совершенно ясна: когда пищи не хватает, для выживания вида гораздо важнее, чтобы сыты были самки и молодняк, а не избыточные самцы. До тех пор пока один сильный самец охраняет самок и оплодотворяет их во время эструса, остальные самцы могут считаться ненужными — разве что они могут занять место погибшего вожака группы или образовать новую семью с молодыми самками. При такой структуре сообщества взаимоотношения между отдельным самцом и самкой заметно более длительны и прочны, чем у павианов саванны, и в этом смысле подобная группа гелад гораздо больше походит на человеческую семью-ячейку, чем стадо павианов саванны или даже сообщество шимпанзе. Но что характерно, с наступлением сезона дождей, когда сухие склоны гор становятся богаче пищей, группы самец — самка — детеныши начинают распадаться и гелады соединяются в обычные стада с многочисленными самцами. У гамадрилов социальная структура опять-таки имеет свои особенности. Эти павианы обитают в еще более сухих местностях, чем те, в которых живут гелады, — в скалистых районах Эфиопии и в полупустынях Сомали. В таких условиях группы с одним самцом существуют круглый год. Связь самец — самка еще более прочна, чем у гелад. Каждый самец-гамадрил относится к своему гарему весьма ревниво и не отпускает от себя самок буквально ни на шаг. Если он переходит на другое место, они идут с ним или рискуют быть укушенными. Эта поведенческая черта укоренилась настолько глубоко, что самка, когда самец ей угрожает, бежит не от него, а к нему. Конечно, гоминиды не павианы и даже не состоят с ними в близком родстве. И тем не менее тезис Крука очень заманчив. Если социальная структура формируется окружающей средой (причем, как подчеркивает Крук, формируется она далеко не мгновенно, а в течение очень долгого времени в результате и под воздействием естественного отбора), то структура сообщества человекообразной обезьяны, переселившейся из леса на открытую равнину, где периодически наступают засушливые сезоны, в процессе приспособления к новой среде должна была претерпеть соответствующие изменения. Процесс этот мог протекать так же, как у других приматов, но сами изменения, конечно, зависели от характера местности. Если разные павианы ведут различный образ жизни, то и с гоминидами могло произойти нечто подобное — в соответствии с тем, где они поселились и какие сезонные затруднения при поисках пищи и воды испытывали. Там, где такие трудности были особенно большими, многие самцы-гоминиды, вероятно, оказывались избыточными, как и самцы-павианы, и в результате могли складываться семейные ячейки с одним самцом. Вот так мы и нашли путь, каким в социальной структуре нашей мелкозубой прямоходящей обезьяны, обосновавшейся на открытой равнине, могла появиться фигура отца, отсутствовавшая в рыхлых, как у шимпанзе, сообществах, в которые, вероятнее всего, объединялись гоминиды, пока не расстались с лесом. Во всяком случае, к появлению в "доме" отца привела вовсе не чисто человеческая особенность — постоянная способность к половому общению (хотя в дальнейшем этот фактор и мог стать одной их тех сил, которые создали у него потребность возвращаться "домой"). Наоборот, на той стадии, о которой мы ведем речь, пытаясь выявить зачатки человеческой семейной структуры у существа, которое еще не было человеком, определяющим фактором вполне могли служить особенности среды обитания. То есть длительная совместная жизнь одного самца с какими-то самками диктовалась "экономическими" причинами. В определенных условиях образование семейных групп с одним самцом наиболее способствует выживанию. В поисках "отца" нам пришлось идти окольным путем, и все эти объяснения опираются лишь на косвенные данные. Тем не менее поиски правдоподобного объяснения необходимы. У нас существует понятие главы семьи, которое появилось в незапамятные времена, а не возникло вдруг на пустом месте и потому требует объяснения. К тому же отец — а точнее, глава семьи мужского пола — играет ключевую роль в стольких взаимосвязанных моментах развития уже возникшего человека, что попросту невозможно представить себе его возникновение, если не принять, что эта фигура присутствовала уже очень давно. Успокаивающие жесты и прикосновения очень важны для шимпанзе. На фотографии слева самка выражает тревогу, оскаливая зубы в "гримасе страха", а самец успокаивающе прикасается к ней Шимпанзе обыскивают друг друга — любимое занятие, снимающее неприятные эмоции Внизу несколько шимпанзе уютно устроились в одном гнезде И вопрос, в сущности, ставится так: насколько давно? Павианья модель Крука словно бы указывает на большую древность связи самец — самка, поскольку она опирается на такой основополагающий фактор, как воздействие среды обитания, и, следовательно, по логике вещей должна была сложиться вскоре после перехода гоминидов к наземному образу жизни, когда они столкнулись с сезонными трудностями в добывании пищи. Это приводит нас к древнейшим из австралопитеков или даже к протоавстралопитекам, но тут уж мы вступаем в область чистых догадок. Те, кто не согласен с Круком, говорят, что объяснения образования семьи незачем искать у павианов — так далеко в прошлом и так далеко в стороне. Они предпочитают обратиться к нашему ближайшему родичу — шимпанзе и считают, что начало возникновения семьи следует связывать с употреблением в пищу мяса и дележом пищи — обе эти черты присутствуют у шимпанзе, хотя и в слабой степени. Шервуд Уошберн, горячий сторонник такой точки зрения, утверждает, что именно они привели к возникновению постоянной связи самца и самки. Поскольку употребление в пищу мяса требует развития охотничьей сноровки, а систематическая охота приводит к совершенствованию орудий и оружия и к дальнейшему развитию двуногости, модель Уошберна подразумевает несколько более позднее формирование "семьи". Но в любом случае все согласны, что роль самца как "главы семьи" в эволюции гоминидов очень важна. Она оказала воздействие на развитие новых (и отвечающих требованиям среды обитания) ролей самца и самки в жизни сообщества, на развитие обучения детенышей сложным новым (и отвечающим требованиям среды обитания) приемам, на развитие представления о доме, а также на развитие охоты и дележа добычи. Все это, разумеется, взаимосвязано и слагается в сложную систему положительной обратной связи. Раз появились роли, значит, те, кто их исполняет, должны были претерпевать соответствующее эволюционное формирование. Например, в наши дни мужчины в среднем крупнее и сильнее женщин, и, несомненно, так было на протяжении миллионов лет. Эти свойства естественны для защитника и охотника: взаимосвязь между ролью и физическим сложением тут достаточно проста и пряма. Однако мужчины, кроме того, бегают быстрее женщин, и тут причинную связь уже никак нельзя назвать простой и прямой. Если бы быстроногость определялась ростом и силой, тогда самый рослый и сильный мужчина обязательно бегал бы быстрее остальных. Поскольку совершенно очевидно, что это не так, значит, должно быть какое-то другое объяснение, почему гибкая ловкая женщина бегает медленнее своего тяжеловесного супруга. На это есть две причины. Во-первых, женщине незачем бегать столь же быстро: роль, которая возлагается на нее все больше и больше, роль матери, "хранительницы домашнего очага" и собирательницы пищи, не требует способности быстро бегать. А во-вторых, она и не может быть быстрой бегуньей, если ей предстоит рожать детей со все увеличивающимся мозгом, — таз, наилучшим образом приспособленный для этого, не слишком подходит для бега, да и для наиболее эффективной походки тоже. Обретение истинной двуногости требовало эволюционных изменений в форме и пропорциях костей ног и таза, а также ножных и ягодичных мышц. Шимпанзе способен ходить на задних конечностях без всякого напряжения — но лишь короткое время. Он, кроме того, способен неожиданно быстро бегать. Однако шимпанзе попросту не сложен так, чтобы хорошо ходить и бегать на двух ногах. У него слишком короткие ноги и неподходящая форма ступни: большой палец торчит в сторону, словно на руке, а не обращен вперед, что обеспечивало бы упругость походки. Три главные ягодичные мышцы у него относительно малы и невыгодно размещены: мышцы, которые он может использовать при ходьбе, прикрепляются к костям таким образом, что не обеспечивают рычага, необходимого для энергичного шага. К тому же походка у шимпанзе будет ковыляющей и раскачивающейся, так как его ноги расставлены слишком широко, и, чтобы его вес приходился на ступающую ногу, ему при каждом шаге необходимо поворачивать туловище. Для настоящего прямохождения требуются более прямые и сближенные ноги — такие, как у человека. Когда нормально сложенный мужчина стоит, сдвинув ступни, у него соприкасаются внутренние поверхности бедер, колени и икры. Это стало возможно благодаря заметным изменениям в форме и пропорциях костей ног и, главное, таза. Две тазовые кости уплощились и развернулись так, что это обеспечивает не только более вертикальную позицию туловища, но и более удобное прикрепление и более выгодный рычаг для трех пар ягодичных мышц, которые работают при ходьбе. Люди постепенно приобрели все эти улучшения, а шимпанзе и гориллы — нет и косолапо ковыляют до сих пор. Изменения человеческого таза, как ни важны они для прямохождения, не увеличили тазового отверстия. Для этого весь таз должен был бы стать больше, что нарушило бы эволюционный процесс развития компактного таза, обеспечивающего прямохождение. Вот тут-то самка гоминида оказалась перед трудным выбором. Если бы ее таз стал достаточно компактным для наиболее эффективной ходьбы и бега, отверстие его оказалось бы настолько маленьким, что во время родов голова детеныша не могла бы пройти сквозь него. Собственно говоря, когда гоминиды стали более человекоподобными и мозг их увеличился, тазовому отверстию следовало бы увеличиться заметно больше. Но этого не произошло, чем и объясняется трудность родов у современной женщины. Ее таз представляет собой компромисс. Можно не сомневаться, что у гоминидов, когда они перебрались в саванну, уже существовала четкая дифференциация ролей самца и самки. Поскольку в умственном отношении гоминиды стояли выше павианов, забота о детенышах должна была объединять их семьи еще теснее. Их детеныши не только медленнее взрослели, но и становились все беспомощнее в момент рождения. Ведь дилемма маленького таза и крупного мозга может, в частности, разрешаться и так: детеныш появляется на свет на той стадии своего развития, когда его головка еще не стала слишком большой. В результате мать должна заботиться о нем гораздо дольше. Когда действуют подобные факторы, а растущее использование орудий требует увеличения мозга и способствует его увеличению, логично предположить дальнейшее углубление различий в ролях самца и самки, особенно если самкам приходится все больше времени пестовать детенышей, в связи с чем растет их зависимость от самцов, в обществе которых они начинают оставаться все дольше. Длительное общение способствует развитию взаимопомощи. Так возникают новые поведенческие моменты — в частности, постепенно развивается готовность делиться пищей. Павианы и шимпанзе порой делятся пищей. Возможно, и у гоминидов, когда они покидали лес, уже намечалась такая черта. В саванне, где самцы начинали ходить все лучше, что заметно расширяло их возможности, им, конечно, было легче наткнуться на мелкое животное, которое могло послужить добычей, а затем научиться специально охотиться на такую добычу. Соответственно должно было расти и побуждение делиться пищей. Съесть теленка антилопы целиком в один присест гоминиду было явно не под силу. Так почему бы не поделиться добычей тут же на месте с другими охотниками, а остатки не отнести медленно передвигающейся, обремененной детенышем самке, с которой постоянно общаешься? Поскольку охота включает преследование добычи — порой на значительные расстояния, — каких-то членов группы неизбежно приходится оставлять позади, и скорее всего, самок и детенышей. "Позади" в лучшем случае означает место, где эти менее подвижные члены группы находятся в относительной безопасности, а в худшем — всего лишь место, которое охотники без труда отыщут снова: короче говоря, своего рода базовый лагерь, зачатки будущего "дома". Охотники не всегда бывают удачливы. Сплошь да рядом они возвращаются с пустыми руками. В результате почти во всех охотничье-собирательских сообществах они обеспечивают лишь часть той пищи, которая требуется группе. Поэтому женская половина группы должна заботиться о том, чтобы всегда имелись в достатке фрукты, семена, орехи и другая растительная пища. К тому же орехи и зерна не только восполняют неудачи охотников, не способных обеспечивать группу едой постоянно, но в отличие от быстро портящегося мяса сохраняются очень долго, так что в случае необходимости их можно раздавать небольшими порциями. Поведение, удивительно сходное с человеческим: мать-шимпанзе в Гомбе-Стрим нянчит недельного детеныша Вот так, возможно, развивалось обыкновение делиться пищей — параллельно с развитием соответствующих ролей самца и самки в ее добыче. И эти роли сохранялись на протяжении миллионов лет. Собственно говоря, в обществах, основанных на охотничье-собирательском укладе хозяйства, они существуют и в наши дни. Как далеко такое разделение труда продвинулось в дни австралопитеков, остается спорным. Безусловно, развиваться оно должно было неравномерно. Чтобы собирать про запас орехи, семена и прочую съедобную мелочь, самке нужно было во что-то их класть, в чем-то их носить. Это подразумевает использование корзин, или выдолбленных тыкв, или мешочков, изготовленных из больших листьев и кусков звериных шкур. Никаких доказательств того, что австралопитеки пользовались чем-либо подобным, у нас нет, но отсутствие доказательств еще не означает, что они такими приспособлениями не пользовались, — ведь все эти материалы недолговечны. А корзины должны были когда-нибудь появиться. Те сведения, которые удалось собрать о человеке прямоходящем и его культуре, ясно показывают, что он должен был изготовлять какие-то вместилища для хранения и переноски предметов. Делали ли это австралопитеки? Пока можно сказать только, что в какой-то период, более миллиона лет назад, самки гоминидов собирали и хранили больше пищи, чем были способны съесть тут же. Начал ли это человек умелый два миллиона лет назад? Или более древние изящные типы три миллиона лет назад? Большинство специалистов считают, что мозг австралопитеков был слишком мал, чтобы осмыслить использование и изготовление вместилищ. И все же наличие довольно сложных приемов изготовления орудий, которое недавно выявила Мэри Лики, должно бы предостеречь антропологов от категорических заявлений касательно того, что могли и чего не могли делать древние гоминиды. Положение тут такое же, как с шимпанзе Джейн Гудолл, — чем больше мы узнаем об австралопитековых, тем поразительнее представляются нам их способности. Каков же итог всех этих логических построений? Они рисуют образ общественного гоминида, у которого наличествует и групповая структура, и, возможно, зародыш семьи. Его сообщество организовано очень сложно и на первых стадиях, вероятно, представляло собой иерархию доминирования. Этот гоминид перебрался из леса в саванну, где его пищевой рацион заметно расширился, в частности включив и семена. Короче говоря, он ест все, что попадается ему под руку. Он явился в саванну как человекообразная обезьяна, обладающая начатками двуногости, использования орудий и питания мясом. В условиях саванны развитие этих свойств дает заметные преимущества, и он широко использует их все. К эпохе австралопитеков он уже прекрасно ходит на двух ногах, а возможно, был прямоходящим и раньше. Начинается четкое разделение ролей самца и самки: защитника-охотника и собирательницы, так сказать, "хранительницы домашнего очага". Эти роли — и тут мы вновь оказываемся в замкнутом круге положительной обратной связи — не только обеспечивают защиту и дележ пищи, необходимые для существования матерей и их детенышей, мозг которых увеличивается, а период младенчества удлиняется, но и становятся возможными благодаря увеличению мозга, которому содействует новый образ жизни, опирающийся на дележ пищи, двуногость и применение орудий. В этом аспекте простая способность хорошо ходить уже приобретает важное значение. Уошберн указывает, что многие приматы всю жизнь остаются в радиусе нескольких километров от места своего рождения, а потому их взгляд на мир неизбежно очень узок. Даже павиан, каким бы дальнозорким он ни был и какие бы павианьи видения не посещали его, когда он завороженно взирает с вершины дерева на таинственные просторы неведомого ему мира, нисколько этими видениями не вдохновляется. Обычно он держится на участке в 25–40 квадратных километров. К. Холл без труда перегонял стадо павианов с места на место в пределах небольшого участка, который оно считало своим, однако все попытки выгнать их за границу этого участка неизменно терпели неудачу: павианы сразу же поворачивали обратно, туда, где им были знакомы каждое дерево, каждая скала и где они чувствовали себя в безопасности. Но, выбрав безопасность, они утратили возможность узнать что-то новое. У гоминидов же все было иначе: по мере того, как они получали все большую физическую способность осваивать все более обширные участки, возрастала и их возможность видеть что-то новое и приобретать новый опыт. А естественный отбор благоприятствовал дальнейшему увеличению мозга, который мог воспринимать и хранить все больше информации об этом расширяющемся мире. Чем значительнее были расстояния, которые покрывали гоминиды, тем сильнее становился стимул носить с собой необходимые предметы, что в свою очередь служило стимулом к развитию прямохождения и тем самым к расширению осваиваемой территории. В настоящее время нет никакого средства определить размеры участка группы австралопитеков, но размеры эти, во всяком случае, были разными в разных местностях и менялись в зависимости от того, какой выдавался год — хороший или плохой. И все же можно почти с полной уверенностью утверждать, что такой участок охватывал десятки, если не сотни, квадратных километров. Обширность территории обеспечивала ряд преимуществ обитающей на ней подвижной группе, которая была способна в случае необходимости перекочевать из одного ее конца в другой, например, чтобы избежать местной засухи или наводнения, а также в полной мере использовать сезонное обилие той или иной пищи, и, что самое главное, была способна запомнить, где, когда и как она может использовать свои обширные владения наилучшим способом. Простое расширение выбора, открывающегося перед гоминидами, которые наделены большим мозгом и способны проходить значительные расстояния, уже увеличивает их шансы на выживание. Этим исчерпывается почти все, что можно сказать о древнейших гоминидах. Остаются только предположения об их росте и о численности их групп. К середине 70-х годов общее число известных окаменелостей австралопитеков, включая новейшие находки Кларка Хоуэлла, Ива Коппана и Ричарда Лики, значительно увеличилось, но подавляющую их часть составляют зубы и фрагменты челюстей. Длинные кости рук и ног, которые позволили бы точно оценить рост австралопитеков, крайне редки и сохранились практически лишь в виде обломков. Тем не менее они позволяют сделать кое-какие примерные выводы. А именно: Самец австралопитека бойсеи, который в течение нескольких миллионов лет, по-видимому, становился все крупнее и массивнее, имел рост около 165 сантиметров и весил до 90 килограммов — то есть был внушительным животным. Самка бойсеи, по-видимому, была на 25–40 сантиметров ниже и весила, возможно, вдвое меньше самца. Все изящные типы австралопитека — от самых мелких южноафриканских до более крупного и позднего человека умелого — имели рост, от 135 до 150 сантиметров и весили от 35 до 45 килограммов. Самки опять-таки были мельче. Австралопитек массивный, обнаруженный пока только в Южной Африке, стоит где-то посередине между популяциями австралопитека бойсеи и австралопитека африканского. Самцы имели рост около 150 сантиметров и весили почти 70 килограммов, рост самок составлял 135 сантиметров, а вес — около 35 килограммов. Оценки числа австралопитеков в группе колеблются от десятка до полусотни особей. Оценки эти опираются на численность групп, которыми живут шимпанзе, гориллы и павианы, а также на те практические пределы, которые должны ограничивать (и ограничивают по сей день) размеры групп охотников-собирателей, поскольку очень нелегко каждый день находить достаточное количество пищи и воды для всех членов большой группы. Можно высказать догадки и о продолжительности жизни австралопитеков. Шимпанзе в лесу живет в среднем около 25 лет, хотя по своим физиологическим данным мог бы прожить до 60 лет. Австралопитеки, близкие к шимпанзе по происхождению и по размерам, обладали, вероятно, таким же потенциальным жизненным сроком, но, как и у шимпанзе, условия их существования резко его снижали. Палеоантрополог Алан Манн исследовал скорость развития зубов у детенышей по окаменевшим остаткам южноафриканского изящного типа и скорость снашивания зубов у взрослых особей той же популяции. Полученные им данные показывают, что никто из них не прожил более 40 лет и что лишь один из семи доживал до 30 лет. Средняя продолжительность их жизни, по его оценке, составляла около 20 лет, что дает достаточное представление о трудностях и опасностях существования австралопитеков. Пусть переселение в саванну привело в конце концов к появлению человека, но пройдут еще миллионы лет, прежде чем его жизнь станет легче и продолжительнее.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 27 Микробиология — основа новейших технологий</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 27</p> <p>Микробиология — основа новейших технологий</p> <p>Всякая наука черпает свои права на существование в возможности так или иначе оказаться полезной человечеству в качестве науки прикладной.</p> <p><em>В. Оствальд</em></p> <p>Прошло уже достаточно времени с тех пор, как человек начал последовательно и настойчиво исследовать природу. Каждое новое крупное открытие знаменует собой новую эпоху и вооружает человека новыми возможностями для еще более полного подчинения природы его нуждам.</p><p>Успехи атомной физики, физики полупроводников и химии полимеров на какое-то время затмили свет знаний, исходящий от исследований живых объектов. Изучение принципов их устройства и функционирования, которые до недавнего времени были уделом рассеянных чудаков, со временем стало приносить свои плоды.</p><p>Вообще следует заметить, что в науке и технике по мере более глубокого проникновения в суть вещей и явлений наблюдается все большее приближение к природным «техническим устройствам». И если пока технический уровень изделий, изготовленных человеком, или эффективность технологических процессов все же отстают от природных аналогов, то поневоле напрашивается мысль использовать их в готовом виде. В этом, возможно, и заключается основной смысл биотехнологических подходов.</p> <p>Человечество давно использует для своих нужд оба биологических царства — растительное и животное. Сейчас наступило время, когда мы вплотную подошли к тому, чтобы извлекать пользу из всех возможностей третьего биологического царства — царства микроорганизмов.</p><p>На первых этапах его освоения человечество следовало проторенной дорогой, копируя опыт использования возможностей мира растений и животных и получая главным образом продукты питания. Со времен Левенгука до нашего времени микробиология прошла большой путь: от не имеющих никакого практического применения наблюдений за таинственным миром «анималькулей» до получения с помощью микроорганизмов различных веществ, производство которых достигает сотен и тысяч тонн. Но это только первый этап освоения возможностей царства микроорганизмов, которые обладают значительно б?льшими возможностями: с их помощью можно попытаться разработать не имеющие аналогов технологии. Ниже мы рассмотрим некоторые возможности микроорганизмов, которые открыли новую эру — эру биотехнологии. Следует отметить, что имеются в виду не только микробиологические способы получения в больших количествах различных веществ. Биотехнология — это базовая основа новейших технологий, остро необходимых человечеству уже сейчас.</p><p>Какие же требования к ним предъявляются? Прежде всего, они должны быть экологически чистыми или безотходными, энергосберегающими и, наконец, экономически выгодными.</p><p>Давайте же вместе посмотрим, удовлетворяют ли этим требованиям некоторые прикладные направления микробиологии и биотехнологии.</p><p>Начнем с энергетики. В течение длительного времени человек получал энергию за счет сжигания древесины. Однако этот путь уже не мог удовлетворить его растущие энергетические потребности. Проблема была решена за счет ископаемого топлива, ставшего в настоящее время одним из основных источников энергии.</p><p>В главе, посвященной геологии, мы останавливались на биотехнических приемах использования микроорганизмов при разработке месторождений нефти и угля. Но ископаемого топлива становится все меньше. За каких-то 200 лет эффективного использования его запасы еще не исчерпаны, но оставшееся количество заставляет всерьез задуматься о других источниках энергии. И здесь на помощь приходят микробиологические способы получения спиртов из возобновляемых источников сырья (подробно этот вопрос освещен в главе 26 «Микробы вытесняют бензин»). Здесь хотелось бы добавить, что этот путь доведен до уровня промышленной эксплуатации, что позволило, например, Бразилии начиная с 1991 г. ежегодно экономить $3,5 млрд за счет снижения импорта нефти и нефтепродуктов. Это яркий пример, иллюстрирующий экономические возможности биотехнологии.</p><p>Использование метанола и этанола в качестве моторного топлива или добавок к нему иллюстрирует существенный вклад микробиологии в решение энергетической проблемы. Однако более перспективными, по всей вероятности, являются биотехнологические способы производства энергии, основанные на получении водорода из возобновляемых источников и его утилизации в биотопливных элементах, обладающих высоким КПД. Еще одним основанием для такой точки зрения является экологическая чистота водородной энергетики.</p><p>Биотехнология позволяет одновременно решать как энергетические, так и экологические проблемы. Так, микробиологическая переработка органических отходов, решая задачу охраны окружающей среды, позволяет получать биогаз, не уступающий по калорийности природному. Получение этого газа, образующегося при метановом брожении органических отходов, не требует ни разведки, ни бурения скважин, ни прокладки многокилометровых газопроводов. В результате стоимость биогаза оказывается ниже стоимости природного. Кроме того, его производство, по крайней мере в обозримом будущем, обеспечено сырьевой базой, каковой являются органические отходы городов. Их общая масса, пригодная для производства этанола, только в США составляет около 1 млрд тонн. Утилизация органических отходов микробиологическим способом и сама по себе экологически чиста, так как практически безотходна: получаемые отходы в виде шлама могут быть использованы как удобрения и, таким образом, включены в биологический цикл. Однако не следует забывать, что сама микробиологическая промышленность является в свою очередь источником экологических загрязнений. Действительно, производство кормовых дрожжей только в нашей стране составляет 1,5 млн тонн. Естественно, что при таких масштабах довольно велики и отходы. Культуральная жидкость после отделения дрожжей содержит значительное количество минеральных веществ, витаминов и продуктов метаболизма. Как их использовать? Каковы вообще пути создания экологически чистых или безотходных производств?</p><p>Здесь опять образцом для подражания служит живая природа. Рассматривая схему метаболических путей (последовательность превращений веществ в клетке), мы видим, что одно вещество является субстратом для определенной ферментативной реакции, а вновь полученный продукт, в свою очередь, служит субстратом для последующей.</p><p>Аналогичная последовательность должна быть создана и в системе безотходного производства. Отходы одного производства должны служить сырьем (основой) для следующего, и так до тех пор, пока в результате не получатся вещества, не обладающие негативным воздействием на экологическую ситуацию.</p><p>Однако создать такую же ферментативную «мельницу» для разрушения экологически опасных субстратов до углекислого газа и воды довольно затруднительно. Можно, правда, попытаться использовать в этих целях различные группы микроорганизмов, биохимическая активность которых последовательно соединяется в процессы, проходящие в биохимической «мельнице» клетки.</p><p>Так, отходы, получаемые при культивировании дрожжей и остающиеся после их сепарации, можно использовать для культивирования других микроорганизмов, а отходы, остающиеся после этого (второго) культивирования, послужат субстратом для метанового брожения. И, наконец, отходы метанового брожения тоже могут быть с успехом утилизированы, правда, уже не для выращивания микроорганизмов.</p><p>При добавлении в бетон метановой бражки в количестве 0,3 % от массы замеса его прочность увеличивается на 40 %, на 12 % уменьшается расход воды, возрастает морозоустойчивость и увеличивается расплыв конуса — важнейшая характеристика бетона.</p> <p>Таким образом, есть способ избавиться от отходов различных брожений, используя их в качестве пластификаторов бетона. Для этих целей можно применять мелассу, последрожжевую барду и уже описанную выше метановую бражку. Эти отходы микробиологического производства, будучи замешенными в бетон, теряют экологически негативное влияние и, кроме того, придают ему дополнительные положительные качества.</p><p>Не менее существенна роль микробиологии в борьбе с антропогенными загрязнениями (см. главу 15 «Всеядные»).</p><p>В Англии удалось выделить микроорганизмы, превращающие полихлорвиниловые пленки в углекислый газ. Для этой цели не только выделяются или конструируются методами генетической инженерии соответствующие микроорганизмы, но и предлагаются новые биотехнологические решения. Так, шведские ученые решили еще при производстве пластмасс вводить в них находящиеся в состоянии анабиоза микроорганизмы, которые затем через определенное время или в зависимости от изменившихся окружающих условий (температуры, влажности, кислотности) активизируются и, интенсивно развиваясь, разрушают пластмассу, которая служила им временным убежищем. Уже сейчас в Европе используют пластиковые пакеты, на каждом из которых есть подпись: Се sac est 100 % oxo-biod?gradable. SA dur?e de vie est limit?e dans le temps. Apr?s d?gradation, il devient bio-assimilable. (Этот пакет полностью биодеградабельный. Длительность его жизни ограничена во времени. После разрушения он ассимилируется.)</p><p>Замена существующих технологий на биотехнологические предполагает максимально приблизить эти процессы по уровню безотходности к биологическим, где «отходом» являются углекислый газ и вода.</p><p>Биотехнология — это не только новые способы производства, но и качественно новые возможности обеспечения предприятий необходимыми средствами контроля. Например, аналитические возможности ферментативных датчиков таковы, что не требуется практически никакой подготовки анализируемого образца. Высочайшая избирательность позволяет проводить количественный анализ почти мгновенно, что дает возможность осуществлять действительно оперативный контроль и управление технологическими процессами. Устройство для анализа — так называемый «биосенсор», или ферментативный электрод, представляет собой интегральную схему с нанесенной пленкой, содержащей определенный фермент, при взаимодействии которого с исследуемой жидкостью изменяются электрические характеристики схемы, которые могут быть выведены на индикаторный прибор или непосредственно использованы в качестве управляющего сигнала.</p><p>Естественно, что оперативное получение информации о характере течения технологического процесса способствует повышению эффективности и является одной из отличительных черт биотехнологии.</p><p>Однако было бы неправильно думать, что новые технологии базируются в основном на использовании биохимической активности микроорганизмов. Не менее важным в создании новых технологий может оказаться использование биологических мембран, роль которых в жизнедеятельности живых организмов и микроорганизмов трудно переоценить. Если бы удалось создать и использовать в технологии методы разделения веществ с использованием биологических мембран или их аналогов, то это позволило бы в значительной степени обновить и существенно интенсифицировать способы разделения веществ, снизив при этом энергетические затраты на проведение этих процессов.</p><p>Более того, если бы удалось решить вопросы управления проницаемостью таких мембран (что и происходит в живой клетке), то на базе полупроницаемых мембран можно было бы создавать системы, аналогичные гибким технологическим системам в промышленности. Пока методов работы с биомембранами не разработано, ведь сначала должны быть предложены способы их выделения из нативных клеток, а также стабилизации. Исследования пленочного роста микроорганизмов позволили обнаружить не только удивительные механические свойства этих пленок (об этом упоминалось в главе 5), но и особенности контактов микроорганизмов друг с другом. Это позволило ученым из Массачусетского технологического университета увеличить мощность топливных элементов в несколько раз. При этом пленка функционировала как единая токопроводящая система, объединяющая индивидуальные потоки электронов, производимые отдельными клетками.</p><p>Однако уже работают мембраны — аналоги живых мембран. Можно ли отнести эти технологии к биотехнологии? И да и нет. Но в конце концов неважно, как мы назовем эти новейшие технологии разделения, — главное, что они используют принципы, близкие к биологическим, и на основании этого (хотя и условно) могут быть отнесены к биотехнологическим процессам.</p><p>Помимо возможного использования биомембран реальный интерес представляет применение внутриклеточных органелл микробной клетки, в частности, магнитосом. По сути они представляют собой маленькие магнитики, образующиеся внутри бактериальной клетки. В последнее время возникла потребность в магнитоуправляемых частицах для использования в диагностике и при лечении некоторых заболеваний.</p><p>Так, присоединение к антителам магнитных частиц вместо молекул флуоресцентных красителей примерно в 100 (!) раз повышает чувствительность методов выявления специфических белков, используемых для диагностики.</p><p>Кроме того, магнитные частицы применяются для гипертермии. Суть этого метода в том, что микромагниты можно с помощью магнитов или под действием магнитных полей направлять в нужный орган и удерживать там, а облучая их высокочастотным электромагнитным полем, вызывать локальный точечный нагрев, приводящий к гибели окружающих магнит клеток раковой опухоли.</p><p>Производство магнитных частиц одинаковой формы и размера — достаточно сложная задача, особенно если они измеряются нанометрами. И это только часть задачи: нужно еще покрыть каждую частицу белковой или углеводной оболочкой, к которой можно будет «привязать» химическими связями антитело.</p><p>Между тем есть другой, микробиологический путь получения таких магнитных частиц. Известно, что некоторые бактерии (такие как, например, <em>Magnetospirillum magneticum</em>) способны извлекать железо из окружающей среды и синтезировать магнитные частицы, причем со значительно меньшим разбросом по величине и форме, чем при физико-химическом синтезе, и, кроме того, уже покрытые биологической мембраной. Вдобавок ко всему возможности генетической инженерии позволяют осуществлять синтез магнитных частиц с уже прикрепленными к ним антителами.</p><p>Таким образом, биотехнология позволяет получать магнитные частицы с различными антителами и использовать их для точной «адресной» доставки лекарств, радионуклидов или «тепловых бомб» к пораженным органам и даже клеткам и осуществить наконец мечту Пауля Эрлиха о «магической пуле».</p> <p>Биотехнология может умело извлекать пользу не только из различных свойств микроорганизмов, но из самого факта их широкого распространения.</p><p>Рассмотрим один из таких примеров. Известно, что растения в принципе способны выдерживать снижение температуры до -6 °C. Однако в действительности серьезные поражения растительных тканей листьев, например, апельсиновых деревьев наступают при минусовых температурах, близких к нулю. Дело в том, что на поверхности листьев образуются кристаллы льда, разрушающие их ткань. Микробиологи из Калифорнийского и Колорадского университетов, изучая вопросы морозоустойчивости цитрусовых, установили, что центрами кристаллообразования льда служат бактерии <em>Erwinia herbicola</em> и <em>Pseudomonas viringa</em>. Если бы удалось убрать с поверхности листьев эти бактерии, то удалось бы сократить довольно значительные потери от заморозков. Ученые выделили вирусы, которые, интенсивно размножаясь, лизируют указанные бактерии, и растения переживают период похолодания со значительно меньшими поражениями, конечно, если температура не опускается ниже -6 °C. По расчетам ученых, можно избежать ежегодных миллиардных убытков при использовании этих вирусов. Обработка ими растений уже широко применяется.</p><p>Интересно использование в качестве инсектицида мицелия грибов <em>Mefarhizium anisopliae</em>. Он продуцирует вещества, привлекающие насекомых. Поедая мицелий, они заражаются спорами гриба, который, прорастая в теле насекомых, убивает их. Это метод имеет огромные преимущества перед традиционными инсектицидами как в экономическом, так и в экологическом аспектах.</p><p>Заканчивая эту главу, следует еще раз подчеркнуть, что биотехнология, и это очевидно, в ближайшее время окажет серьезное воздействие на решение многих технических проблем и на проведение технологических процессов.</p><p>Изумительное совершенство и тончайшая согласованность работы уникальных и, увы, пока неповторимых механизмов получения энергии, кодирования и декодирования информации, проведения сложнейших химических синтезов с участием созданных для этой цели катализаторов-ферментов позволяет микробной клетке опережать даже новейшие достижения энергетики, вычислительной техники и химической технологии.</p><p>В приведенных нами примерах использования биотехнологических приемов так или иначе переплетаются проблемы экономики и энергетики, энергетики и экологии, экологии и экономики. Поневоле напрашивается вывод, что именно биотехнология является тем мечом, с помощью которого можно разрубить гордиев узел, в который эти проблемы переплелись в современном мире.</p><p>Пройдет еще несколько лет, и во многих областях техники появятся новинки, в основе которых будут лежать биологические системы. Мы стоим на пороге эпохи биотехники и биотехнологии и одной ногой уже через него перешагнули.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 27 Микробиология — основа новейших технологий Глава 27 Микробиология — основа новейших технологий Всякая наука черпает свои права на существование в возможности так или иначе оказаться полезной человечеству в качестве науки прикладной. В. Оствальд Прошло уже достаточно времени с тех пор, как человек начал последовательно и настойчиво исследовать природу. Каждое новое крупное открытие знаменует собой новую эпоху и вооружает человека новыми возможностями для еще более полного подчинения природы его нуждам. Успехи атомной физики, физики полупроводников и химии полимеров на какое-то время затмили свет знаний, исходящий от исследований живых объектов. Изучение принципов их устройства и функционирования, которые до недавнего времени были уделом рассеянных чудаков, со временем стало приносить свои плоды. Вообще следует заметить, что в науке и технике по мере более глубокого проникновения в суть вещей и явлений наблюдается все большее приближение к природным «техническим устройствам». И если пока технический уровень изделий, изготовленных человеком, или эффективность технологических процессов все же отстают от природных аналогов, то поневоле напрашивается мысль использовать их в готовом виде. В этом, возможно, и заключается основной смысл биотехнологических подходов. Человечество давно использует для своих нужд оба биологических царства — растительное и животное. Сейчас наступило время, когда мы вплотную подошли к тому, чтобы извлекать пользу из всех возможностей третьего биологического царства — царства микроорганизмов. На первых этапах его освоения человечество следовало проторенной дорогой, копируя опыт использования возможностей мира растений и животных и получая главным образом продукты питания. Со времен Левенгука до нашего времени микробиология прошла большой путь: от не имеющих никакого практического применения наблюдений за таинственным миром «анималькулей» до получения с помощью микроорганизмов различных веществ, производство которых достигает сотен и тысяч тонн. Но это только первый этап освоения возможностей царства микроорганизмов, которые обладают значительно б?льшими возможностями: с их помощью можно попытаться разработать не имеющие аналогов технологии. Ниже мы рассмотрим некоторые возможности микроорганизмов, которые открыли новую эру — эру биотехнологии. Следует отметить, что имеются в виду не только микробиологические способы получения в больших количествах различных веществ. Биотехнология — это базовая основа новейших технологий, остро необходимых человечеству уже сейчас. Какие же требования к ним предъявляются? Прежде всего, они должны быть экологически чистыми или безотходными, энергосберегающими и, наконец, экономически выгодными. Давайте же вместе посмотрим, удовлетворяют ли этим требованиям некоторые прикладные направления микробиологии и биотехнологии. Начнем с энергетики. В течение длительного времени человек получал энергию за счет сжигания древесины. Однако этот путь уже не мог удовлетворить его растущие энергетические потребности. Проблема была решена за счет ископаемого топлива, ставшего в настоящее время одним из основных источников энергии. В главе, посвященной геологии, мы останавливались на биотехнических приемах использования микроорганизмов при разработке месторождений нефти и угля. Но ископаемого топлива становится все меньше. За каких-то 200 лет эффективного использования его запасы еще не исчерпаны, но оставшееся количество заставляет всерьез задуматься о других источниках энергии. И здесь на помощь приходят микробиологические способы получения спиртов из возобновляемых источников сырья (подробно этот вопрос освещен в главе 26 «Микробы вытесняют бензин»). Здесь хотелось бы добавить, что этот путь доведен до уровня промышленной эксплуатации, что позволило, например, Бразилии начиная с 1991 г. ежегодно экономить $3,5 млрд за счет снижения импорта нефти и нефтепродуктов. Это яркий пример, иллюстрирующий экономические возможности биотехнологии. Использование метанола и этанола в качестве моторного топлива или добавок к нему иллюстрирует существенный вклад микробиологии в решение энергетической проблемы. Однако более перспективными, по всей вероятности, являются биотехнологические способы производства энергии, основанные на получении водорода из возобновляемых источников и его утилизации в биотопливных элементах, обладающих высоким КПД. Еще одним основанием для такой точки зрения является экологическая чистота водородной энергетики. Биотехнология позволяет одновременно решать как энергетические, так и экологические проблемы. Так, микробиологическая переработка органических отходов, решая задачу охраны окружающей среды, позволяет получать биогаз, не уступающий по калорийности природному. Получение этого газа, образующегося при метановом брожении органических отходов, не требует ни разведки, ни бурения скважин, ни прокладки многокилометровых газопроводов. В результате стоимость биогаза оказывается ниже стоимости природного. Кроме того, его производство, по крайней мере в обозримом будущем, обеспечено сырьевой базой, каковой являются органические отходы городов. Их общая масса, пригодная для производства этанола, только в США составляет около 1 млрд тонн. Утилизация органических отходов микробиологическим способом и сама по себе экологически чиста, так как практически безотходна: получаемые отходы в виде шлама могут быть использованы как удобрения и, таким образом, включены в биологический цикл. Однако не следует забывать, что сама микробиологическая промышленность является в свою очередь источником экологических загрязнений. Действительно, производство кормовых дрожжей только в нашей стране составляет 1,5 млн тонн. Естественно, что при таких масштабах довольно велики и отходы. Культуральная жидкость после отделения дрожжей содержит значительное количество минеральных веществ, витаминов и продуктов метаболизма. Как их использовать? Каковы вообще пути создания экологически чистых или безотходных производств? Здесь опять образцом для подражания служит живая природа. Рассматривая схему метаболических путей (последовательность превращений веществ в клетке), мы видим, что одно вещество является субстратом для определенной ферментативной реакции, а вновь полученный продукт, в свою очередь, служит субстратом для последующей. Аналогичная последовательность должна быть создана и в системе безотходного производства. Отходы одного производства должны служить сырьем (основой) для следующего, и так до тех пор, пока в результате не получатся вещества, не обладающие негативным воздействием на экологическую ситуацию. Однако создать такую же ферментативную «мельницу» для разрушения экологически опасных субстратов до углекислого газа и воды довольно затруднительно. Можно, правда, попытаться использовать в этих целях различные группы микроорганизмов, биохимическая активность которых последовательно соединяется в процессы, проходящие в биохимической «мельнице» клетки. Так, отходы, получаемые при культивировании дрожжей и остающиеся после их сепарации, можно использовать для культивирования других микроорганизмов, а отходы, остающиеся после этого (второго) культивирования, послужат субстратом для метанового брожения. И, наконец, отходы метанового брожения тоже могут быть с успехом утилизированы, правда, уже не для выращивания микроорганизмов. При добавлении в бетон метановой бражки в количестве 0,3 % от массы замеса его прочность увеличивается на 40 %, на 12 % уменьшается расход воды, возрастает морозоустойчивость и увеличивается расплыв конуса — важнейшая характеристика бетона. Таким образом, есть способ избавиться от отходов различных брожений, используя их в качестве пластификаторов бетона. Для этих целей можно применять мелассу, последрожжевую барду и уже описанную выше метановую бражку. Эти отходы микробиологического производства, будучи замешенными в бетон, теряют экологически негативное влияние и, кроме того, придают ему дополнительные положительные качества. Не менее существенна роль микробиологии в борьбе с антропогенными загрязнениями (см. главу 15 «Всеядные»). В Англии удалось выделить микроорганизмы, превращающие полихлорвиниловые пленки в углекислый газ. Для этой цели не только выделяются или конструируются методами генетической инженерии соответствующие микроорганизмы, но и предлагаются новые биотехнологические решения. Так, шведские ученые решили еще при производстве пластмасс вводить в них находящиеся в состоянии анабиоза микроорганизмы, которые затем через определенное время или в зависимости от изменившихся окружающих условий (температуры, влажности, кислотности) активизируются и, интенсивно развиваясь, разрушают пластмассу, которая служила им временным убежищем. Уже сейчас в Европе используют пластиковые пакеты, на каждом из которых есть подпись: Се sac est 100 % oxo-biod?gradable. SA dur?e de vie est limit?e dans le temps. Apr?s d?gradation, il devient bio-assimilable. (Этот пакет полностью биодеградабельный. Длительность его жизни ограничена во времени. После разрушения он ассимилируется.) Замена существующих технологий на биотехнологические предполагает максимально приблизить эти процессы по уровню безотходности к биологическим, где «отходом» являются углекислый газ и вода. Биотехнология — это не только новые способы производства, но и качественно новые возможности обеспечения предприятий необходимыми средствами контроля. Например, аналитические возможности ферментативных датчиков таковы, что не требуется практически никакой подготовки анализируемого образца. Высочайшая избирательность позволяет проводить количественный анализ почти мгновенно, что дает возможность осуществлять действительно оперативный контроль и управление технологическими процессами. Устройство для анализа — так называемый «биосенсор», или ферментативный электрод, представляет собой интегральную схему с нанесенной пленкой, содержащей определенный фермент, при взаимодействии которого с исследуемой жидкостью изменяются электрические характеристики схемы, которые могут быть выведены на индикаторный прибор или непосредственно использованы в качестве управляющего сигнала. Естественно, что оперативное получение информации о характере течения технологического процесса способствует повышению эффективности и является одной из отличительных черт биотехнологии. Однако было бы неправильно думать, что новые технологии базируются в основном на использовании биохимической активности микроорганизмов. Не менее важным в создании новых технологий может оказаться использование биологических мембран, роль которых в жизнедеятельности живых организмов и микроорганизмов трудно переоценить. Если бы удалось создать и использовать в технологии методы разделения веществ с использованием биологических мембран или их аналогов, то это позволило бы в значительной степени обновить и существенно интенсифицировать способы разделения веществ, снизив при этом энергетические затраты на проведение этих процессов. Более того, если бы удалось решить вопросы управления проницаемостью таких мембран (что и происходит в живой клетке), то на базе полупроницаемых мембран можно было бы создавать системы, аналогичные гибким технологическим системам в промышленности. Пока методов работы с биомембранами не разработано, ведь сначала должны быть предложены способы их выделения из нативных клеток, а также стабилизации. Исследования пленочного роста микроорганизмов позволили обнаружить не только удивительные механические свойства этих пленок (об этом упоминалось в главе 5), но и особенности контактов микроорганизмов друг с другом. Это позволило ученым из Массачусетского технологического университета увеличить мощность топливных элементов в несколько раз. При этом пленка функционировала как единая токопроводящая система, объединяющая индивидуальные потоки электронов, производимые отдельными клетками. Однако уже работают мембраны — аналоги живых мембран. Можно ли отнести эти технологии к биотехнологии? И да и нет. Но в конце концов неважно, как мы назовем эти новейшие технологии разделения, — главное, что они используют принципы, близкие к биологическим, и на основании этого (хотя и условно) могут быть отнесены к биотехнологическим процессам. Помимо возможного использования биомембран реальный интерес представляет применение внутриклеточных органелл микробной клетки, в частности, магнитосом. По сути они представляют собой маленькие магнитики, образующиеся внутри бактериальной клетки. В последнее время возникла потребность в магнитоуправляемых частицах для использования в диагностике и при лечении некоторых заболеваний. Так, присоединение к антителам магнитных частиц вместо молекул флуоресцентных красителей примерно в 100 (!) раз повышает чувствительность методов выявления специфических белков, используемых для диагностики. Кроме того, магнитные частицы применяются для гипертермии. Суть этого метода в том, что микромагниты можно с помощью магнитов или под действием магнитных полей направлять в нужный орган и удерживать там, а облучая их высокочастотным электромагнитным полем, вызывать локальный точечный нагрев, приводящий к гибели окружающих магнит клеток раковой опухоли. Производство магнитных частиц одинаковой формы и размера — достаточно сложная задача, особенно если они измеряются нанометрами. И это только часть задачи: нужно еще покрыть каждую частицу белковой или углеводной оболочкой, к которой можно будет «привязать» химическими связями антитело. Между тем есть другой, микробиологический путь получения таких магнитных частиц. Известно, что некоторые бактерии (такие как, например, Magnetospirillum magneticum) способны извлекать железо из окружающей среды и синтезировать магнитные частицы, причем со значительно меньшим разбросом по величине и форме, чем при физико-химическом синтезе, и, кроме того, уже покрытые биологической мембраной. Вдобавок ко всему возможности генетической инженерии позволяют осуществлять синтез магнитных частиц с уже прикрепленными к ним антителами. Таким образом, биотехнология позволяет получать магнитные частицы с различными антителами и использовать их для точной «адресной» доставки лекарств, радионуклидов или «тепловых бомб» к пораженным органам и даже клеткам и осуществить наконец мечту Пауля Эрлиха о «магической пуле». Биотехнология может умело извлекать пользу не только из различных свойств микроорганизмов, но из самого факта их широкого распространения. Рассмотрим один из таких примеров. Известно, что растения в принципе способны выдерживать снижение температуры до -6 °C. Однако в действительности серьезные поражения растительных тканей листьев, например, апельсиновых деревьев наступают при минусовых температурах, близких к нулю. Дело в том, что на поверхности листьев образуются кристаллы льда, разрушающие их ткань. Микробиологи из Калифорнийского и Колорадского университетов, изучая вопросы морозоустойчивости цитрусовых, установили, что центрами кристаллообразования льда служат бактерии Erwinia herbicola и Pseudomonas viringa. Если бы удалось убрать с поверхности листьев эти бактерии, то удалось бы сократить довольно значительные потери от заморозков. Ученые выделили вирусы, которые, интенсивно размножаясь, лизируют указанные бактерии, и растения переживают период похолодания со значительно меньшими поражениями, конечно, если температура не опускается ниже -6 °C. По расчетам ученых, можно избежать ежегодных миллиардных убытков при использовании этих вирусов. Обработка ими растений уже широко применяется. Интересно использование в качестве инсектицида мицелия грибов Mefarhizium anisopliae. Он продуцирует вещества, привлекающие насекомых. Поедая мицелий, они заражаются спорами гриба, который, прорастая в теле насекомых, убивает их. Это метод имеет огромные преимущества перед традиционными инсектицидами как в экономическом, так и в экологическом аспектах. Заканчивая эту главу, следует еще раз подчеркнуть, что биотехнология, и это очевидно, в ближайшее время окажет серьезное воздействие на решение многих технических проблем и на проведение технологических процессов. Изумительное совершенство и тончайшая согласованность работы уникальных и, увы, пока неповторимых механизмов получения энергии, кодирования и декодирования информации, проведения сложнейших химических синтезов с участием созданных для этой цели катализаторов-ферментов позволяет микробной клетке опережать даже новейшие достижения энергетики, вычислительной техники и химической технологии. В приведенных нами примерах использования биотехнологических приемов так или иначе переплетаются проблемы экономики и энергетики, энергетики и экологии, экологии и экономики. Поневоле напрашивается вывод, что именно биотехнология является тем мечом, с помощью которого можно разрубить гордиев узел, в который эти проблемы переплелись в современном мире. Пройдет еще несколько лет, и во многих областях техники появятся новинки, в основе которых будут лежать биологические системы. Мы стоим на пороге эпохи биотехники и биотехнологии и одной ногой уже через него перешагнули.
true
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Говорят специалисты</h1> <section class="px3 mb4"> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25_img036f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>На этих фотографиях изображены 15 ученых, чьи взгляды на происхождение человека, нередко противоположные, изложены на следующих страницах</em></p><p></p><p>Палеоантропология с момента своего зарождения была полна противоречий и споров. Единодушие между палеоантропологами — явление довольно редкое.</p><p>На первых порах количество окаменелостей было настолько скудным, что теория какого-нибудь ученого о том, как соотносятся черепа, челюсти и зубы гоминидов, была ничем не хуже и не лучше всякой другой. Для того чтобы подтвердить или опровергнуть эти теории, попросту не хватало материала. Затем положение резко изменилось. Окаменелости теперь поступают в музеи и лаборатории таким непрерывным потоком, что буквально недостает времени изучить их все. К анализу окаменелостей привлекаются другие науки — геология, физика, ботаника, климатология, химия, этология, молекулярная биология. Каждая из них проливает свет на старые проблемы, но заодно создает новые, поскольку эти науки также не всегда согласны между собой. Никогда еще не было такого вихря веских, убедительных и противоречащих друг другу теорий о происхождении человека.</p> <p>На фотографиях изображены 15 ученых, внесших в начале 70-х годов значительный вклад в спор об эволюции человека. Каждый добавил что-то свое к идеям, изложенным в этой книге, так как каждый придерживается собственного взгляда на становление человека.</p><p></p><p></p><p>Шервуд Л. Уошберн</p><p>Профессор Калифорнийского университета в Беркли, Шервуд Уошберн — всемирно признанный авторитет в области этологии приматов. Но он считает, что для понимания эволюции человека одной его науки мало: тут нужны совместные усилия многих ученых самого разного профиля, и, по его мнению, чем больше игроков примет участие в этой игре, тем лучше.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000048f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Шервуд Л. Уошберн</em></p><p></p><p>Изучение эволюции человека — это не столько наука в привычном смысле слова, сколько игра. Далекое прошлое нельзя доставить в лабораторию и изучать с помощью строго контролируемых экспериментов. Хотя в последнее время изучение окаменелостей приматов и механизмов эволюции заметно продвинулось, специалисты по-прежнему спорят между собой. Одни считают, что человек отделился от остальных приматов 50 миллионов лет назад, другие убеждены, что и пятая часть этого срока — уже преувеличение.</p><p>Мне было интересно учиться играть в эволюционную игру. Кость может показаться относительно простым объектом, который нетрудно описать и истолковать. Но ведь эта кость существовала не сама по себе, она была частью живого существа, и просто поразительно, насколько по-другому воспринимается та же кость, когда понаблюдаешь за обезьянами.</p><p></p><p></p><p>Луис Лики</p><p>До самой смерти (1972 год) Луис Лики оставался наиболее своеобразной фигурой в палеоантропологии и выдвигал сугубо собственные аргументы. Мы обязаны ему множеством разнообразных и поистине легендарных находок; к ним, в частности, относится очень древнее существо — африканский кениапитек (которого он считал гоминидом), обнаруженный в пластах возрастом 20 миллионов лет, а также окаменелости отдаленного предка людей рамапитека древностью в 14 миллионов лет. Опираясь на подобные находки, он составил генеалогическое древо, на котором австралопитековые показаны как двоюродные братья, а не предки рода "человек".</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000049f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Луис Лики</em></p><p></p><p>Австралопитековые развивались отдельно от истинного человека, который был примерно их современником. Около трех миллионов лет назад в Восточной Африке существовали обе формы.</p><p>Мои находки показывают, что предки человека разделились с предками больших человекообразных обезьян более 20 миллионов лет назад. Кроме того, из них следует, что род "человек" существовал в Восточной Африке от 1,5 до 3 миллионов лет назад, что какая-то форма человека прямоходящего жила в Африке, тогда как в Азии его еще не было, и, наконец, что "почти человек" австралопитек развивался параллельно с ним и вымер где-то между 50 тысячами и 1,5 миллионами лет назад.</p><p>Время существования психосоциального человека (40 тысяч лет) всего миг по сравнению с 20 миллионами лет существования гоминидов. А потому мы можем рассчитывать на очень долгое будущее, если не погубим себя и свою планету.</p><p>Диана Фосси</p><p>Диана Фосси — ведущий авторитет по изучению поведения горной гориллы в Центральной Африке, то есть в той самой области, где предки этих горилл и австралопитеки обитали до того, как человекообезьяна перебралась на открытые равнины. Исходя из параллелей, которые она находит в поведении горилл и социальном поведении человека, Диана Фосси полагает, что австралопитек, подобно современной горилле, возможно, был мирным существом, готовым делить свой кормовой участок с себе подобными.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000050f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Диана Фосси</em></p><p></p><p>Сообщества горилл на редкость сплочены. Подобно первым наземным гоминидам, они кочуют, спят и кормятся единой группой. Вначале, возможно, группы австралопитеков африканского и массивного жили бок о бок, поскольку их пищевые предпочтения настолько разнились, что они могли делить общие участки. Но встает вопрос: защищала ли группа австралопитека массивного свою территорию от других таких же групп? Группам горилл, хотя они и держатся на определенных участках, агрессивное территориальное поведение не свойственно, что объясняется равномерным распределением листвы в пределах ареала, а потому их участки накладываются друг на друга или даже почти совпадают.</p><p>Филлип В. Тобайас</p><p>Тобайас, специалист по измерениям и исследованиям ископаемых остатков австралопитеков, вероятно, видел и держал в руках столько этих окаменелостей, как ни один другой человек в мире. Он считает себя "одним из отцов" Homo habilis — человека умелого, — того члена генеалогического древа человека, который вызывает, пожалуй, больше всего споров. Он убежден, что человек умелый — очень древний истинный человек, тогда как другие ученые видят в нем очень развитого австралопитека — возможно, "недостающее звено".</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000051.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Филлип В. Тобайас</em></p><p></p><p>Наше утверждение, что человек умелый был отдельным видом и современником австралопитека, вызвало почти столько же возражений, как в свое время существование австралопитека. Но мои недавние измерения, показавшие, что мозг экземпляров человека умелого, найденных в Бостонной Африке, в полтора раза больше мозга австралопитеков, явно подтверждают, что мы здесь имеем дело с существом, заметно дальше продвинувшимся по пути к человеку. Меня не слишком волнует, выдержит ли наименование "умелый человек" проверку временем. Важно другое: речь идет о популяции ранних гоминидов, чей мозг превосходил объемом мозг всех их современников и предшественников и чья связь с каменными культурами выглядит несомненной. Этот гоминид твердо стоит на пути к человеку.</p><p></p><p></p><p>Реймонд Дарт</p><p>В 1924 году Реймонд Дарт потряс антропологический мир, добыв из каменоломни в Таунге (Южная Африка) окаменевший череп. 6н дал ему название "австралопитек африканский" и смело объявил его предком человека. На него посыпались насмешки. Но обилие последующих находок и в Таунге, и в других местах, включая множество каменных орудий среди костей, доказали его правоту и внушили ему мысль, что австралопитек был прямоходящим… и каннибалом.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000052.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Реймонд Дарт</em></p><p></p><p>Когда в 1924 году я определил таунгскую окаменелость австралопитека африканского, в своих выводах о том, что он мог быть нашим предком, я опирался на особенности окаменевшего черепа и на признаки, позволяющие предположить дву-ногость. Однако мой анализ разбитых павианьих черепов выявил хищные и каннибальские повадки австралопитековых, а также использование длинных костей в качестве дубинок и черепов как сосудов. Я не согласен с гипотезой о том, что австралопитековые обладали речью. Тот семейно-охотничий образ жизни, который они вели, требовал общения лишь немногим больше, чем у других животных.</p> <p>Дэвид Пилбим</p><p>Пилбим — один из ведущих знатоков ископаемых остатков австралопитеков и дриопитеков — человекообразных обезьян, которых многие считают предшественниками австралопитеков. По его мнению, вероятность того, что гоминиды разошлись с человекообразными обезьянами в очень глубокой древности — 15 миллионов лет назад, — составляет три против одного.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000053.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Дэвид Пилбим</em></p><p></p><p>Я считаю африканские и индийские виды рамапитека гоминидами. Точка зрения, что гоминиды выделились в отдельную группу как двуногие обитатели саванны, пользующиеся оружием, внушает мне все меньше доверия. С тем же успехом подобным толчком могло явиться изменение в чисто вегетарианском образе жизни. Кроме того, я полагаю, что при рассмотрении последующих этапов эволюции человека слишком малая роль отводится языку и потребности в общении и слишком большое значение придается использованию орудий.</p><p></p><p></p><p>Дж. Т. Робинсон</p><p>Зоолог Робинсон нашел в Южной Африке — в Стеркфонтейне, Кромдраайе и Сварткрансе — свыше 300 окаменелостей. Изучая крупные и мелкие — массивные и изящные — формы австралопитеков, он пришел к совершенно иным выводам, чем выводы Луиса и Ричарда Лики.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000054.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Дж. Т. Робинсон</em></p><p></p><p>Две большие статистические выборки окаменевших остатков гоминидов из Стеркфонтейна и Сварткранса явно опровергают предположение, будто массивные и изящные формы — это самцы и самки одного вида. В таком случае клыки самцов были бы заметно меньше клыков самок, а этого не наблюдается ни у одного из высших приматов. Далее, самки обладали бы прямой осанкой и ходили бы размашистым шагом, почти как современные люди, тогда как строение самцов подобную походку исключало. Такая популяция биологически весьма маловероятна.</p><p>Ф. Кларк Хоуэлл</p><p>Хоуэлл известен тщательно разработанными методами раскопок, а также обработки остатков доисторических животных. Благодаря таким методам оказалось возможным сравнить находки гоминидов в Восточной Африке с окаменелостями, обнаруженными в других местах, а также по-новому истолковать очень древние окаменелости рамапитека. Только когда были собраны достоверные данные такого рода, ученые наконец смогли взяться за разрешение основных вопросов происхождения человека: когда и где возникли его предки?</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000055.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Ф. Кларк Хоуэлл</em></p><p></p><p>В последние годы все больше внимания привлекает вопрос о том, от какого корня и в какое время произошли гоминиды. Разумеется, проблема эта возникла в связи с открытием и признанием австралопитековых. Однако по-настоящему подойти к решению этого вопроса стало возможным только после исследований в Олдувае, Омо, на восточном берегу озера Рудольф, в Канапои и Лотегеме и после того, как была оценена вся важность находок рамапитека в Индии и Кении.</p><p>Мы все еще не знаем корня гоминидов, но не исключено, что появились они между 7 и 15 миллионами лет назад, причем, быть может, не только в Африке. Этот отрезок времени пока еще известен довольно мало. Тот, кто считает, что проблема уже разрешена, явно впадает в самообман.</p><p></p><p></p><p>Ричард Лики</p><p>Ему еще далеко не исполнилось тридцати, когда он приобрел внушительную репутацию, отыскав поразительные окаменелости гоминидов на восточном берегу озера Рудольф, в том числе в 1972 году — череп, который он считает истинно человеческим, хотя возраст его заметно превышает два с половиной миллиона лет, что много древнее всех прежних находок. Эти находки служат обоснованием некоторых спорных идей о происхождении человека — крайней древности его происхождения, роли использования орудий в развитии человеческих свойств, а также предположения, что большая разница в размерах окаменелостей австралопитеков отражает всего лишь различие между самцами и самками одного вида.</p><p>На восточном берегу озера Рудольф мы обнаружили местонахождение окаменелостей, занимающее почти две с половиной тысячи квадратных километров, причем озерные отложения охватывают период от пяти миллионов до без малого одного миллиона лет назад. Работа там принесла три значительных результата. Во-первых, у нас теперь есть достаточно полные экземпляры, позволяющие начать обсуждение жевательных механизмов и способов передвижения. Во-вторых, мы доказали, что самцы австралопитека бойсеи были очень крупными, а самки заметно мельче — настолько, что, будь они найдены раздельно, их можно было бы принять за разные виды.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000056.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Ричард Лики</em></p><p></p><p>И наконец, у нас есть явные доказательства сосуществования австралопитека и человека. Это означает, что род человека не произошел от австралопитека в пределах последнего миллиона лет, но что оба они ответвились от общей линии около четырех-пяти миллионов лет назад.</p><p>Австралопитек бойсеи два миллиона лет назад был специализированным травоядным. Я не считаю его истинно прямоходящим и думаю, что неверно полагать, будто способ передвижения австралопитеков представлял собой промежуточную стадию между четвероногостью и двуногостью. Я считаю, что способ этот был совершенно своеобразным и затем исчез полностью.</p><p>Человек, если судить по находкам у озера Рудольф, был, несомненно, прямоходящим. Древнейший человек был охотником, но, намой взгляд, идея агрессивности — то есть синдром обезьяны, стремящейся убивать, — полностью неверна. Я убежден, что готовность современного агрессивного человека убивать себе подобных представляет собой очень недавний результат развития культуры, возможно как-то связанный с появлением общества, имеющего материальную основу, с оседлостью, частной собственностью и т. д.</p><p></p><p>Джордж Б. Шаллер</p><p>Прежде Шаллер в поисках объяснения поведения человека изучал одного из близких родственников человека — горную гориллу, но несколько лет назад предпринял исследование повадок животных, в родстве с человеком не состоящих: плотоядных общественных животных, питающихся мясом и охотящихся стаями. Он объясняет нам причину.</p><p>Человек — примат по происхождению, но хищник по профессии. Если мы хотим понять, какие эволюционные силы оформили его тело, сознание и общество, мы обязательно должны учитывать его двойственное прошлое.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000057.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Джордж Б. Шаллер</em></p><p></p><p>Уже ясно, что экономические условия оказывают такое мощное влияние на социальные системы, что черты сходства сообщества гоминидов и человеческого общества могли возникнуть случайно. Низшие и человекообразные обезьяны — в основном вегетарианцы и всю жизнь проводят в пределах небольших участков. Человек же более двух миллионов лет был бродячим охотником и собирателем падали. Виды, генетически неродственные древнему человеку, но экологически сходные с ним, — например, гиеновые собаки и львы — могут рассказать нам гораздо больше, чем обезьяны, о силах естественного отбора, которые оформили и поддерживали наше общество. У гиеновых собак, например, существует разделение труда. Некоторые взрослые собаки охраняют щенят, пока остальные ищут добычу; кроме того, они охотятся сообща и делят пищу поровну — эти черты не выражены у обезьян, но, как считается, должны были играть важную роль в развитии человеческого общества.</p> <p></p><p></p><p>Джейн Гудолл</p><p>Ее важнейшие научные исследования проводились в Грмбе-Стрим на западе Танзании, где она изучала шимпанзе. Это — ближайший из живущих родственников человека и по физическому строению, и по поведению. Джейн Гудолл полагает, что шимпанзе может помочь человеку понять самого себя.</p><p>Наблюдения показывают, что шимпанзе Гомбе-Стрим используют и изготовляют простейшие орудия для добычи пищи, для туалета, для исследования окружающей среды и в качестве оружия. Они часто охотятся на мелких животных и иногда демонстрируют довольно сложные приемы групповой охоты. Привязанность матери и детеныша, а также братьев и сестер очень сильна и может сохраниться на всю жизнь.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000058.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Джейн Гудолл</em></p><p></p><p>Сходство некоторых несловесных форм общения у человека и у шимпанзе поразительно — совпадают не только сами жесты, но и ситуации, в которых они используются. И шимпанзе и люди, встречаясь после разлуки, обнимают друг друга, целуют, похлопывают по спине или держатся за руки.</p><p>Я убеждена, что более полное представление о поведении ближайшего из ныне живущих родственников человека может подсказать новое направление исследований некоторых аспектов человеческого поведения и особенно проблем, связанных с воспитанием детей, с подростковым возрастом, агрессивностью и рядом психических заболеваний.</p><p></p><p>Мэри Лики</p><p>Мэри Лики — жена Луиса Лики и мать — Ричарда Лики — нашла первую окаменелость австралопитека в ущелье Олдувай. После этого она посвятила себя изучению каменных орудий и стала крупнейшим авторитетом в этой области.</p><p>Я не антрополог и предпочитаю не высказывать догадок о том, кто мог быть самым древним предком человека. Собственно говоря, я считаю, что критерий "человеческого" должен опираться на выявление систематического изготовления орудий, а не на строение той или иной окаменелости.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000059.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Мэри Лики</em></p><p></p><p>Предки человека должны были неизбежно пройти от стадии, когда не существовало самого понятия орудия, к стадии, когда естественные предметы начали использоваться для различных целей, а затем к стадии, когда естественные предметы приспособлялись для конкретной цели с помощью рук или зубов. И наконец, одно орудие было использовано для изготовления другого — отбойник, чтобы изготовить режущее орудие. С моей точки зрения, вот это и есть та стадия, к которой можно приложить определение "человек".</p><p>Я не думаю, что изучение ископаемого человека хоть в какой-то мере помогает понять современного человека.</p><p></p><p>Бернард Кэмпбелл</p><p>Кэмпбелл — антрополог, один из тех, кто способен определить по челюсти или даже по одному зубу, чем питалось данное существо, по костям стопы узнать, как оно ходило, а по костям кисти установить, какого рода орудия оно было способно изготовлять. Опираясь, кроме того, на достижения таких наук, как экология и психология, а также на полевые наблюдения за поведением животных, он пытается пролить свет на вопросы, которые тысячелетиями не давали покоя философам: что лежит в основе насилия, в чем смысл любви, какова власть семейных уз.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000060.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Бернард Кэмпбелл</em></p><p></p><p>Меня как исследователя особенно интересовало истолкование окаменевших фрагментов, которое позволило бы понять анатомию гоминидов, а тем самым не только их экологию, но и их поведение, их образ жизни в целом. Современный человек — это продукт своего генетического наследия и своей среды; вот почему для полного понимания человеческого поведения необходимо знать не только генетические корни поведения, но и социальную среду, в которой рождается, растет и достигает зрелости каждый человек. Мне кажется, изучение предыстории человечества крайне важно для того, чтобы мы могли понять себя, — для решения задачи, от которой, быть может, зависит дальнейшее существование вида "человек".</p><p></p><p>Густав фон Кёнигсвальд</p><p>Кёнигсвальд нашел в Сангиране на Яве фрагменты ископаемых остатков человека и австралопитековых, удивительно похожие на окаменелости, найденные почти в восьми тысячах километров оттуда, в Олдувае. Это открытие в сочетании с находкой в Индии рамапитека, предполагаемого предка австралопитека, внушило ему убеждение, что место возникновения человека находится совсем не там, где его помещают другие антропологи.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000061.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Густав фон Кёнигсвальд</em></p><p></p><p>Я твердо убежден, что древнейшие предки человека пришли из Азии, где рамапитек жил около 10 миллионов лет назад. На Яве остатки раннего человека (питекантропа) были обнаружены рядом с остатками одного из австралопитековых (мегантропа).</p><p>Это очень любопытное обстоятельство, которое означает, что сходная ситуация существовала по обе стороны Индийского океана — ив Олдувае и в Сангиране. Расстояние от Явы до Индии примерно равно расстоянию от Индии до Олдувая, то есть можно предположить, что развитие человека началось в Индии.</p><p></p><p></p><p>Винсент Сарич</p><p>Сарич, подобно своему коллеге Шервуду Уошберну, смотрит на поиски решения загадки эволюции, как на игру. Но в команде игроков он занимает другое место: он специалист по молекулярной биологии и составляет генеалогические древа, опираясь на анализ белков. Ниже он объясняет, как этот новый подход укладывается в общую схему.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25__000062.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Винсент Сарич</em></p><p></p><p>Нам нужна эволюционная история. Пока вся картина опиралась лишь на изучение окаменелостей, ее можно было оспаривать, просто по-иному истолковывая анатомические данные, — и такие споры продолжаются уже почти столетие. Молекулы же обеспечивают новый свод правил, ограничивающий возможные толкования. Биохимик знает, что у его молекул были предки, тогда как палеонтолог может только надеяться, что у его окаменелостей имелись потомки.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25_img037f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25_img037f2.jpg"/> </p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25_img037f3.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25_img037f4.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_25_img037f5.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Возникновение человека</em></p><p></p><p>Эти диаграмма изображает развитие жизни на Земле от ее появления в первичном океане юной планеты и далее — через эволюцию человека, показывая его физическое, социальное, техническое и интеллектуальное становление вплоть до нашей эры. В первом столбце каждой из четырех секций диаграммы названы геологические эры, на которые разделена история нашей планеты; во втором столбце указываются археологические эпохи истории человека; в третьем столбце помещены ключевые даты развития жизни и наиболее важных свершений человека (даты и события, рассматривавшиеся в данной книге серии "Возникновение человека", выделены жирным шрифтом). Диаграмма выполнена без соблюдения масштаба. Почему это так, легко понять, рассмотрев полосу внизу, изображающую в правильном масштабе 4,5 миллиарда лет, которые охватываются диаграммой, — весь известный период существования человека настолько мал (крайняя правая стрелка), что его невозможно выделить.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Говорят специалисты На этих фотографиях изображены 15 ученых, чьи взгляды на происхождение человека, нередко противоположные, изложены на следующих страницах Палеоантропология с момента своего зарождения была полна противоречий и споров. Единодушие между палеоантропологами — явление довольно редкое. На первых порах количество окаменелостей было настолько скудным, что теория какого-нибудь ученого о том, как соотносятся черепа, челюсти и зубы гоминидов, была ничем не хуже и не лучше всякой другой. Для того чтобы подтвердить или опровергнуть эти теории, попросту не хватало материала. Затем положение резко изменилось. Окаменелости теперь поступают в музеи и лаборатории таким непрерывным потоком, что буквально недостает времени изучить их все. К анализу окаменелостей привлекаются другие науки — геология, физика, ботаника, климатология, химия, этология, молекулярная биология. Каждая из них проливает свет на старые проблемы, но заодно создает новые, поскольку эти науки также не всегда согласны между собой. Никогда еще не было такого вихря веских, убедительных и противоречащих друг другу теорий о происхождении человека. На фотографиях изображены 15 ученых, внесших в начале 70-х годов значительный вклад в спор об эволюции человека. Каждый добавил что-то свое к идеям, изложенным в этой книге, так как каждый придерживается собственного взгляда на становление человека. Шервуд Л. Уошберн Профессор Калифорнийского университета в Беркли, Шервуд Уошберн — всемирно признанный авторитет в области этологии приматов. Но он считает, что для понимания эволюции человека одной его науки мало: тут нужны совместные усилия многих ученых самого разного профиля, и, по его мнению, чем больше игроков примет участие в этой игре, тем лучше. Шервуд Л. Уошберн Изучение эволюции человека — это не столько наука в привычном смысле слова, сколько игра. Далекое прошлое нельзя доставить в лабораторию и изучать с помощью строго контролируемых экспериментов. Хотя в последнее время изучение окаменелостей приматов и механизмов эволюции заметно продвинулось, специалисты по-прежнему спорят между собой. Одни считают, что человек отделился от остальных приматов 50 миллионов лет назад, другие убеждены, что и пятая часть этого срока — уже преувеличение. Мне было интересно учиться играть в эволюционную игру. Кость может показаться относительно простым объектом, который нетрудно описать и истолковать. Но ведь эта кость существовала не сама по себе, она была частью живого существа, и просто поразительно, насколько по-другому воспринимается та же кость, когда понаблюдаешь за обезьянами. Луис Лики До самой смерти (1972 год) Луис Лики оставался наиболее своеобразной фигурой в палеоантропологии и выдвигал сугубо собственные аргументы. Мы обязаны ему множеством разнообразных и поистине легендарных находок; к ним, в частности, относится очень древнее существо — африканский кениапитек (которого он считал гоминидом), обнаруженный в пластах возрастом 20 миллионов лет, а также окаменелости отдаленного предка людей рамапитека древностью в 14 миллионов лет. Опираясь на подобные находки, он составил генеалогическое древо, на котором австралопитековые показаны как двоюродные братья, а не предки рода "человек". Луис Лики Австралопитековые развивались отдельно от истинного человека, который был примерно их современником. Около трех миллионов лет назад в Восточной Африке существовали обе формы. Мои находки показывают, что предки человека разделились с предками больших человекообразных обезьян более 20 миллионов лет назад. Кроме того, из них следует, что род "человек" существовал в Восточной Африке от 1,5 до 3 миллионов лет назад, что какая-то форма человека прямоходящего жила в Африке, тогда как в Азии его еще не было, и, наконец, что "почти человек" австралопитек развивался параллельно с ним и вымер где-то между 50 тысячами и 1,5 миллионами лет назад. Время существования психосоциального человека (40 тысяч лет) всего миг по сравнению с 20 миллионами лет существования гоминидов. А потому мы можем рассчитывать на очень долгое будущее, если не погубим себя и свою планету. Диана Фосси Диана Фосси — ведущий авторитет по изучению поведения горной гориллы в Центральной Африке, то есть в той самой области, где предки этих горилл и австралопитеки обитали до того, как человекообезьяна перебралась на открытые равнины. Исходя из параллелей, которые она находит в поведении горилл и социальном поведении человека, Диана Фосси полагает, что австралопитек, подобно современной горилле, возможно, был мирным существом, готовым делить свой кормовой участок с себе подобными. Диана Фосси Сообщества горилл на редкость сплочены. Подобно первым наземным гоминидам, они кочуют, спят и кормятся единой группой. Вначале, возможно, группы австралопитеков африканского и массивного жили бок о бок, поскольку их пищевые предпочтения настолько разнились, что они могли делить общие участки. Но встает вопрос: защищала ли группа австралопитека массивного свою территорию от других таких же групп? Группам горилл, хотя они и держатся на определенных участках, агрессивное территориальное поведение не свойственно, что объясняется равномерным распределением листвы в пределах ареала, а потому их участки накладываются друг на друга или даже почти совпадают. Филлип В. Тобайас Тобайас, специалист по измерениям и исследованиям ископаемых остатков австралопитеков, вероятно, видел и держал в руках столько этих окаменелостей, как ни один другой человек в мире. Он считает себя "одним из отцов" Homo habilis — человека умелого, — того члена генеалогического древа человека, который вызывает, пожалуй, больше всего споров. Он убежден, что человек умелый — очень древний истинный человек, тогда как другие ученые видят в нем очень развитого австралопитека — возможно, "недостающее звено". Филлип В. Тобайас Наше утверждение, что человек умелый был отдельным видом и современником австралопитека, вызвало почти столько же возражений, как в свое время существование австралопитека. Но мои недавние измерения, показавшие, что мозг экземпляров человека умелого, найденных в Бостонной Африке, в полтора раза больше мозга австралопитеков, явно подтверждают, что мы здесь имеем дело с существом, заметно дальше продвинувшимся по пути к человеку. Меня не слишком волнует, выдержит ли наименование "умелый человек" проверку временем. Важно другое: речь идет о популяции ранних гоминидов, чей мозг превосходил объемом мозг всех их современников и предшественников и чья связь с каменными культурами выглядит несомненной. Этот гоминид твердо стоит на пути к человеку. Реймонд Дарт В 1924 году Реймонд Дарт потряс антропологический мир, добыв из каменоломни в Таунге (Южная Африка) окаменевший череп. 6н дал ему название "австралопитек африканский" и смело объявил его предком человека. На него посыпались насмешки. Но обилие последующих находок и в Таунге, и в других местах, включая множество каменных орудий среди костей, доказали его правоту и внушили ему мысль, что австралопитек был прямоходящим… и каннибалом. Реймонд Дарт Когда в 1924 году я определил таунгскую окаменелость австралопитека африканского, в своих выводах о том, что он мог быть нашим предком, я опирался на особенности окаменевшего черепа и на признаки, позволяющие предположить дву-ногость. Однако мой анализ разбитых павианьих черепов выявил хищные и каннибальские повадки австралопитековых, а также использование длинных костей в качестве дубинок и черепов как сосудов. Я не согласен с гипотезой о том, что австралопитековые обладали речью. Тот семейно-охотничий образ жизни, который они вели, требовал общения лишь немногим больше, чем у других животных. Дэвид Пилбим Пилбим — один из ведущих знатоков ископаемых остатков австралопитеков и дриопитеков — человекообразных обезьян, которых многие считают предшественниками австралопитеков. По его мнению, вероятность того, что гоминиды разошлись с человекообразными обезьянами в очень глубокой древности — 15 миллионов лет назад, — составляет три против одного. Дэвид Пилбим Я считаю африканские и индийские виды рамапитека гоминидами. Точка зрения, что гоминиды выделились в отдельную группу как двуногие обитатели саванны, пользующиеся оружием, внушает мне все меньше доверия. С тем же успехом подобным толчком могло явиться изменение в чисто вегетарианском образе жизни. Кроме того, я полагаю, что при рассмотрении последующих этапов эволюции человека слишком малая роль отводится языку и потребности в общении и слишком большое значение придается использованию орудий. Дж. Т. Робинсон Зоолог Робинсон нашел в Южной Африке — в Стеркфонтейне, Кромдраайе и Сварткрансе — свыше 300 окаменелостей. Изучая крупные и мелкие — массивные и изящные — формы австралопитеков, он пришел к совершенно иным выводам, чем выводы Луиса и Ричарда Лики. Дж. Т. Робинсон Две большие статистические выборки окаменевших остатков гоминидов из Стеркфонтейна и Сварткранса явно опровергают предположение, будто массивные и изящные формы — это самцы и самки одного вида. В таком случае клыки самцов были бы заметно меньше клыков самок, а этого не наблюдается ни у одного из высших приматов. Далее, самки обладали бы прямой осанкой и ходили бы размашистым шагом, почти как современные люди, тогда как строение самцов подобную походку исключало. Такая популяция биологически весьма маловероятна. Ф. Кларк Хоуэлл Хоуэлл известен тщательно разработанными методами раскопок, а также обработки остатков доисторических животных. Благодаря таким методам оказалось возможным сравнить находки гоминидов в Восточной Африке с окаменелостями, обнаруженными в других местах, а также по-новому истолковать очень древние окаменелости рамапитека. Только когда были собраны достоверные данные такого рода, ученые наконец смогли взяться за разрешение основных вопросов происхождения человека: когда и где возникли его предки? Ф. Кларк Хоуэлл В последние годы все больше внимания привлекает вопрос о том, от какого корня и в какое время произошли гоминиды. Разумеется, проблема эта возникла в связи с открытием и признанием австралопитековых. Однако по-настоящему подойти к решению этого вопроса стало возможным только после исследований в Олдувае, Омо, на восточном берегу озера Рудольф, в Канапои и Лотегеме и после того, как была оценена вся важность находок рамапитека в Индии и Кении. Мы все еще не знаем корня гоминидов, но не исключено, что появились они между 7 и 15 миллионами лет назад, причем, быть может, не только в Африке. Этот отрезок времени пока еще известен довольно мало. Тот, кто считает, что проблема уже разрешена, явно впадает в самообман. Ричард Лики Ему еще далеко не исполнилось тридцати, когда он приобрел внушительную репутацию, отыскав поразительные окаменелости гоминидов на восточном берегу озера Рудольф, в том числе в 1972 году — череп, который он считает истинно человеческим, хотя возраст его заметно превышает два с половиной миллиона лет, что много древнее всех прежних находок. Эти находки служат обоснованием некоторых спорных идей о происхождении человека — крайней древности его происхождения, роли использования орудий в развитии человеческих свойств, а также предположения, что большая разница в размерах окаменелостей австралопитеков отражает всего лишь различие между самцами и самками одного вида. На восточном берегу озера Рудольф мы обнаружили местонахождение окаменелостей, занимающее почти две с половиной тысячи квадратных километров, причем озерные отложения охватывают период от пяти миллионов до без малого одного миллиона лет назад. Работа там принесла три значительных результата. Во-первых, у нас теперь есть достаточно полные экземпляры, позволяющие начать обсуждение жевательных механизмов и способов передвижения. Во-вторых, мы доказали, что самцы австралопитека бойсеи были очень крупными, а самки заметно мельче — настолько, что, будь они найдены раздельно, их можно было бы принять за разные виды. Ричард Лики И наконец, у нас есть явные доказательства сосуществования австралопитека и человека. Это означает, что род человека не произошел от австралопитека в пределах последнего миллиона лет, но что оба они ответвились от общей линии около четырех-пяти миллионов лет назад. Австралопитек бойсеи два миллиона лет назад был специализированным травоядным. Я не считаю его истинно прямоходящим и думаю, что неверно полагать, будто способ передвижения австралопитеков представлял собой промежуточную стадию между четвероногостью и двуногостью. Я считаю, что способ этот был совершенно своеобразным и затем исчез полностью. Человек, если судить по находкам у озера Рудольф, был, несомненно, прямоходящим. Древнейший человек был охотником, но, намой взгляд, идея агрессивности — то есть синдром обезьяны, стремящейся убивать, — полностью неверна. Я убежден, что готовность современного агрессивного человека убивать себе подобных представляет собой очень недавний результат развития культуры, возможно как-то связанный с появлением общества, имеющего материальную основу, с оседлостью, частной собственностью и т. д. Джордж Б. Шаллер Прежде Шаллер в поисках объяснения поведения человека изучал одного из близких родственников человека — горную гориллу, но несколько лет назад предпринял исследование повадок животных, в родстве с человеком не состоящих: плотоядных общественных животных, питающихся мясом и охотящихся стаями. Он объясняет нам причину. Человек — примат по происхождению, но хищник по профессии. Если мы хотим понять, какие эволюционные силы оформили его тело, сознание и общество, мы обязательно должны учитывать его двойственное прошлое. Джордж Б. Шаллер Уже ясно, что экономические условия оказывают такое мощное влияние на социальные системы, что черты сходства сообщества гоминидов и человеческого общества могли возникнуть случайно. Низшие и человекообразные обезьяны — в основном вегетарианцы и всю жизнь проводят в пределах небольших участков. Человек же более двух миллионов лет был бродячим охотником и собирателем падали. Виды, генетически неродственные древнему человеку, но экологически сходные с ним, — например, гиеновые собаки и львы — могут рассказать нам гораздо больше, чем обезьяны, о силах естественного отбора, которые оформили и поддерживали наше общество. У гиеновых собак, например, существует разделение труда. Некоторые взрослые собаки охраняют щенят, пока остальные ищут добычу; кроме того, они охотятся сообща и делят пищу поровну — эти черты не выражены у обезьян, но, как считается, должны были играть важную роль в развитии человеческого общества. Джейн Гудолл Ее важнейшие научные исследования проводились в Грмбе-Стрим на западе Танзании, где она изучала шимпанзе. Это — ближайший из живущих родственников человека и по физическому строению, и по поведению. Джейн Гудолл полагает, что шимпанзе может помочь человеку понять самого себя. Наблюдения показывают, что шимпанзе Гомбе-Стрим используют и изготовляют простейшие орудия для добычи пищи, для туалета, для исследования окружающей среды и в качестве оружия. Они часто охотятся на мелких животных и иногда демонстрируют довольно сложные приемы групповой охоты. Привязанность матери и детеныша, а также братьев и сестер очень сильна и может сохраниться на всю жизнь. Джейн Гудолл Сходство некоторых несловесных форм общения у человека и у шимпанзе поразительно — совпадают не только сами жесты, но и ситуации, в которых они используются. И шимпанзе и люди, встречаясь после разлуки, обнимают друг друга, целуют, похлопывают по спине или держатся за руки. Я убеждена, что более полное представление о поведении ближайшего из ныне живущих родственников человека может подсказать новое направление исследований некоторых аспектов человеческого поведения и особенно проблем, связанных с воспитанием детей, с подростковым возрастом, агрессивностью и рядом психических заболеваний. Мэри Лики Мэри Лики — жена Луиса Лики и мать — Ричарда Лики — нашла первую окаменелость австралопитека в ущелье Олдувай. После этого она посвятила себя изучению каменных орудий и стала крупнейшим авторитетом в этой области. Я не антрополог и предпочитаю не высказывать догадок о том, кто мог быть самым древним предком человека. Собственно говоря, я считаю, что критерий "человеческого" должен опираться на выявление систематического изготовления орудий, а не на строение той или иной окаменелости. Мэри Лики Предки человека должны были неизбежно пройти от стадии, когда не существовало самого понятия орудия, к стадии, когда естественные предметы начали использоваться для различных целей, а затем к стадии, когда естественные предметы приспособлялись для конкретной цели с помощью рук или зубов. И наконец, одно орудие было использовано для изготовления другого — отбойник, чтобы изготовить режущее орудие. С моей точки зрения, вот это и есть та стадия, к которой можно приложить определение "человек". Я не думаю, что изучение ископаемого человека хоть в какой-то мере помогает понять современного человека. Бернард Кэмпбелл Кэмпбелл — антрополог, один из тех, кто способен определить по челюсти или даже по одному зубу, чем питалось данное существо, по костям стопы узнать, как оно ходило, а по костям кисти установить, какого рода орудия оно было способно изготовлять. Опираясь, кроме того, на достижения таких наук, как экология и психология, а также на полевые наблюдения за поведением животных, он пытается пролить свет на вопросы, которые тысячелетиями не давали покоя философам: что лежит в основе насилия, в чем смысл любви, какова власть семейных уз. Бернард Кэмпбелл Меня как исследователя особенно интересовало истолкование окаменевших фрагментов, которое позволило бы понять анатомию гоминидов, а тем самым не только их экологию, но и их поведение, их образ жизни в целом. Современный человек — это продукт своего генетического наследия и своей среды; вот почему для полного понимания человеческого поведения необходимо знать не только генетические корни поведения, но и социальную среду, в которой рождается, растет и достигает зрелости каждый человек. Мне кажется, изучение предыстории человечества крайне важно для того, чтобы мы могли понять себя, — для решения задачи, от которой, быть может, зависит дальнейшее существование вида "человек". Густав фон Кёнигсвальд Кёнигсвальд нашел в Сангиране на Яве фрагменты ископаемых остатков человека и австралопитековых, удивительно похожие на окаменелости, найденные почти в восьми тысячах километров оттуда, в Олдувае. Это открытие в сочетании с находкой в Индии рамапитека, предполагаемого предка австралопитека, внушило ему убеждение, что место возникновения человека находится совсем не там, где его помещают другие антропологи. Густав фон Кёнигсвальд Я твердо убежден, что древнейшие предки человека пришли из Азии, где рамапитек жил около 10 миллионов лет назад. На Яве остатки раннего человека (питекантропа) были обнаружены рядом с остатками одного из австралопитековых (мегантропа). Это очень любопытное обстоятельство, которое означает, что сходная ситуация существовала по обе стороны Индийского океана — ив Олдувае и в Сангиране. Расстояние от Явы до Индии примерно равно расстоянию от Индии до Олдувая, то есть можно предположить, что развитие человека началось в Индии. Винсент Сарич Сарич, подобно своему коллеге Шервуду Уошберну, смотрит на поиски решения загадки эволюции, как на игру. Но в команде игроков он занимает другое место: он специалист по молекулярной биологии и составляет генеалогические древа, опираясь на анализ белков. Ниже он объясняет, как этот новый подход укладывается в общую схему. Винсент Сарич Нам нужна эволюционная история. Пока вся картина опиралась лишь на изучение окаменелостей, ее можно было оспаривать, просто по-иному истолковывая анатомические данные, — и такие споры продолжаются уже почти столетие. Молекулы же обеспечивают новый свод правил, ограничивающий возможные толкования. Биохимик знает, что у его молекул были предки, тогда как палеонтолог может только надеяться, что у его окаменелостей имелись потомки. Возникновение человека Эти диаграмма изображает развитие жизни на Земле от ее появления в первичном океане юной планеты и далее — через эволюцию человека, показывая его физическое, социальное, техническое и интеллектуальное становление вплоть до нашей эры. В первом столбце каждой из четырех секций диаграммы названы геологические эры, на которые разделена история нашей планеты; во втором столбце указываются археологические эпохи истории человека; в третьем столбце помещены ключевые даты развития жизни и наиболее важных свершений человека (даты и события, рассматривавшиеся в данной книге серии "Возникновение человека", выделены жирным шрифтом). Диаграмма выполнена без соблюдения масштаба. Почему это так, легко понять, рассмотрев полосу внизу, изображающую в правильном масштабе 4,5 миллиарда лет, которые охватываются диаграммой, — весь известный период существования человека настолько мал (крайняя правая стрелка), что его невозможно выделить.
false
Популярно о микробиологии
Бухар Михаил
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава 26 Микробы вытесняют бензин</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава 26</p> <p>Микробы вытесняют бензин</p> <p>…Я считаю, что подлинный переворот в энергетике произойдет только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу, или даже более высокого качества.</p> <p><em>Ф. Жолио-Кюри</em></p> <p>Человеку нужна энергия для всего, чем он занимается, вплоть до самого факта его существования. Повышение жизненного уровня, дальнейшее развитие промышленности и сельского хозяйства требуют все больше и больше энергии. Только за последние 100 лет мощности установок по ее получению возросли в 1000 раз. Остается надеяться, что в дальнейшем энергетические потребности человечества будут возрастать не так стремительно. Предварительный прогноз на ближайшие 20 лет предполагает двукратное увеличение потребности в энергии. Между тем расчеты показывают, что уже в ближайшие годы традиционных энергоресурсов, таких как уголь, нефть и газ, окажется недостаточно для удовлетворения растущих потребностей человечества. Так возникла еще одна проблема нашего времени — энергетическая.</p> <p>Возьмем для примера автомобильный транспорт. Используемая им энергия составляет около половины всего ее количества, потребляемого в настоящее время человечеством.</p><p>Подумайте только: во всем мире сейчас существует 800 млн автомобилей, и по расчетам, к 2035 г. их число увеличится до 3 млрд! И вся эта прорва двигателей внутреннего сгорания поглощает массу энергии. Причем поглощает нерационально. Но дело не только в этом. Автомобильный транспорт использует продукты крекинга нефти — бензин, керосин, дизельное топливо — уникальные вещества, которые, конечно, выгоднее использовать не в качестве горючего. Еще Д. И. Менделеев говорил, что жечь каменный уголь или нефть — то же самое, что топить ассигнациями. Помимо этого, сжигание бензина и других видов топлива в двигателях внутреннего сгорания приводит к серьезному загрязнению воздуха выхлопными газами. Но несмотря на это запретить использование автотранспорта не под силу никакому правительству, и нехватка топлива, по выражению одного из комментаторов, — это нехватка навсегда. Нужны новые виды горючего, новые источники энергии.</p><p>Суть охватившего нашу планету кризиса заключается в том, что до сих пор человечество использует в основном невозобновляемые источники энергии, такие как каменный уголь, нефть и газ, запасы которых не бесконечны.</p><p>Конечно, они еще долго будут служить людям. Но уже сегодня во многих странах пытаются найти возобновляемые источники энергии, и таким поиском заняты ученые многих специальностей. По их расчетам, уже к 2100 г. в США альтернативные источники энергии будут удовлетворять 90 % всех потребностей страны. Среди проектов, призванных разрешить энергетическую проблему, есть использование солнечной и геотермальной энергии, энергии ветра, волн, приливов и даже добыча на Луне энергоресурсов в виде изотопа гелия-3, используемого в качестве топлива для термоядерных электростанций. Здесь следует заметить, что внедрение тех или иных научных достижений зависит не только от их значимости и завершенности, но и от уровня технико-экономических возможностей той или иной страны. Сейчас трудно сказать, какой из проектов окажется более перспективным. Остановимся на микробиологических подходах к решению энергетической проблемы.</p><p>В главе 9 были рассмотрены микробиологические способы получения спирта, который затем используется дрожжами для биосинтеза белка. Однако этот же спирт можно использовать в качестве топлива для автомобильного транспорта. Хотя этиловый спирт по теплотворной способности уступает бензину, зато он превосходный антидетонатор, что позволяет получать в двигателях внутреннего сгорания б?льшую степень сжатия рабочей смеси и таким образом добиваться более высокого коэффициента полезного действия. Кроме того, бензин — это смесь различных углеводородов с температурой кипения от 38 до 185 °C, а спирт, как и любое индивидуальное химическое вещество, имеет строго определенную температуру кипения, что способствует стабильности работы двигателей.</p><p>Хотя спирт и кажется более дорогим продуктом, чем нефть, тем не менее цены на нефть растут, а на спирт падают благодаря разработке новых технологий с использованием дешевого сырья. Причем в некоторых случаях уже сейчас выгоднее на месте производить «дорогой» спирт, чем возить за тридевять земель «дешевую» нефть. Так и поступила Бразилия, закупив лицензию на получение спирта из растительного сырья. В 1977 г. в этой стране было произведено микробиологическим путем 1,5 млрд литров этилового спирта. К 1985 г. его производство возросло до 4–6 млрд литров. Сейчас в Бразилии около 300 фабрик по созданию биотоплива, которого в 2006 г. выработали 8 млрд литров и намерены увеличить его производство до 26 млрд литров.</p><p>Вслед за Бразилией, по праву считающейся лидером по производству биоэтанола, другие страны всерьез занялись этим направлением в энергетике. В США в 2009 г. вступила в строй одна из нескольких фабрик по производству этанола производительностью в 25 млн галлонов. Создаются новые научные центры, идут активные поиски новых источников растительного сырья. Так, British Petroleum 1 февраля 2007 г. объявила о создании Института биоэнергетики (Energy Bioscience Institute) стоимостью $500 млн. В США в штате Флорида строится экспериментальный завод по производству этанола из… кожуры апельсинов — отходов промышленного производства апельсинового сока. В Испании разработали методику получения биоэтанола из… оливковых косточек, которые составляют четверть массы оливок и при производстве в несколько миллионов тонн в год могут быть использованы как дешевый дополнительный источник сырья для производства биотоплива.</p><p>Здесь следует заметить, что использование растительных отходов более перспективно, чем применение для тех же целей зерна, так как не оказывает влияния на рост цен на продовольствие. Эксперты предполагают, что из 300 строящихся в США фабрик по производству биотоплива 225 будут работать на растительных отходах и только 75 — на кукурузном зерне. В России в городе Тулун Иркутской области построят завод по производству биобутанола. Сырьем будут служить отходы древесины.</p><p>Перспективы использования биотоплива уже оценили инвесторы. Один из самых богатых людей на Земле Билл Гейтс вкладывает значительные средства в развитие биотопливной энергетики. Даже нефтяные компании стали инвестировать деньги в эту новую отрасль. Упомянутая нами British Petroleum и компания DuPont заключили соглашение о производстве бутанола (это такой же спирт, как этанол, но с четырьмя атомами углерода вместо двух), который выделяет при сжигании больше энергии, и его получение из той же биомассы предпочтительнее. Нефтегазовый гигант ExxonMobil совместно с фирмой Synthetic Genomics, Inc., возглавляемой уже известным нам Крейгом Вентером, предполагает вложить около $1 млрд в проект по получению углеводородов из генно-модифицированных водорослей.</p><p>Однако микроорганизмы не только могут сбраживать сахар в спирт, как они это делают в виноделии, но и способны синтезировать его из неорганических соединений, в частности из  CO — окиси углерода. Она образуется в больших количествах при производстве стали, и ее превращают в этанол с помощью микроорганизмов. По расчетам фирмы Lanza Tech (Новая Зеландия), таким способом можно ежегодно получать около 50 млрд галлонов этанола.</p><p>Интересен и другой способ получения спирта из… использованных автомобильных покрышек. Их нагревают при высокой температуре (1900 °F) без доступа воздуха и получают водород и окись углерода. Образующиеся газы поступают в биореактор, где с помощью микроорганизмов превращаются в этанол. Завод, строящийся на основе этой технологии, будет производить 100 млн галлонов спирта в год.</p><p>Судя по темпам роста производства этанола, уже через несколько лет он может заменить от 20 до 30 % автомобильного топлива. К 2025 г. США планируют заменить этанолом около 75 % импортируемой нефти.</p> <p>Рассуждая о биотопливе, нельзя не вспомнить, что еще Г. Форд в 20-х гг. прошлого столетия называл спирт «горючим будущего». Кажется, это светлое будущее уже наступило. Однако у него есть свои темные стороны. Хотя углеводов для микробиологического синтеза спирта пока хватает, начинает давать о себе знать недостаток кислорода — необходимого компонента для получения энергии как из нефти и бензина, так и из спирта.</p><p>И действительно, в больших городах эта проблема в прямом смысле хватает людей за горло. В часы пик там просто нечем дышать. А наиболее предприимчивые дельцы того и гляди начнут, а кое-где уже начали торговать «на вынос и распивочно» пинтами и галлонами чистого воздуха.</p><p>Почему возник дефицит кислорода? Его естественный баланс, существующий и поддерживаемый в природе, в нашу промышленную эпоху дополнился новой и мощной статьей расхода свободного кислорода, идущего на многочисленные окислительные процессы, связанные с производственной деятельностью человека. Особенно много кислорода расходуется на сжигание угля, нефти и газа, и столь интенсивный расход, к сожалению, не компенсируется никакими другими процессами его получения.</p><p>Таким образом, хотя использование спирта в качестве горючего и основано на применении легко возобновляемых источников энергии, оно связано с серьезной экологической проблемой нехватки кислорода. Возможным ее решением является строительство атомных электростанций, которые не нуждаются ни в использовании традиционных энергоресурсов, ни в большом количестве кислорода. Однако получение атомной энергии связано с использованием урана, тория и других радиоактивных элементов, запасы которых, к сожалению, имеют предел, и, следовательно, такой способ может лишь отдалить наступление энергетического кризиса.</p><p>Неслучайно Ф. Жолио-Кюри, крупнейший французский ученый, посвятивший свою жизнь проблемам ядерной энергии, сам уповал на совершенно другой путь решения энергетической проблемы.</p><p>Следует заметить, что несмотря на освоение человеком различных источников энергии все они имеют общее «солнечное» происхождение. Так, каменный уголь представляет собой окаменевшие растительные остатки, т. е. ассимилированную когда-то солнечную энергию. На ней, по сути, работают мощные гидроэлектростанции. Энергия, которую мы ежедневно получаем с пищей, аналогичного происхождения. Словом, Солнце — праматерь всех известных видов энергии и, что самое интересное, само по себе является постоянно возобновляемым ее источником.</p><p>Солнечная энергия, приходящаяся на единицу освещаемой поверхности, в среднем по земному шару составляет 5,4 кВт ? ч/м<sup class="sup">2</sup> ежедневно. Это означает, что с поверхности площадью всего в 80 квадратных километров можно было бы получить столько же энергии, сколько человечество получает, используя все свои установки для ее производства. Возникает недоуменный вопрос: откуда же дефицит энергии при таком обилии? Буквально купаясь в океане энергии и постоянно испытывая все возрастающую нужду в ней, человечество напоминает мифического Тантала, стоящего по грудь в воде и несмотря на это обреченного на неутолимую жажду.</p><p>Действительно, океан солнечной энергии, омывающий Землю, огромен. Но это рассеянная энергия, и при попытках сконцентрировать ее она как бы уходит сквозь пальцы, если под ними подразумевать улавливающие и преобразующие устройства. Переход солнечной энергии в тепловую с последующим ее преобразованием в механическую и, наконец, механической в электрическую связан с большими потерями на каждой стадии, что обуславливает низкий КПД энергоустановок. Кстати, это чревато и серьезными экологическими проблемами. Ведь энергия, выделяющаяся в виде тепла в процессе перехода из одного ее вида в другой, способствует тепловому заражению атмосферы, что в конце концов может привести к перегреву всей системы Земли и вызвать множество предсказуемых и непредсказуемых негативных последствий.</p><p>Каким же образом миновать все эти многочисленные переходы и получить электрическую энергию непосредственно из солнечной? Примером такого устройства является фотоэлемент.</p><p>Что он собой представляет? Это тонкая пластинка, к которой припаяны электрические контакты, и когда она освещена, на них появляется разность потенциалов. Если соединить достаточное количество таких пластинок, то можно привести в действие любой электрический прибор. Батарея фотоэлементов с достаточно большой мощностью могла бы обеспечить, как мы уже писали выше, все энергетические потребности человечества. Вот вам и решение проблемы.</p><p>Однако до этого еще далеко. Прежде всего, стоимость фотоэлементов пока еще очень велика, поэтому по сравнению с традиционными способами один киловатт электроэнергии, полученный с их помощью, обходится значительно дороже.</p><p>Вот почему пока еще мы вынуждены улавливать рассеянную солнечную энергию зелеными листьями растений, выращивая их на огромных площадях. Этот процесс усвоения энергии, протекающий с участием специфического вещества хлорофилла, называется фотосинтезом. Его суть упрощенно заключается в образовании углеводов и может быть выражена следующим уравнением:</p> <p>CO<sub class="sup">2</sub> + H<sub class="sup">2</sub>O = CH<sub class="sup">2</sub>O + O<sub class="sup">2</sub></p> <p>С помощью изотопного анализа было показано, что в процессе фотосинтеза происходит расщепление молекулы воды на водород и гидроксил. Однако известно, что этот процесс требует значительных затрат энергии. Откуда же она берется? Поглощая кванты солнечного света, молекула хлорофилла переходит в возбужденное состояние и затем «отдает» электрон. В результате образуется активированный водород, который, соединяясь с молекулой углекислого газа, образует молекулу углевода.</p><p>Таким образом, упрощенно можно представить процесс фотосинтеза как перенос водорода от молекулы воды к молекуле углекислого газа с образованием углеводов. В определенных условиях и при участии специального фермента — гидрогеназы — из активированного водорода может быть получен молекулярный водород, а не углеводы. Накопленный таким образом водород можно использовать как топливо (по энергоемкости этот химический элемент в пересчете на единицу веса превосходит нефть в 3,3 раза). Если бы такой процесс удалось осуществить с помощью солнечной энергии, то мы бы приобрели практически неограниченные запасы универсального топлива.</p> <p>По существу, «водородный» путь использования солнечной энергии может быть представлен двумя реакциями:</p><p>1) 2H<sub class="sup">2</sub>O <sup class="sup">солнечная энергия, хлорофилл</sup>? 2H<sub class="sup">2</sub> + О<sub class="sup">2</sub>;</p><p>2) 2H<sub class="sup">2</sub> + O<sub class="sup">2</sub> ? 2H<sub class="sup">2</sub>O + энергия.</p><p>В первой реакции солнечная энергия используется для получения водорода, а во второй энергия, выделяющаяся при его сгорании, может быть реализована в виде топлива с последующим превращением в другие виды энергии. Из приведенных уравнений видно, что такой путь ее получения не нуждается в дополнительном кислороде, так как этот химический элемент, необходимый для сжигания водорода, образуется как побочный продукт получения водорода. Кроме того, водородная энергетика обладает огромным преимуществом с точки зрения экологии, поскольку единственным продуктом сгорания водорода является… вода! Именно полученную в результате такого процесса воду пили американские космонавты во время полета на Луну.</p><p>«Но при чем здесь микроорганизмы?» — спросите вы. Дело в том, что в клеточных мембранах бактерий обнаружен пурпурный пигмент, способный так же, как и хлорофилл, улавливать солнечную энергию.</p><p>Этот пигмент — бактериохлорофилл — удивительное вещество сродни хлорофиллу. Об этом говорит и его название. Поскольку он является частью микробной биомассы, бактериохлорофилл легко накопить в довольно больших количествах. Процесс его выделения не представляет больших трудностей. Однако даже выделенный в «мягких», как принято говорить, условиях, нативный бактериохлорофилл может осуществлять интересующий нас процесс непродолжительное время. Оторванный от своей «матери-бактерии», он, подобно мифическому Антею в железных объятиях Геракла, довольно быстро теряет силы под действием различных повреждающих факторов. Следовательно, необходимо не только получить и выделить этот важный продукт бактериального биосинтеза, но и как-то стабилизировать, задержать его разложение. Надо сказать, что опыт такого рода работ в микробиологии уже имеется. Есть даже такое понятие, как иммобилизация. И приложимо оно ко многим сторонам микробиологической технологии. Так, есть иммобилизованные ферменты, иммобилизованные субклеточные частицы и даже иммобилизованные микробные клетки.</p><p>Попытаемся очень схематично объяснить суть процесса иммобилизации и возникающей при этом стабильности. Выделенная для иммобилизации структура обычно имеет одно или несколько слабых мест, с которых начинается процесс распада, деструкции.</p><p>Если эти места каким-то образом защитить, то стабильность, естественно, повысится. В этом суть одного из направлений иммобилизации: прикрыв активные участки структуры каким-нибудь инертным веществом, мы в целом сохраняем ее от губительного воздействия нежелательных деструктивных факторов, будь то какие-то активные химические вещества или в простейшем случае кислород. Естественно, что при этом защита, или экранизация не должна затрагивать функциональные группы стабилизируемой структуры, фермента или даже целой клетки.</p><p>Не вдаваясь в детали процесса иммобилизации и особенностей иммобилизованных структур, скажем только, что их стабильность возрастает в десятки раз, а время полужизни, т. е. время, в течение которого биохимическая активность таких структур уменьшается на 50 %, достигает значительных величин, измеряемых месяцами или даже годами.</p><p>Такая модифицированная система обладает большой стабильностью и вместе с фотосинтетическим аппаратом может служить источником получения фотоводорода.</p><p>Дальнейшее использование водорода практически не отличается от применения традиционных видов топлива и связано с переходом химической энергии в тепловую, тепловой — в механическую и механической — в электрическую. Такой многостадийный путь приводит к довольно низкому КПД высокоэффективного топлива.</p><p>Нельзя ли каким-либо образом миновать промежуточные стадии и осуществить прямое превращение химической энергии водорода в электрическую? Собственно говоря, одностадийный переход химической энергии в другие ее виды постоянно осуществляется на наших глазах (и с достаточно высоким КПД!) биохимической «машиной» клетки в результате проведения последовательных скоординированных реакций, протекающих с участием большого числа ферментов.</p><p>Попытки осуществить этот процесс в технических устройствах привели к созданию топливных элементов — устройств, в которых осуществляется прямое преобразование химической энергии в электрическую. В топливном элементе отсутствует промежуточная стадия преобразования химической энергии в тепловую, и поэтому его КПД может достигать 65–70 %.</p><p>Топливные элементы отличаются безотходностью, автономностью и компактностью. Кроме того, их преимуществом являются бесшумность и возможность использования различных видов топлива, таких как водород, метан, легкие углеводороды, метанол, этанол и др. С помощью топливных элементов можно создавать установки различной мощности, изменяя число рабочих модулей. Однако они имеют ряд технических несовершенств, что сдерживает их применение несмотря на огромные преимущества перед другими способами получения электрической энергии.</p><p>Одной и, может быть, самой существенной трудностью, стоящей на пути внедрения топливных элементов, является создание микропористого материала, способного обеспечить межфазовый контакт между газом, жидкостью и твердым телом, в зоне которого, собственно, и происходит обмен электронов, или так называемое холодное горение.</p><p>Создание таких структур — довольно трудное дело, но и, уже созданные, они зачастую теряют свои свойства в процессе эксплуатации. Кстати, именно этим объясняется короткое время их функционирования.</p><p>Между тем подобные структуры имеются в микробной, как, впрочем, и в любой другой живой клетке. Возникает простая мысль использовать их при конструировании топливных элементов. Эти биологические структуры — биологические мембраны обладают одновременно и гидрофильными, и гидрофобными свойствами. В них не происходит замокания гидрофобных участков в процессе эксплуатации, что обеспечивает надежность и длительность их функционирования.</p><p>Пока что трудно предугадать, что предпочтут конструкторы топливных элементов: создавать новые эффективные способы получения гидрофобно-гидрофильных структур или стабилизировать «старые», созданные природой.</p><p>Но по какому бы пути ни пошло развитие топливных элементов — техническому или биотехнологическому, для их работы нужно сырье, и здесь первое слово принадлежит микробиологии, так как с ее помощью можно легко производить горючее для топливных элементов, например метан, метанол, этанол и, конечно, водород.</p> <p>Кстати сказать, последний можно получать с помощью некоторых микроорганизмов, используя в качестве сырья глюкозу. Пока это экономически невыгодно. Но возможны и новые подходы к получению сахаров, что позволит сделать производство водорода таким способом рентабельным. Так, американский патент 4 480 035 предлагает использовать отходы древесины для получения обогащенных глюкозой сред, на которых можно вырастить водородообразующие микроорганизмы <em>Citrobacter freundii</em> или <em>Enterobacter aerogenes</em>, производящие до 60 % водорода.</p><p>Не следует считать, что работы над топливными элементами находятся на уровне патентных заявок. Французские исследователи создали водородный топливный элемент, который станет частью гибридной системы питания сотовых телефонов. По размерам он не больше зажигалки. Компания Sony продемонстрировала гибридный топливный элемент, обеспечивающий энергией мобильное видео в течение 14 часов. Компания Sharp представила новый топливный элемент, работающий на метаноле, мощность которого в семь (!) раз выше ранее разработанных аналогов, а габариты сопоставимы с литиевыми батареями.</p><p>Топливные элементы могут быть использованы не только для таких маломощных устройств, как перечисленные выше. Уже проходят технические испытания автомобили и автобусы, работающие на топливных элементах. В 2008 г. в США состоялся автопробег автомобилей, использующих в качестве топлива водород. Более того, «первые ласточки» уже появились и в небе. В октябре 2008 г. немецкое Агентство по аэронавтике объявило о проведении испытаний самолета с топливными элементами. Разумеется, речь идет не о замене турбовинтовых двигателей, но как минимум электроснабжение систем управления авиалайнера будет обеспечиваться топливными элементами.</p><p>Описанные нами возможности и успехи микробиологии в решении энергетических проблем находятся в различных фазах научной разработки и реализации. Помимо дальнейшего совершенствования этих устройств понадобятся еще значительные усилия, чтобы соединить их в единую технологическую схему для получения и использования энергии.</p><p>И кто знает, не здесь ли, на стыке стабилизированных биоструктур и водородной энергетики, будет найдено решение энергетических проблем, стоящих перед человечеством?</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава 26 Микробы вытесняют бензин Глава 26 Микробы вытесняют бензин …Я считаю, что подлинный переворот в энергетике произойдет только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу, или даже более высокого качества. Ф. Жолио-Кюри Человеку нужна энергия для всего, чем он занимается, вплоть до самого факта его существования. Повышение жизненного уровня, дальнейшее развитие промышленности и сельского хозяйства требуют все больше и больше энергии. Только за последние 100 лет мощности установок по ее получению возросли в 1000 раз. Остается надеяться, что в дальнейшем энергетические потребности человечества будут возрастать не так стремительно. Предварительный прогноз на ближайшие 20 лет предполагает двукратное увеличение потребности в энергии. Между тем расчеты показывают, что уже в ближайшие годы традиционных энергоресурсов, таких как уголь, нефть и газ, окажется недостаточно для удовлетворения растущих потребностей человечества. Так возникла еще одна проблема нашего времени — энергетическая. Возьмем для примера автомобильный транспорт. Используемая им энергия составляет около половины всего ее количества, потребляемого в настоящее время человечеством. Подумайте только: во всем мире сейчас существует 800 млн автомобилей, и по расчетам, к 2035 г. их число увеличится до 3 млрд! И вся эта прорва двигателей внутреннего сгорания поглощает массу энергии. Причем поглощает нерационально. Но дело не только в этом. Автомобильный транспорт использует продукты крекинга нефти — бензин, керосин, дизельное топливо — уникальные вещества, которые, конечно, выгоднее использовать не в качестве горючего. Еще Д. И. Менделеев говорил, что жечь каменный уголь или нефть — то же самое, что топить ассигнациями. Помимо этого, сжигание бензина и других видов топлива в двигателях внутреннего сгорания приводит к серьезному загрязнению воздуха выхлопными газами. Но несмотря на это запретить использование автотранспорта не под силу никакому правительству, и нехватка топлива, по выражению одного из комментаторов, — это нехватка навсегда. Нужны новые виды горючего, новые источники энергии. Суть охватившего нашу планету кризиса заключается в том, что до сих пор человечество использует в основном невозобновляемые источники энергии, такие как каменный уголь, нефть и газ, запасы которых не бесконечны. Конечно, они еще долго будут служить людям. Но уже сегодня во многих странах пытаются найти возобновляемые источники энергии, и таким поиском заняты ученые многих специальностей. По их расчетам, уже к 2100 г. в США альтернативные источники энергии будут удовлетворять 90 % всех потребностей страны. Среди проектов, призванных разрешить энергетическую проблему, есть использование солнечной и геотермальной энергии, энергии ветра, волн, приливов и даже добыча на Луне энергоресурсов в виде изотопа гелия-3, используемого в качестве топлива для термоядерных электростанций. Здесь следует заметить, что внедрение тех или иных научных достижений зависит не только от их значимости и завершенности, но и от уровня технико-экономических возможностей той или иной страны. Сейчас трудно сказать, какой из проектов окажется более перспективным. Остановимся на микробиологических подходах к решению энергетической проблемы. В главе 9 были рассмотрены микробиологические способы получения спирта, который затем используется дрожжами для биосинтеза белка. Однако этот же спирт можно использовать в качестве топлива для автомобильного транспорта. Хотя этиловый спирт по теплотворной способности уступает бензину, зато он превосходный антидетонатор, что позволяет получать в двигателях внутреннего сгорания б?льшую степень сжатия рабочей смеси и таким образом добиваться более высокого коэффициента полезного действия. Кроме того, бензин — это смесь различных углеводородов с температурой кипения от 38 до 185 °C, а спирт, как и любое индивидуальное химическое вещество, имеет строго определенную температуру кипения, что способствует стабильности работы двигателей. Хотя спирт и кажется более дорогим продуктом, чем нефть, тем не менее цены на нефть растут, а на спирт падают благодаря разработке новых технологий с использованием дешевого сырья. Причем в некоторых случаях уже сейчас выгоднее на месте производить «дорогой» спирт, чем возить за тридевять земель «дешевую» нефть. Так и поступила Бразилия, закупив лицензию на получение спирта из растительного сырья. В 1977 г. в этой стране было произведено микробиологическим путем 1,5 млрд литров этилового спирта. К 1985 г. его производство возросло до 4–6 млрд литров. Сейчас в Бразилии около 300 фабрик по созданию биотоплива, которого в 2006 г. выработали 8 млрд литров и намерены увеличить его производство до 26 млрд литров. Вслед за Бразилией, по праву считающейся лидером по производству биоэтанола, другие страны всерьез занялись этим направлением в энергетике. В США в 2009 г. вступила в строй одна из нескольких фабрик по производству этанола производительностью в 25 млн галлонов. Создаются новые научные центры, идут активные поиски новых источников растительного сырья. Так, British Petroleum 1 февраля 2007 г. объявила о создании Института биоэнергетики (Energy Bioscience Institute) стоимостью $500 млн. В США в штате Флорида строится экспериментальный завод по производству этанола из… кожуры апельсинов — отходов промышленного производства апельсинового сока. В Испании разработали методику получения биоэтанола из… оливковых косточек, которые составляют четверть массы оливок и при производстве в несколько миллионов тонн в год могут быть использованы как дешевый дополнительный источник сырья для производства биотоплива. Здесь следует заметить, что использование растительных отходов более перспективно, чем применение для тех же целей зерна, так как не оказывает влияния на рост цен на продовольствие. Эксперты предполагают, что из 300 строящихся в США фабрик по производству биотоплива 225 будут работать на растительных отходах и только 75 — на кукурузном зерне. В России в городе Тулун Иркутской области построят завод по производству биобутанола. Сырьем будут служить отходы древесины. Перспективы использования биотоплива уже оценили инвесторы. Один из самых богатых людей на Земле Билл Гейтс вкладывает значительные средства в развитие биотопливной энергетики. Даже нефтяные компании стали инвестировать деньги в эту новую отрасль. Упомянутая нами British Petroleum и компания DuPont заключили соглашение о производстве бутанола (это такой же спирт, как этанол, но с четырьмя атомами углерода вместо двух), который выделяет при сжигании больше энергии, и его получение из той же биомассы предпочтительнее. Нефтегазовый гигант ExxonMobil совместно с фирмой Synthetic Genomics, Inc., возглавляемой уже известным нам Крейгом Вентером, предполагает вложить около $1 млрд в проект по получению углеводородов из генно-модифицированных водорослей. Однако микроорганизмы не только могут сбраживать сахар в спирт, как они это делают в виноделии, но и способны синтезировать его из неорганических соединений, в частности из CO — окиси углерода. Она образуется в больших количествах при производстве стали, и ее превращают в этанол с помощью микроорганизмов. По расчетам фирмы Lanza Tech (Новая Зеландия), таким способом можно ежегодно получать около 50 млрд галлонов этанола. Интересен и другой способ получения спирта из… использованных автомобильных покрышек. Их нагревают при высокой температуре (1900 °F) без доступа воздуха и получают водород и окись углерода. Образующиеся газы поступают в биореактор, где с помощью микроорганизмов превращаются в этанол. Завод, строящийся на основе этой технологии, будет производить 100 млн галлонов спирта в год. Судя по темпам роста производства этанола, уже через несколько лет он может заменить от 20 до 30 % автомобильного топлива. К 2025 г. США планируют заменить этанолом около 75 % импортируемой нефти. Рассуждая о биотопливе, нельзя не вспомнить, что еще Г. Форд в 20-х гг. прошлого столетия называл спирт «горючим будущего». Кажется, это светлое будущее уже наступило. Однако у него есть свои темные стороны. Хотя углеводов для микробиологического синтеза спирта пока хватает, начинает давать о себе знать недостаток кислорода — необходимого компонента для получения энергии как из нефти и бензина, так и из спирта. И действительно, в больших городах эта проблема в прямом смысле хватает людей за горло. В часы пик там просто нечем дышать. А наиболее предприимчивые дельцы того и гляди начнут, а кое-где уже начали торговать «на вынос и распивочно» пинтами и галлонами чистого воздуха. Почему возник дефицит кислорода? Его естественный баланс, существующий и поддерживаемый в природе, в нашу промышленную эпоху дополнился новой и мощной статьей расхода свободного кислорода, идущего на многочисленные окислительные процессы, связанные с производственной деятельностью человека. Особенно много кислорода расходуется на сжигание угля, нефти и газа, и столь интенсивный расход, к сожалению, не компенсируется никакими другими процессами его получения. Таким образом, хотя использование спирта в качестве горючего и основано на применении легко возобновляемых источников энергии, оно связано с серьезной экологической проблемой нехватки кислорода. Возможным ее решением является строительство атомных электростанций, которые не нуждаются ни в использовании традиционных энергоресурсов, ни в большом количестве кислорода. Однако получение атомной энергии связано с использованием урана, тория и других радиоактивных элементов, запасы которых, к сожалению, имеют предел, и, следовательно, такой способ может лишь отдалить наступление энергетического кризиса. Неслучайно Ф. Жолио-Кюри, крупнейший французский ученый, посвятивший свою жизнь проблемам ядерной энергии, сам уповал на совершенно другой путь решения энергетической проблемы. Следует заметить, что несмотря на освоение человеком различных источников энергии все они имеют общее «солнечное» происхождение. Так, каменный уголь представляет собой окаменевшие растительные остатки, т. е. ассимилированную когда-то солнечную энергию. На ней, по сути, работают мощные гидроэлектростанции. Энергия, которую мы ежедневно получаем с пищей, аналогичного происхождения. Словом, Солнце — праматерь всех известных видов энергии и, что самое интересное, само по себе является постоянно возобновляемым ее источником. Солнечная энергия, приходящаяся на единицу освещаемой поверхности, в среднем по земному шару составляет 5,4 кВт ? ч/м2 ежедневно. Это означает, что с поверхности площадью всего в 80 квадратных километров можно было бы получить столько же энергии, сколько человечество получает, используя все свои установки для ее производства. Возникает недоуменный вопрос: откуда же дефицит энергии при таком обилии? Буквально купаясь в океане энергии и постоянно испытывая все возрастающую нужду в ней, человечество напоминает мифического Тантала, стоящего по грудь в воде и несмотря на это обреченного на неутолимую жажду. Действительно, океан солнечной энергии, омывающий Землю, огромен. Но это рассеянная энергия, и при попытках сконцентрировать ее она как бы уходит сквозь пальцы, если под ними подразумевать улавливающие и преобразующие устройства. Переход солнечной энергии в тепловую с последующим ее преобразованием в механическую и, наконец, механической в электрическую связан с большими потерями на каждой стадии, что обуславливает низкий КПД энергоустановок. Кстати, это чревато и серьезными экологическими проблемами. Ведь энергия, выделяющаяся в виде тепла в процессе перехода из одного ее вида в другой, способствует тепловому заражению атмосферы, что в конце концов может привести к перегреву всей системы Земли и вызвать множество предсказуемых и непредсказуемых негативных последствий. Каким же образом миновать все эти многочисленные переходы и получить электрическую энергию непосредственно из солнечной? Примером такого устройства является фотоэлемент. Что он собой представляет? Это тонкая пластинка, к которой припаяны электрические контакты, и когда она освещена, на них появляется разность потенциалов. Если соединить достаточное количество таких пластинок, то можно привести в действие любой электрический прибор. Батарея фотоэлементов с достаточно большой мощностью могла бы обеспечить, как мы уже писали выше, все энергетические потребности человечества. Вот вам и решение проблемы. Однако до этого еще далеко. Прежде всего, стоимость фотоэлементов пока еще очень велика, поэтому по сравнению с традиционными способами один киловатт электроэнергии, полученный с их помощью, обходится значительно дороже. Вот почему пока еще мы вынуждены улавливать рассеянную солнечную энергию зелеными листьями растений, выращивая их на огромных площадях. Этот процесс усвоения энергии, протекающий с участием специфического вещества хлорофилла, называется фотосинтезом. Его суть упрощенно заключается в образовании углеводов и может быть выражена следующим уравнением: CO2 + H2O = CH2O + O2 С помощью изотопного анализа было показано, что в процессе фотосинтеза происходит расщепление молекулы воды на водород и гидроксил. Однако известно, что этот процесс требует значительных затрат энергии. Откуда же она берется? Поглощая кванты солнечного света, молекула хлорофилла переходит в возбужденное состояние и затем «отдает» электрон. В результате образуется активированный водород, который, соединяясь с молекулой углекислого газа, образует молекулу углевода. Таким образом, упрощенно можно представить процесс фотосинтеза как перенос водорода от молекулы воды к молекуле углекислого газа с образованием углеводов. В определенных условиях и при участии специального фермента — гидрогеназы — из активированного водорода может быть получен молекулярный водород, а не углеводы. Накопленный таким образом водород можно использовать как топливо (по энергоемкости этот химический элемент в пересчете на единицу веса превосходит нефть в 3,3 раза). Если бы такой процесс удалось осуществить с помощью солнечной энергии, то мы бы приобрели практически неограниченные запасы универсального топлива. По существу, «водородный» путь использования солнечной энергии может быть представлен двумя реакциями: 1) 2H2O солнечная энергия, хлорофилл? 2H2 + О2; 2) 2H2 + O2 ? 2H2O + энергия. В первой реакции солнечная энергия используется для получения водорода, а во второй энергия, выделяющаяся при его сгорании, может быть реализована в виде топлива с последующим превращением в другие виды энергии. Из приведенных уравнений видно, что такой путь ее получения не нуждается в дополнительном кислороде, так как этот химический элемент, необходимый для сжигания водорода, образуется как побочный продукт получения водорода. Кроме того, водородная энергетика обладает огромным преимуществом с точки зрения экологии, поскольку единственным продуктом сгорания водорода является… вода! Именно полученную в результате такого процесса воду пили американские космонавты во время полета на Луну. «Но при чем здесь микроорганизмы?» — спросите вы. Дело в том, что в клеточных мембранах бактерий обнаружен пурпурный пигмент, способный так же, как и хлорофилл, улавливать солнечную энергию. Этот пигмент — бактериохлорофилл — удивительное вещество сродни хлорофиллу. Об этом говорит и его название. Поскольку он является частью микробной биомассы, бактериохлорофилл легко накопить в довольно больших количествах. Процесс его выделения не представляет больших трудностей. Однако даже выделенный в «мягких», как принято говорить, условиях, нативный бактериохлорофилл может осуществлять интересующий нас процесс непродолжительное время. Оторванный от своей «матери-бактерии», он, подобно мифическому Антею в железных объятиях Геракла, довольно быстро теряет силы под действием различных повреждающих факторов. Следовательно, необходимо не только получить и выделить этот важный продукт бактериального биосинтеза, но и как-то стабилизировать, задержать его разложение. Надо сказать, что опыт такого рода работ в микробиологии уже имеется. Есть даже такое понятие, как иммобилизация. И приложимо оно ко многим сторонам микробиологической технологии. Так, есть иммобилизованные ферменты, иммобилизованные субклеточные частицы и даже иммобилизованные микробные клетки. Попытаемся очень схематично объяснить суть процесса иммобилизации и возникающей при этом стабильности. Выделенная для иммобилизации структура обычно имеет одно или несколько слабых мест, с которых начинается процесс распада, деструкции. Если эти места каким-то образом защитить, то стабильность, естественно, повысится. В этом суть одного из направлений иммобилизации: прикрыв активные участки структуры каким-нибудь инертным веществом, мы в целом сохраняем ее от губительного воздействия нежелательных деструктивных факторов, будь то какие-то активные химические вещества или в простейшем случае кислород. Естественно, что при этом защита, или экранизация не должна затрагивать функциональные группы стабилизируемой структуры, фермента или даже целой клетки. Не вдаваясь в детали процесса иммобилизации и особенностей иммобилизованных структур, скажем только, что их стабильность возрастает в десятки раз, а время полужизни, т. е. время, в течение которого биохимическая активность таких структур уменьшается на 50 %, достигает значительных величин, измеряемых месяцами или даже годами. Такая модифицированная система обладает большой стабильностью и вместе с фотосинтетическим аппаратом может служить источником получения фотоводорода. Дальнейшее использование водорода практически не отличается от применения традиционных видов топлива и связано с переходом химической энергии в тепловую, тепловой — в механическую и механической — в электрическую. Такой многостадийный путь приводит к довольно низкому КПД высокоэффективного топлива. Нельзя ли каким-либо образом миновать промежуточные стадии и осуществить прямое превращение химической энергии водорода в электрическую? Собственно говоря, одностадийный переход химической энергии в другие ее виды постоянно осуществляется на наших глазах (и с достаточно высоким КПД!) биохимической «машиной» клетки в результате проведения последовательных скоординированных реакций, протекающих с участием большого числа ферментов. Попытки осуществить этот процесс в технических устройствах привели к созданию топливных элементов — устройств, в которых осуществляется прямое преобразование химической энергии в электрическую. В топливном элементе отсутствует промежуточная стадия преобразования химической энергии в тепловую, и поэтому его КПД может достигать 65–70 %. Топливные элементы отличаются безотходностью, автономностью и компактностью. Кроме того, их преимуществом являются бесшумность и возможность использования различных видов топлива, таких как водород, метан, легкие углеводороды, метанол, этанол и др. С помощью топливных элементов можно создавать установки различной мощности, изменяя число рабочих модулей. Однако они имеют ряд технических несовершенств, что сдерживает их применение несмотря на огромные преимущества перед другими способами получения электрической энергии. Одной и, может быть, самой существенной трудностью, стоящей на пути внедрения топливных элементов, является создание микропористого материала, способного обеспечить межфазовый контакт между газом, жидкостью и твердым телом, в зоне которого, собственно, и происходит обмен электронов, или так называемое холодное горение. Создание таких структур — довольно трудное дело, но и, уже созданные, они зачастую теряют свои свойства в процессе эксплуатации. Кстати, именно этим объясняется короткое время их функционирования. Между тем подобные структуры имеются в микробной, как, впрочем, и в любой другой живой клетке. Возникает простая мысль использовать их при конструировании топливных элементов. Эти биологические структуры — биологические мембраны обладают одновременно и гидрофильными, и гидрофобными свойствами. В них не происходит замокания гидрофобных участков в процессе эксплуатации, что обеспечивает надежность и длительность их функционирования. Пока что трудно предугадать, что предпочтут конструкторы топливных элементов: создавать новые эффективные способы получения гидрофобно-гидрофильных структур или стабилизировать «старые», созданные природой. Но по какому бы пути ни пошло развитие топливных элементов — техническому или биотехнологическому, для их работы нужно сырье, и здесь первое слово принадлежит микробиологии, так как с ее помощью можно легко производить горючее для топливных элементов, например метан, метанол, этанол и, конечно, водород. Кстати сказать, последний можно получать с помощью некоторых микроорганизмов, используя в качестве сырья глюкозу. Пока это экономически невыгодно. Но возможны и новые подходы к получению сахаров, что позволит сделать производство водорода таким способом рентабельным. Так, американский патент 4 480 035 предлагает использовать отходы древесины для получения обогащенных глюкозой сред, на которых можно вырастить водородообразующие микроорганизмы Citrobacter freundii или Enterobacter aerogenes, производящие до 60 % водорода. Не следует считать, что работы над топливными элементами находятся на уровне патентных заявок. Французские исследователи создали водородный топливный элемент, который станет частью гибридной системы питания сотовых телефонов. По размерам он не больше зажигалки. Компания Sony продемонстрировала гибридный топливный элемент, обеспечивающий энергией мобильное видео в течение 14 часов. Компания Sharp представила новый топливный элемент, работающий на метаноле, мощность которого в семь (!) раз выше ранее разработанных аналогов, а габариты сопоставимы с литиевыми батареями. Топливные элементы могут быть использованы не только для таких маломощных устройств, как перечисленные выше. Уже проходят технические испытания автомобили и автобусы, работающие на топливных элементах. В 2008 г. в США состоялся автопробег автомобилей, использующих в качестве топлива водород. Более того, «первые ласточки» уже появились и в небе. В октябре 2008 г. немецкое Агентство по аэронавтике объявило о проведении испытаний самолета с топливными элементами. Разумеется, речь идет не о замене турбовинтовых двигателей, но как минимум электроснабжение систем управления авиалайнера будет обеспечиваться топливными элементами. Описанные нами возможности и успехи микробиологии в решении энергетических проблем находятся в различных фазах научной разработки и реализации. Помимо дальнейшего совершенствования этих устройств понадобятся еще значительные усилия, чтобы соединить их в единую технологическую схему для получения и использования энергии. И кто знает, не здесь ли, на стыке стабилизированных биоструктур и водородной энергетики, будет найдено решение энергетических проблем, стоящих перед человечеством?
true
Недостающее звено
Иди Мейтленд
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава шестая Оружие и орудия</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава шестая</p> <p>Оружие и орудия</p> <p>Что толку овцам выносить резолюции о пользе вегетарианства, если волк остается при особом мнении.</p> <p>Настоятель Инг (1860–1954)</p> <p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21_img027f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Пять молодых львов поднимаются из травы. Сейчас они начнут подкрадываться к приближающимся антилопам. Возможно, этот охотничий прием использовали и предшественники человека — австралопитеки</em></p><p></p><p>В течение долгих лет, проведенных в Гомбе-Стрим, Джейн и Гуго ван Лавик-Гудолл видели, как дряхлели и умирали некоторые их друзья среди шимпанзе старшего поколения, как недавние подростки прокладывали себе путь к доминирующему положению в группе, как рождались новые детеныши. Тем временем и у них родился сын, которого они прозвали Лакомкой и еще младенцем взяли с собой в Танзанию. С тех пор он не раз подолгу жил с родителями в Гомбе-Стрим. Но как ни привязана была Джейн Гудолл к своим шимпанзе, как ни уверена в привязанности многих из них, она в первые годы никогда не оставляла Лакомку одного, опасаясь, что какой-нибудь шимпанзе мимоходом схватит малыша и съест его.</p> <p>Она давно уже убедилась, что ее друзья время от времени едят мясо, а порой и охотятся. Впервые она заподозрила это, когда увидела, что шимпанзе возится на дереве с чем-то розовато-красным, а рядом сидят, просительно протянув руки, двое других. Оба они получили по кусочку чего-то, что оказалось, как она установила позже, тушкой поросенка речного кабана. Шимпанзе ели мясо! Для Джейн это было большой неожиданностью. В дальнейшем она не раз видела, как они ели мясо, и даже наблюдала, как они охотятся. Эти ее наблюдения подтвердили японские исследователи, которые начали изучать шимпанзе в Танзании в 1961 году.</p><p>Охотящегося шимпанзе, утверждает Джейн Гудолл, можно распознать сразу. Его поведение необычно: чувствуется какая-то целеустремленность, напряженность, сосредоточенность, которые вызывают у остальных шимпанзе определенные реакции. Иногда они только внимательно следят за охотником, иногда же перебираются на соседние деревья, чтобы отрезать жертве — молодому павиану или какой-нибудь мелкой древесной обезьяне — путь к бегству. Несколько раз на вопли молодого павиана прибегали взрослые и кидались защищать его. В суматохе павианенку нередко удавалось спастись. Однако Джейн много раз видела, как шимпанзе ели павианьих детенышей, и пришла к выводу, что окрестные стада павианов платят им хотя и небольшую, но постоянную круглогодичную дань.</p><p>Мясо возбуждает шимпанзе и, несомненно, очень им нравится. Они жуют его долго и с наслаждением, обычно засунув в рот еще и горсть листьев. Просящие шимпанзе иногда получают комочки этой жвачки, а иногда удачливый охотник оделяет их кусочками мяса, отщипывая его от тушки. Любопытно, что обычная схема иерархии доминирования тут не действует. Шимпанзе, без колебания отбирающий спелый плод у сородича, стоящего на нижней ступени иерархической лестницы, никогда не покусится на добытое мясо. По-видимому, самый факт умерщвления дичи каким-то образом обеспечивает право на нее.</p><p>Открытие, что шимпанзе охотятся и едят мясо — причем делятся им, хотя нередко и без всякого желания, — имеет огромное значение для разработки гипотез о том, как охота и дележ добычи развивались у гоминидов. Теперь есть основание предположить, что эти особенности поведения были перенесены в саванну из леса. Нам больше не нужно ломать голову над тем, откуда у существа, чьи предки питались плодами, вдруг появился вкус к мясу, — просто это животное, подобно многим другим, уже давно предпочитало его. И для дальнейшего достаточно было благоприятных условий в новой среде обитания.</p><p>Развитие сельского хозяйства и бурный рост цивилизаций в последние пять-десять тысяч лет несколько завуалировали тот факт, что наши предки почти несомненно жили охотой и собирательством по меньшей мере миллион лет, а может быть, и два-три миллиона, Они настолько преуспели в этом, что многими нашими физическими особенностями и кое-какими наиболее глубинными эмоциональными чертами мы обязаны их долгой и успешной охотничьей карьере. В последние три миллиона лет своей эволюции, когда наши предки уже были двуногими гоминидами, они, вероятно, посвящали охоте 99 % свободного времени. Современный неохотничий образ жизни, который мы самодовольно считаем истинно "человеческим", превращается, таким образом, в этом эволюционном масштабе времени в один-единственный вздох из всех, сделанных за сутки.</p><p>Но прежде чем обратиться к оружию и орудиям для того, чтобы представить себе характер этой охоты, рассмотрим вкратце суть вопроса: что такое охота как образ жизни, каким путем и до какой степени могла она развиться в начальный период существования гоминидов.</p><p>Попробуем подойти к решению вопроса с позиции Джорджа Шаллера, который советует на время отвлечься от приматов и их поведения, и заняться животными других видов, рыскающими и охотящимися в африканской саванне. Шаллер пишет: "Поскольку экологические условия оказывают сильнейшее влияние на социальные структуры, (мне) представлялось, что имеет смысл сравнить гоминидов с животными, которые походят на них в экологическом отношении и совсем не обязательно в филогенетическом, — такими, как плотоядные общественные животные".</p><p>Социальные структуры… на которые воздействуют экологические условия? Ну, конечно же! Мы уже слышали об этом от Джона Крука, хотя и в несколько иной связи.</p><p>Но плотоядные общественные животные? Он, что же, имеет в виду львов?</p><p>Да, именно их. Пусть древнейшие гоминиды переселились из леса в саванну уже с зачатками прямохождения, использования орудий и употребления в пищу мяса. И все-таки для объяснения медленного развития этих особенностей, после того как гоминиды начали вести групповой образ жизни на открытых равнинах, следует рассмотреть образ жизни других плотоядных обитателей тех же открытых равнин.</p><p>Крупнейшие африканские хищники: львы, леопарды, гепарды, пятнистые гиены и гиеновые собаки — все, за исключением леопардов и гепардов, являются общественными животными, выработавшими две жизненно важные черты: они охотятся группами и делятся своей добычей.</p><p>Совместная охота дает много выгод — Шаллер насчитывает их целых пять, — которые обеспечивают группе заметное преимущество перед одиноким охотником. Во-первых, группа в среднем гораздо реже остается без добычи. Две и более пятнистых гиен, охотясь вместе, ловят намеченную жертву в три с лишним раза чаще, чем одна гиена. Во-вторых, группа способна справиться с крупной дичью, которую в одиночку не одолеть. Наиболее ярким тому примером служат, пожалуй, гиеновые собаки: стаей они одолевают зебр, весящих свыше 200 килограммов, хотя сами весят в среднем около 18 килограммов. В-третьих, добыча группы, как правило, съедается вся тут же на месте, ничто не пропадает зря. Одинокое животное, наевшись, остальное мясо волей-неволей оставляет до тех пор, пока не проголодается вновь. А к тому времени тушей могут завладеть другие хищники. Вот почему одинокий охотник леопард вынужден втаскивать свою добычу на дерево, подальше от гиен, шакалов и гиеновых собак. В-четвертых, группа может прибегнуть к тому, что Шаллер называет "разделением труда". Тут он приводит в пример гиеновую собаку, которая остается охранять щенят в логове, пока остальные охотятся; насытясь, они возвращаются и, срыгнув часть добытого мяса, кормят щенят, а также взрослого стража. И наоборот, один лев остается возле недоеденной туши в качестве сторожа, пока не подойдут остальные члены прайда. И наконец, так сказать, "право силы". В саванне существует своя иерархия силы, определяющаяся размерами и весом хищника: верхнюю ступень занимает лев, затем леопард, далее следуют гиена и гиеновая собака. Однако численность нередко дает преимущество перед ростом и весом. Фотография на показывает, насколько тщетны отчаянные попытки львицы отогнать от растерзанной туши жирафа десяток голодных гиен.</p> <p>К этим пяти преимуществам я добавил бы еще одно, которое Шаллер не включил в свой список, хотя прекрасно о нем знает, да, собственно, и подразумевает как одно из условий групповой охоты. Я имею в виду широкий выбор охотничьих приемов, который открывается перед группой. Такова, например, своего рода погоня с подставами, которую применяют гиеновые собаки. Взрослое животное в одиночку или в паре с другим начинает травлю и бежит за намеченной жертвой, не давая ей остановиться. Поскольку зебра или антилопа, убегая, обычно описывает широкий круг, остальные собаки продолжают неторопливо трусить позади, внимательно следя за происходящим, а затем в нужный момент кидаются наперерез добыче и приканчивают ее. Еще пример: львы прекрасно умеют гнать добычу по направлению к прячущимся в засаде партнерам по охоте. С не меньшей сноровкой они ее окружают, так что, куда бы намеченная жертва ни повернула, ее встречает лев. Охотящейся группе иногда удается загнать дичь в тупик — на узкий мыс, в болото, на берег реки или в ущелье, откуда нет выхода. Гоминиды за миллионы лет своей охотничьей карьеры использовали все эти приемы.</p><p>Второй важнейший аспект группового поведения хищников состоит в том, что они делят добычу между собой. Правда, львы рычат, дерутся, иногда даже убивают друг друга возле туши (что указывает на неполную эволюцию группового поведения: они научились сотрудничать во время охоты, но не за пиршественным столом), однако гиены и гиеновые собаки ведут себя гораздо пристойнее. Гиеновые собаки в этом отношении чрезвычайно щепетильны. Молодые животные в стае бегут медленнее взрослых и, естественно, поспевают к добыче последними. Взрослые собаки, как правило, ограничиваются двумя-тремя кусочками, затем отходят и ждут, пока не насытятся молодые, и только тогда приступают к еде по-настоящему. Иногда к этому моменту от туши не остается почти ничего, и, оставшись голодными, они вынуждены вновь отправляться на охоту, но забота о молодом поколении очень важна для вида, у которого смертность среди взрослых особей, по-видимому, весьма высока. Пока щенки гиеновой собаки еще настолько малы, что не способны следовать за стаей и вынуждены оставаться в логове, они покусывают и тыкают возвратившихся охотников в уголки пасти, и те отрыгивают мясо. Одна охромевшая собака, которая не могла следовать за стаей, прибегла к тому же способу и тоже получала отрыгнутое мясо, то есть осталась в живых благодаря помощи других членов стаи.</p><p>Итак, сотрудничество и дележ добычи приносят плотоядным общественным животным большие выгоды. Те же выгоды мог обрести и гоминид, дерзнувший уйти от леса в открытую саванну. Чем дальше он заходит в саванну, тем больше у него шансов наткнуться на мелкую добычу, такую, как зайцы, неоперившиеся птенцы и новорожденные телята антилоп и других крупных травоядных. И не только стремление ловить и убивать этих существ будет в нем расти и укрепляться, но и — что даже еще важнее — у него появится стимул высматривать их, а также думать о том, где и как их искать. Постепенно он будет дерзать на большее, осознав, что в силах справиться с покалеченными и старыми животными и более крупных видов. Но чем крупнее дичь, тем настоятельнее потребность в сотрудничестве. В результате успешного сотрудничества он добывает больше мяса, а это открывает возможность и создает побуждение делиться добычей.</p><p>Тут снова начинает действовать положительная обратная связь. Чем больше пользы приносит данная форма поведения животному с мозгом, достаточно развитым, чтобы запоминать и в каких-то пределах свободно выбирать между теми или иными действиями, тем вероятнее, что оно попробует повторить действия, оказавшиеся удачными в прошлом. Каждая удачная охота усиливает стремление разыскивать новую добычу. Джейн Гудолл наблюдала это явление, изучая то нарастающую, то идущую на убыль зачаточную охотничью деятельность у шимпанзе Гомбе-Стрим. Случайно схваченный павиан вызывает прилив охотничьей энергии. Но шимпанзе плохие охотники — они слишком сильно возбуждаются и без толку суетятся, а потому последующие фиаско вскоре охлаждают их энтузиазм, тем более что вокруг вполне достаточно всякой другой пищи. И охота быстро "выходит из моды" до тех пор, пока новая случайная удача не возродит угасший интерес.</p><p>Не исключено, что в саванне, где гоминидов стимулировали более частые успехи, а может быть, и прямая необходимость с помощью охоты и поисков падали возмещать сезонное оскудение других источников пищи, повадка, не игравшая большой роли для выживания шимпанзе, преобразилась для гоминидов в нечто куда более важное.</p><p>Дележ добычи должен увеличивать шансы гоминидов на выживание не меньше, чем совместная охота. Всегда тяжело смотреть, как больной или искалеченный павиан старается не отстать от стада. Сородичи не кормят его и никак о нем не заботятся: они питаются главным образом семенами, травой, фруктами, корнями, и почти весь день у них уходит на то, чтобы насытиться самим. Поэтому больной павиан справляется со своей бедой сам, и пусть даже стадо переходит с места на место не торопясь, у него не остается сил на поиски корма, так как вся его энергия расходуется на то, чтобы не отстать. В результате он ослабевает еще больше, поспевает за стадом с еще большим трудом, становится еще слабее…</p><p>Но если бы такое заболевшее или раненое животное могло в течение нескольких критических дней отлежаться в каком-то месте, куда остальные члены группы возвращались бы с пищей, не исключено, что это спасло бы ему жизнь — особенно когда речь идет о гоминиде с его долгим периодом взросления и обучения, тем более, что, начиная питаться мясом, он, вероятно, должен был приобрести новых кишечных паразитов, которые на первых порах нередко вызывали у него разные болезни. Павиан, сломавший ногу или истощенный дизентерией, почти неизбежно погибает. Гоминид, оказавшийся в подобном положении, мог выжить.</p><p>Соедините особенности, присущие гоминиду, с совместной охотой и дележом добычи, свойственными плотоядным общественным животным, и вы получите (во всяком случае, вначале) существо, подобное австралопитеку: охотника, который охотится по-новому — на двух ногах и при помощи оружия. Под воздействием этого нового образа жизни его сметка непрерывно растет, и со временем охотником он становится на редкость искусным.</p><p>Но это "со временем" наступает медленно — так медленно, что, может быть, прошел очень долгий срок, прежде чем гоминид стал настолько сметливым, чтобы другие животные признали его опасным врагом. По мере того как росло его охотничье умение, скрытая опасность, которую он представлял, делалась все более явной, и в поздний период существования австралопитеков — два или более миллиона лет назад — этот ранний человек, почти наверное, уже был настолько ловким охотником, что его боялись все травоядные, кроме самых крупных. Могучие хищники, лев и леопард, еще видели в нем добычу. Быть может, стая гиен могла его одолеть: когда их много, гиены очень агрессивны. Но, возможно, охотник-гоминид сам был агрессивен. Вполне вероятно, что он конкурировал с гиенами и гиеновыми собаками — дрался с ними из-за их добычи, из-за своей добычи и из-за крупной падали. В подобных стычках исход, несомненно, зависел от численности и агрессивности.</p> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21_img028f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Кости, найденные в местах обитания гоминидов в Олдувае, рассказывают, чем питались эти древние охотники. Четыре вида живут в Африке и сейчас — орикс, дикобраз, окапи и водяной козел. Два вымерли — сиватерий, предшественник жирафа с короткой толстой шеей и загнутыми рогами, и дейнотерий, древний слон с более коротким хоботом, чем у современных слонов, своеобразной нижней челюстью и загнутыми вниз бивнями</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000027f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Подобно гиеновым собакам, древние гоминиды, вероятно, были способны отбить от стада слабое животное — вот как эту газель на рисунке. Гоминиды вряд ли умели бегать быстро, но могли, например, загнать дичь в тупик, или повернуть ее к засаде, или же просто измучить непрерывной погоней</em></p><p></p><p>Тем не менее вначале масштабы этой охоты были очень скромными, и она сводилась к случайной поимке мелких животных. Вероятно, не менее важными на первой стадии, а быть может, и много времени спустя были поиски падали — то есть дичи, погибшей от естественных причин или убитой хищниками, которых удавалось напугать и отогнать. Это, так сказать, ловля случая, и в этом отношении гоминиды опять-таки сходны с общественными плотоядными животными, которые великолепно умеют "ловить случай". Хотя лев легко отгоняет гиен от только что убитой антилопы, гиены способны собрать подкрепление и в свою очередь отгоняют льва. Но двух-трех львов достаточно, чтобы гиены остались ни с чем.</p><p>Еще один любопытный аспект групповой жизни хищников заключается в разнообразии — и малой степени выраженности — доминирования в их сообществах. Для того чтобы животные могли сотрудничать во время охоты, агрессивность в их взаимоотношениях должна как-то сниматься или подавляться. Но при жестком соподчинении это очень трудно. Попробуйте представить себе сознающих свой статус павианов, которые настолько забыли взаимную враждебность и страх, что способны дружно заняться совместной охотой. Хищники же охотятся так постоянно. У львов самцы доминируют над самками, но только потому, что они сильнее. Самки отнюдь с этим не мирятся и при попытке отобрать у них лакомый кусок нередко вступают в драку. Среди самок — а им принадлежит главная роль в охоте — также не соблюдается никакой иерархии. У гиен доминирующее положение в стае принадлежит самкам, но собственной иерархии ни среди самцов, ни среди самок также не существует. Сообщество гиеновых собак характеризуется терпимостью и дружелюбием; степень доминирования меняется от стаи к стае, но оно никогда не бывает сильно выраженным. Да и вообще, по-видимому, отражает оно в основном взаимоотношения между конкретными животными.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000028ff.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Гиеновые собаки вспугивают зебр, надеясь что какая-нибудь из них отстанет</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000029f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Им удается отрезать от стада более слабое животное</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000030f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Остальные зебры убегают, а собаки переходят в нападение</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000031f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Конец отлично организованной охоты: собаки вцепляются в свою добычу</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000032f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>В группе гоминиды представляли более внушительное зрелище, чем поодиночке. Полагают, что они были способны с помощью угрожающих демонстраций (крича и размахивая дубинками) отогнать хищника от его добычи. На рисунке группа охотников старается прогнать львицу</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21_img029f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Эффективность группы явно доказывается этой редчайшей фотографией: львица, свалившая жирафа, бессильна против наступательной тактики стаи голодных гиен</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000033f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Дележ пищи — еще одно адаптивное преимущество, которым, по мнению специалистов, обитавшие в саванне гоминиды (вверху) походили на таких плотоядных общественных животных, как львы и гиеновые собаки. Возвращение с небольшой тушей к самкам и детенышам, как делают гиеновые собаки, или совместное поедание крупной добычи, как делают львы, колоссально увеличивает эффективность охоты, поскольку в результате съедается все мясо, добытое с таким трудом, и можно не тратить усилий на сохранение добычи</em></p><p></p><p>Эти системы заметно отличаются от иерархий доминирования у многих приматов. Выбрав ли в поисках модели сообщества гоминидов генетически близких к ним шимпанзе или же экологически близких к ним павианов, в любом случае мы сталкиваемся с доминированием как определяющим фактором в жизни общества. В какой-то период сообщество гоминидов, несомненно, должно было строиться на доминировании. Но для того, чтобы стать преуспевающим охотничьим сообществом, оно должно было претерпеть изменения. Дэвид Пилбим полагает, что агрессивное поведение самцов-гоминидов по отношению друг к другу начало исчезать в результате становления системы брачных пар. Он, кроме того, считает, что возникновение начатков языка — то есть более сложной формы общения, позволяющей передавать не только эмоции, — должно было способствовать установлению большего доверия, понимания и сотрудничества между индивидами. Развитие языка, говорит Пилбим, "впервые открыло бы приматам выгоду неагрессивных форм поведения и тем их укрепило бы. Доминирование перестало бы означать максимум выгод".</p><p>Это довольно спорный момент. Утверждение Пилбима подразумевает очень раннее появление языка — возможно, даже во времена австралопитеков. Другие специалисты не соглашаются с этим. Они не отрицают, что язык может умерять агрессивное поведение — выругаешь кого-нибудь или пожалуешься вместо того, чтобы стукнуть его дубинкой, — но не признают, что язык был необходим для стимулирования развития неагрессивных форм поведения. Такие формы поведения, утверждают они, явились результатом зарождения семьи, разделения на постоянные пары, долгой связи матери и детеныша, а также дележа еды; причем все эти факторы действовали задолго до возникновения языка. Далее, утверждают сторонники этого мнения, мозг австралопитека недостаточно велик для того, чтобы обеспечить способность говорить. По их мнению, речь (исключая звуки, передающие эмоции вроде испуга, ярости, боли или удовольствия) оставалась вне физических возможностей гоминидов вплоть до появления человека прямоходящего миллион с лишним лет назад.</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000034f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Гиеновые собаки делятся с пищей, отрыгивая ее перед щенками</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000035f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Три львицы и лев вместе поедают добычу, убитую в ручье</em></p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000036f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Охотящийся в одиночку леопард оберегает добычу, втаскивая ее на дерево</em></p><p></p><p>К тому же умение говорить, возможно, древним гоминидам и не требовалось. Истинная ценность речи (помимо огромного стимулирующего воздействия, которое она оказывает на развитие мозга) заключается в том, что речь позволяет передавать всевозможные оттенки смысла с несравненно большей глубиной и широтой, чем жесты и звуковые сигналы. Впрочем, эти последние по-своему богаты и обеспечивают высокую степень общения у таких животных, как шимпанзе. И хотя мы можем предполагать, что австралопитеки знали больше шимпанзе, а потому потребность в общении у них, возможно, была сильнее, насколько она была больше, сказать трудно. Как и все остальное, начатки языка складывались долго и постепенно, и даже сумей мы точно воссоздать то, что происходило в действительности, — вещь заведомо невозможная, — оказалось бы, что провести грань между серией очень выразительных и несущих четкий смысл звуков и истинной речью мы не в состоянии. Попросту говоря, мы не знаем и никогда не узнаем, как и когда возник язык.</p> <p>Поскольку проблема эта опирается на одни предположения, обойдем ее, согласившись с разумным замечанием Шаллера, что во время охоты нужды в речи нет никакой. Охотящиеся хищники между собой не общаются. Более того, некоторые из них охотятся ночью и выслеживают добычу, что требует соблюдения полной тишины и затрудняет зрительное общение. Гиеновые собаки охотятся днем, но также не издают никаких звуков, если не считать редкого короткого лая, который помогает стае держаться вместе. Другие сигналы не требуются, так как преследование происходит на виду у всей стаи.</p><p>Поскольку низшие и человекообразные обезьяны ведут дневной образ жизни, Шаллер (как, собственно говоря, и все остальные ученые) считает, что древние гоминиды также охотились и разыскивали падаль только в дневные часы. Это абсолютно логично. Начать с того, что ночь полна опасностей: маленький гоминид, разгуливая после наступления темноты, почти наверное стал бы жертвой какого-нибудь ночного хищника — саблезубой кошки, льва, леопарда или гиены. Далее, гоминиды были на редкость зоркими. А если, как мы считаем, они уже стали двуногими, то, выпрямившись во весь рост, видели очень далеко и к тому же были способны покрывать большие расстояния. Отсюда следует, что они внимательно следили за тем, что происходило вокруг, и значительную часть своего времени посвящали поискам падали. Они не умели бегать с такой быстротой, которая требуется, чтобы загнать крупную дичь, и, вероятно, предоставляли это гиенам и гиеновым собакам, а потом, оглушительно крича, подбегали к туше и отгоняли удачливых охотников. Слабых или старых животных они, вероятно, загоняли сами.</p><p>Выдвинув свои пять четких пунктов, характеризующих плотоядных общественных животных, Шаллер благоразумно этим и ограничился, указав только, что у них существует много охотничьих приемов и что в настоящее время невозможно установить, какими из них пользовались гоминиды — если они ими вообще пользовались — и даже по-разному ли охотились разные гоминиды в разные периоды своего существования. Тем не менее напрашиваются соблазнительные аналогии. Чрезвычайно соблазнительные — и Шаллер решил на несколько дней превратиться в австралопитека, чтобы поточнее установить, на что они, возможно, были способны, а на что нет.</p><p>Выбрав равнину Серенгети и одну из орошающих ее рек, поскольку тамошний климат и огромные стада травоядных животных предположительно напоминают условия, существовавшие два — три миллиона лет назад, Шаллер и Гордон Лоутер поставили два эксперимента, в которых взяли на себя роль гоминидов — охотящихся и разыскивающих падаль.</p><p>Они начали с того, что за несколько дней прошли по открытой саванне около 150 километров, держась на расстоянии сотни шагов друг от друга. Главным их объектом были новорожденные телята газелей, которые в первые дни жизни не убегают от врага, а замирают в траве. Они видели восемь таких телят и могли бы схватить их без всякого труда. Великолепный улов! Правда, тут имелось одно маленькое "но". Пятерых телят они увидели на протяжении нескольких минут в местности, где собрались, почувствовав приближение родов, беременные самки. Поскольку отел у всех самок большинства травоядных, обитающих на равнинах, происходит почти одновременно (что обеспечивает выживание, так как хищники внезапно обнаруживают куда больше телят, чем способны съесть), Шаллер пришел к выводу, что газели не могли служить постоянным источником пищи — краткое изобилие, а затем почти ничего.</p><p>Однако во время этой прогулки они с Лоутером видели некоторые другие съедобные объекты — зайца, которого могли бы поймать, полусъеденные туши двух взрослых газелей и в полутора километрах гепарда со свежей добычей, отнять которую не составило бы большого труда. Добросовестно подсчитав вес всех этих съедобных объектов — в том числе и кусочков мозга, оставшихся от почти дочиста обглоданной туши, — они получили в итоге около 35 килограммов мяса.</p><p>Второй эксперимент они провели в полосе леса, тянущегося по берегам реки Мбалагети. Продолжался он неделю. Тут им повезло больше. Они бродили возле водопоя, где столкнулись с конкурентами: оказалось, что этот водопой облюбовали 60–70 львов. Они отыскали остатки четырех туш, но львы обглодали их дочиста — осталась только часть головного мозга да костный мозг в крупных костях. Костный мозг они, как гоминиды, пользующиеся орудиями, могли бы извлечь, раздробив кости камнями.</p><p>Нашли они и полусъеденную тушу буйвола, павшего от болезни: мяса на ней сохранилось более 200 килограммов — большая удача. Далее, они наткнулись на 35-килограммового зебренка, больного и брошенного матерью, на молодого жирафа, который двигался как-то странно. Им даже удалось схватить его за хвост, и тут выяснилось, что он слеп. Весил он около 140 килограммов. Но следует учесть, что количество дичи тогда, как и теперь, не было постоянным и то увеличивалось, то уменьшалось в зависимости от времени года, засух, эпизоотии и миграций. В результате гоминиды, чтобы выйти из положения, должны были под воздействием сил естественного отбора становиться все более искусными охотниками, учиться выслеживать, захватывать врасплох и убивать здоровых животных, когда старые и больные попадались редко. В случае необходимости они могли восполнить недостаток мяса семенами, орехами, фруктами и съедобными корнями, как это делают охотники-собиратели и в наши дни. Однако Шаллер считает, что не следует проводить прямых параллелей между охотничье-собирательским образом жизни австралопитеков и образом жизни таких современных охотников-собирателей как бушмены Калахари. Бушмены были оттеснены в полупустыню, где почти лет дичи, и волей-неволей довольствовались главным образом растительной пищей.</p><p>Древнейшие гоминиды, несмотря на небольшой рост и слабый интеллект, по всей вероятности, добывали больше мяса, чем современные бушмены. Но если и нет, это особого значения не имеет. В конечном счете важна была сама деятельность. Трудности охоты несомненно стимулируют мозг. Как постоянно подчеркивает Шервуд Уошберн, одним из основных факторов интеллектуальной эволюции человека была, несомненно, его охотничья деятельность, хотя Уошберн и считает, что плотоядные общественные животные не могут служить моделью охотничьего сообщества гоминидов. Он утверждает, что в поисках объяснения зачатков охотничьего поведения древних гоминидов незачем ходить дальше шимпанзе с его охотничьими повадками. По мнению Шервуда Уошберна, этих зачатков было уже достаточно. Они изменили нашего предка, расширив его горизонты и увеличив умственные способности. Мало-помалу он научился лучше охотиться, лучше думать и планировать, а также пользоваться более усовершенствованными орудиями и лучше их изготовлять.</p> <p>Ибо гоминиды, не обладающие ни большой быстротой, ни большой силой, ни большими клыками, стали охотниками благодаря орудиям. Ответ на вопрос, как именно в ходе эволюции человека возникло использование орудий, навеки скрыт в тумане, окутывающем долгий процесс проб и ошибок. Нам же нужно только помнить, что было время, когда наши предки в употреблении орудий отставали от современных шимпанзе, и что затем они каким-то образом развили такую же (хотя вовсе не обязательно точно такую же) ограниченную способность приспосабливать какой-либо предмет для той или иной цели — стебель травы, чтобы засовывать в термитник, пережеванные листья, чтобы собирать воду точно губкой, палку или ветку, чтобы угрожающе размахивать, камень, чтобы бросать.</p><p>Не слишком крупные человекообразные обезьяны, встав на задние конечности, выглядели внушительнее, потому что казались больше. А если они размахивали палками или ветками, такое впечатление усиливалось, и, возможно, порой его одного было достаточно, чтобы взять верх над гиенами в стычке из-за туши. И предок человека, приспособившийся к наземному существованию, разыскивавший падаль и охотившийся, вначале, возможно, использовал разные приспособления именно для демонстрации угрозы конкурирующим видам.</p><p>Вне всяких сомнений, неизмеримо долгое время такие приспособления — палки или камни — просто подбирались с земли, когда в них возникала нужда, а по использовании их тут же бросали. Но затем должен был наступить период, на протяжении которого австралопитеки (или их предки) все яснее и яснее осознавали полезность того или иного предмета и уже не отбрасывали его сразу, а какое-то время спустя стали носить его с собой почти постоянно. Это, как предполагает Уошберн, должно было активно содействовать дальнейшему развитию двуногости. Чем сильнее потребность или необходимость носить что-то, тем больше вы будете ходить на задних конечностях. Чем больше вы будете ходить на задних конечностях, тем легче вам будет что-то носить.</p><p>Камни нетрудно отыскивать и нетрудно кидать — вначале, быть может, просто для того, чтобы напугать. Но мало-помалу приходит осознание, что камнем можно ушибить или убить, если швырнуть его сильно и метко. А нанести удар дубинкой, пожалуй, и того проще. Обилие дерева, которое мягче камня и легче поддается обработке (то есть пока не было достигнуто и усовершенствовано умение изготовлять каменные орудия), позволяет предположить, что древнейшие гоминиды широко использовали дерево, а также длинные кости крупных животных. Но величайшим достижением нашего предка как зачинателя материальной культуры были обработанные камни, которые мы получили от него в наследство. И надо заметить, что большая часть этих камней служила орудиями, а не оружием.</p><p>Магнитом, который год за годом притягивал Луиса и Мэри Лики к ущелью Олдувай, были обнаруженные там в больших количествах крайне примитивные каменные орудия. Мэри Лики специально занялась их изучением и посвятила ему много времени и усилий, плодом которых явилась замечательная монография о каменной культуре Олдувая. Эта монография охватывает материалы, полученные из самых нижних пластов Олдувая, обозначенных как Слой I и Слой II — период от неполных двух миллионов до миллиона лет назад.</p><p>Просто поразительно, сколько Мэри Лики сумела узнать о жизни тех, кто обитал в Олдувае в столь незапамятные времена. Эти рассеянные по ущелью немые каменные орудия, такие древние и такие загадочные, казалось, должны были навеки сохранить свою тайну. Но Мэри Лики заставила камень заговорить. Она точно установила, где жили гоминиды. Она узнала очень много о том, чем они занимались. Она даже отыскала то, что, возможно, было своего рода укрытием, которое они соорудили. Она знает, что они ели и где ели. За ее открытиями стоит более сорока лет непрерывного труда — сбора, сортировки, опознания, точной зарисовки местоположения, описания и истолкования научного материала: сотен тысяч камней и кусочков костей, иногда очень больших, иногда крохотных, которые, взятые по отдельности, мало что означают. Но, когда все они проанализированы и соотнесены друг с другом, точно части гигантской трехмерной головоломки, выявляются закономерности, и безмолвные камни и кости говорят с нами через темную бездну времени. Эти закономерности превращают группу плоских, картонных фигурок из антропологических книг — фигурок, которые кажутся выдумкой, — в настоящих… я не могу назвать их животными, я не могу назвать их людьми… в настоящие живые существа.</p><p>Мэри Лики начинает с классификации этой каменной культуры как таковой и устанавливает, что в Олдувае существовали две разные традиции обработки камня. Для первой — олдованской, более древней и примитивной — характерны главным образом так называемые "галечные орудия", хотя Мэри Лики предпочитает называть их чопперами, то есть ударниками. Слово "галька" подразумевает нечто очень маленькое, и термин, используемый Мэри Лики, более удачен, поскольку многие найденные в Олдувае ударники больше куриного яйца, а есть и такие, поперечник которых равен 7,5-10 сантиметрам.</p><p>Олдованский ударник — это поистине праорудие. По форме он обычно представляет собой "булыжник" — камень, обточенный водой, какие можно видеть в руслах горных рек или на скалистом берегу моря. Это чаще всего какая-нибудь мелкозернистая твердая порода или минерал вроде кварца, кремня или роговика. В Олдувае ударники делались из кусков затвердевшей лавы, выброшенной окрестными вулканами.</p><p>Итак, сырьем для олдованского ударника служил овальный или грушевидный камень такой величины, что его удобно было сжимать в руке. Чтобы изготовить из него орудие, первым мастерам достаточно было изо всех сил стукнуть им по большому камню или же, положив его на такой камень, ударить по нему другим камнем и отбить порядочный кусок. Еще удар — и отлетает второй осколок. Орудие получает узкий зубчатый край. Если повезет, край этот окажется достаточно острым, чтобы резать мясо, рассекать суставы и хрящи, выскабливать шкуры, заострять палки. Ударники были большие и маленькие. Орудиями служили и осколки, отбитые при изготовлении ударников. Они также были острыми и употреблялись для того, чтобы резать и скрести.</p><p>Орудия олдованской традиции были найдены в Слое I, они продолжают встречаться и в следующем слое, в несколько улучшенном варианте. Но Слой II содержит, кроме того, следы более развитой культуры — ашельской. Характерным типом орудия ашельской культуры был так называемый бифас — род рубила, режущий край которого был более тщательно оббит с обеих сторон, так что это орудие получалось прямее и острее примитивного олдованского ударника. Кроме того, ашельское орудие нередко обрабатывалось или подравнивалось со всех сторон так, чтобы оно получило требуемые величину, форму и вес. Так изготовлялось рубило, основное орудие эпохи нижнего палеолита.</p> <p>Удивительно в каменном инвентаре Олдувая не то, что он вообще возник — это должно было произойти, — но то, что он оказался таким разнообразным. В Слоях I и II Мэри Лики выявила 18 типов орудий. Помимо ударников и рубил там найдены круглые каменные шары, скребла, резцы, шила, камни-наковальни и отбойники. Кроме того, там же обнаружено большое количество отходов — небольших пластин и осколков, которые, естественно, накапливаются в месте, где долгое время изготовляются орудия. И наконец, манупорты — камни без следов обработки, но принесенные откуда-то, о чем свидетельствует то обстоятельство, что в данной местности такие породы не встречаются. Подобранный на пляже красивый камень, который лежит у вас на письменном столе, — это тоже манупорт.</p><p>Ударники, остроконечники, резаки, шила, наковальни, шары? О чем мы, собственно, говорим? Неужели это действительно остатки каменной культуры гоминида, жившего два миллиона лет назад, чей мозг, по мнению большинства антропологов, был настолько невелик, что он даже не мог говорить?</p><p>Да, это так. Именно такую фантастически неожиданную картину открыли нам труды Мэри Лики. Если сообщества шимпанзе и павианов оказались куда более сложными и развитыми, чем представляли себе ученые лет пятьдесят назад, то же можно сказать и о культуре древнейших двуногих гоминидов. И вывод супругов Лики о том, что существо, создавшее столь разнообразный инструментарий, было человеком, а потому должно называться <strong>Homo habilis</strong> — "человек умелый", опирается на высокую степень культуры, открытой Мэри Лики, а не на величину его мозга. Ее не интересует, как велик был мозг гоминида, но ее очень интересует то, на что он благодаря этому мозгу был способен. И если он был способен изготовлять орудия — непросто пользоваться ими, но изготовлять их, придерживаясь определенных форм, — значит, он был человеком.</p><p>Кстати, Мэри Лики не разделяет взгляда многих антропологов и не считает, что человек умелый происходит от австралопитеков. По ее мнению, он представляет собой самостоятельную линию, и австралопитеки изящных типов — его двоюродные братья, а не предки. Это очень тонкий и трудный вопрос. Возможно, разрешен он будет не столько путем переоценки соотношений окаменевших остатков, сколько благодаря тому, что для них будут подобраны названия, которые удовлетворят всех ученых.</p><p>Пожалуй, наиболее ошеломляющим из всего, что Мэри Лики обнаружила в Олдувае, оказались "обитаемые горизонты". Это места, где гоминиды оставались на длительные сроки, зависевшие от окрестной растительности и дичи. Они представляют собой как бы жилища древностью около двух миллионов лет, и опознать их можно по большому скоплению окаменел остей, каменных орудий и осколков на небольшом участке и в очень тонком, порядка нескольких сантиметров, слое земли. Земля эта, на которой некогда сидели гоминиды, сохранилась без изменений, и по ней разбросаны остатки того, что они изготовляли и ели.</p><p>Мало-помалу пыль, трава, ил, принесенный разливами, скрыли эти обитаемые горизонты — но постепенно, оставляя все, как было. Другими словами, предметы, которые Лики с таким кропотливым упорством раскапывали и описывали, лежали там, где их бросили те, кто их бросил. Если не считать этих мест, орудия и окаменелости в Олдувае распределяются по слоям песка и глины толщиной в метр-пол тора. Совершенно ясно, что в свое время их смывала река, перемешивала, погребала в песке, так что их взаимное расположение мало о чем свидетельствует. Но по мере расчистки обитаемого горизонта у вас возникает такое ощущение, будто вы спускаетесь в подвал, где мирно пылятся ржавеющие инструменты, груды зимних рам, ряды банок на полках, стопка приключенческих журналов, газонокосилка и сломанный настольный вентилятор. И, рассматривая все эти вещи, вы узнаете много подробностей о жизни их владельца.</p><p>На этой и следующих страницах приводятся фотографии восьми разных типов орудий из Олдувая, все в натуральную величину. Назначение их точно неизвестно, но указано наиболее вероятное употребление.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000037f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Ударник (Чоппер) режущее орудие. Оббитое с одной стороны</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000038f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Проторубило (бифас) — режущее орудие, оббитое с двух сторон</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000039f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Остроконечник, — чтобы прокалывать и копать</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000040f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Камень — наковальня. На котором оббивались другие орудия</em></p><p></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000041f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Сфероид — тип отбойника</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000042f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Ручное рубило — чтобы копать, рубить и резать</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000043f.jpg"/> </p><p></p><p></p><p></p><p><em>Отбойник — для изготовления других орудий</em></p><p></p><p>Ну, а что оставил в своем "подвале" человек умелый? Например, множество рыбьих голов и крокодильих костей вместе с окаменевшими корневищами папируса, из чего следует, что, по крайней мере в одном месте, он обитал у водоема и добывал из него какую-то пищу. В других местах обнаружены кости фламинго, из чего следует, что водоемом этим было озеро, причем, подобно многим современным восточноафриканским озерам, мелкое, со слабощелочной водой, поскольку лишь в подобных условиях могут существовать крохотные водные животные, которыми питаются фламинго.</p><p>На двадцатикилометровом отрезке ущелья Олдувай из примерно 70 мест, где обнаружены окаменелости и орудия, 10 оказалось обитаемыми горизонтами. Культурные остатки одного из них размещены очень своеобразно. На примерно прямоугольном участке около пяти метров шириной и десяти метров длиной сосредоточено множество пластин и осколков, отбитых при изготовлении орудий; они перемешаны с большим количеством мелких фрагментов раздробленных костей разных животных. Этот прямоугольник окружен полосой земли около метра шириной, на которой почти нет никаких культурных остатков. Однако по ту сторону полосы эти остатки вновь становятся довольно обильными. Как можно объяснить такую странность?</p><p>Наиболее правдоподобным кажется следующее предположение: замусоренный внутренний прямоугольник представляет собой "жилое место", окруженное колючей оградой, под защитой которой гоминиды спокойно изготовляли свои орудия и ели свою пищу, а мусор либо роняли тут же, либо швыряли за ограду.</p><p>В другом месте обнаружено кольцо из камней с поперечником около четырех с половиной метров. На этом обитаемом горизонте очень мало других камней, и они лежат далеко друг от друга, без всякого порядка. Кольцо же состоит из нескольких сотен камней, тщательно кем-то уложенных — кем-то, кто, кроме того, позаботился сложить более высокие кучи камней через каждые полметра-метр по его периметру.</p><p>Мысль о том, что это кольцо было выложено почти два миллиона лет назад, поистине ошеломительна. Оно походит на укрытия, какие и теперь сооружаются племенем окомбамби в Юго-Западной Африке. Окомбамби тоже выкладывают из камней низкое кольцо с более высокими кучами через определенные интервалы для подпорки жердей или сучьев, на которых укрепляют шкуры или пучки травы, чтобы прятаться от ветра.</p><p>Хотя внутри кольца найдено достаточное количество осколков, показывающих, что там велась какая-то деятельность, гораздо более интенсивной и разнообразной, насколько мы можем судить, она была за его пределами. Да это и естественно. Площадь этого довольно неправильного круга составляет примерно семь квадратных метров, и обитатели подобного жилища, если их там сидело несколько, несомненно, страдали от тесноты. Среди них явно были очень умелые охотники или собиратели падали: вокруг кольца найдены окаменевшие остатки жирафов, различных антилоп и зуб дейнотерия, вымершего слона. Ела эта компания обильно и, возможно, предпочитала обедать снаружи, а не в укрытии, в котором негде было повернуться.</p> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/330632_21__000044f1.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Резак — чтобы снимать шкуры и резать</em></p><p></p><p>Сами ли они убивали таких крупных животных или, загнав их в болото, добивали, когда те теряли силы, приносили ли они на стоянку мясо с найденных туш или отнимали добычу у других хищников — обо всем этом хроника Олдувая молчит. Но одно несомненно — раздобыв каким-то образом крупную добычу, они кромсали ее на куски и съедали тут же на месте. В ущелье Олдувай найдены две такие "разделочные". В одной обнаружен скелет слона, в другой — скелет дейнотерия. Поскольку эти животные весили по нескольку тонн, о том, чтобы перетаскивать их куда-нибудь, явно не могло быть и речи: оставалось только расположиться вокруг туши, отрубать куски и объедаться, пока от нее не останется ничего, кроме костей. Судя по остаткам в "разделочных", так оно и происходило. Обе они содержат почти полные скелеты огромных животных, но кости валяются в беспорядке, словно их отрывали и отсекали друг от друга. И вперемешку с ними лежат брошенные ударники и другие каменные орудия, с помощью которых это проделывалось.</p><p>Олдувайские гоминиды были весьма широки в своих пищевых привычках. Некоторые места изобилуют костями антилоп, причем нередко черепа пробиты именно там, где они тоньше всего — в лобной части. В других полно панцирей больших черепах. Одно завалено раковинами улиток, а еще в одном найден череп жирафа, хотя никаких других его костей не обнаружено — голову явно притащили сюда, чтобы съесть "дома". Кости из верхней части Слоя II свидетельствуют, что основной добычей становятся лошади и зебры, — иначе говоря, климат стал более сухим, и это способствовало расширению степных ландшафтов. Кроме того, в Слое II скребла встречаются в заметно больших количествах, что указывает на первые попытки обрабатывать шкуры и кожу.</p><p>Данных много — захватывающе интересных данных. Как, например, объяснить небольшие скопления очень мелких костей, в подавляющем большинстве раздробленных на крохотные кусочки? Неужели какой-то чудаковатый гоминид для развлечения собирал горстями раздробленные косточки мышей, землероек, мелких птиц и ящериц и аккуратно укладывал их кучками? Очень маловероятно! И Мэри Лики пришла к выводу, что эти загадочные кучки, скорее всего, когда-то были экскрементами гоминидов. Если она права, наши предки съедали такую мелкую живность целиком — ну, как мы сейчас едим сардины. В процессе жевания кости раздроблялись на очень мелкие фрагменты, проходили через пищеварительный тракт и в конце концов оказывались там, где их обнаруживают теперь.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава шестая Оружие и орудия Глава шестая Оружие и орудия Что толку овцам выносить резолюции о пользе вегетарианства, если волк остается при особом мнении. Настоятель Инг (1860–1954) Пять молодых львов поднимаются из травы. Сейчас они начнут подкрадываться к приближающимся антилопам. Возможно, этот охотничий прием использовали и предшественники человека — австралопитеки В течение долгих лет, проведенных в Гомбе-Стрим, Джейн и Гуго ван Лавик-Гудолл видели, как дряхлели и умирали некоторые их друзья среди шимпанзе старшего поколения, как недавние подростки прокладывали себе путь к доминирующему положению в группе, как рождались новые детеныши. Тем временем и у них родился сын, которого они прозвали Лакомкой и еще младенцем взяли с собой в Танзанию. С тех пор он не раз подолгу жил с родителями в Гомбе-Стрим. Но как ни привязана была Джейн Гудолл к своим шимпанзе, как ни уверена в привязанности многих из них, она в первые годы никогда не оставляла Лакомку одного, опасаясь, что какой-нибудь шимпанзе мимоходом схватит малыша и съест его. Она давно уже убедилась, что ее друзья время от времени едят мясо, а порой и охотятся. Впервые она заподозрила это, когда увидела, что шимпанзе возится на дереве с чем-то розовато-красным, а рядом сидят, просительно протянув руки, двое других. Оба они получили по кусочку чего-то, что оказалось, как она установила позже, тушкой поросенка речного кабана. Шимпанзе ели мясо! Для Джейн это было большой неожиданностью. В дальнейшем она не раз видела, как они ели мясо, и даже наблюдала, как они охотятся. Эти ее наблюдения подтвердили японские исследователи, которые начали изучать шимпанзе в Танзании в 1961 году. Охотящегося шимпанзе, утверждает Джейн Гудолл, можно распознать сразу. Его поведение необычно: чувствуется какая-то целеустремленность, напряженность, сосредоточенность, которые вызывают у остальных шимпанзе определенные реакции. Иногда они только внимательно следят за охотником, иногда же перебираются на соседние деревья, чтобы отрезать жертве — молодому павиану или какой-нибудь мелкой древесной обезьяне — путь к бегству. Несколько раз на вопли молодого павиана прибегали взрослые и кидались защищать его. В суматохе павианенку нередко удавалось спастись. Однако Джейн много раз видела, как шимпанзе ели павианьих детенышей, и пришла к выводу, что окрестные стада павианов платят им хотя и небольшую, но постоянную круглогодичную дань. Мясо возбуждает шимпанзе и, несомненно, очень им нравится. Они жуют его долго и с наслаждением, обычно засунув в рот еще и горсть листьев. Просящие шимпанзе иногда получают комочки этой жвачки, а иногда удачливый охотник оделяет их кусочками мяса, отщипывая его от тушки. Любопытно, что обычная схема иерархии доминирования тут не действует. Шимпанзе, без колебания отбирающий спелый плод у сородича, стоящего на нижней ступени иерархической лестницы, никогда не покусится на добытое мясо. По-видимому, самый факт умерщвления дичи каким-то образом обеспечивает право на нее. Открытие, что шимпанзе охотятся и едят мясо — причем делятся им, хотя нередко и без всякого желания, — имеет огромное значение для разработки гипотез о том, как охота и дележ добычи развивались у гоминидов. Теперь есть основание предположить, что эти особенности поведения были перенесены в саванну из леса. Нам больше не нужно ломать голову над тем, откуда у существа, чьи предки питались плодами, вдруг появился вкус к мясу, — просто это животное, подобно многим другим, уже давно предпочитало его. И для дальнейшего достаточно было благоприятных условий в новой среде обитания. Развитие сельского хозяйства и бурный рост цивилизаций в последние пять-десять тысяч лет несколько завуалировали тот факт, что наши предки почти несомненно жили охотой и собирательством по меньшей мере миллион лет, а может быть, и два-три миллиона, Они настолько преуспели в этом, что многими нашими физическими особенностями и кое-какими наиболее глубинными эмоциональными чертами мы обязаны их долгой и успешной охотничьей карьере. В последние три миллиона лет своей эволюции, когда наши предки уже были двуногими гоминидами, они, вероятно, посвящали охоте 99 % свободного времени. Современный неохотничий образ жизни, который мы самодовольно считаем истинно "человеческим", превращается, таким образом, в этом эволюционном масштабе времени в один-единственный вздох из всех, сделанных за сутки. Но прежде чем обратиться к оружию и орудиям для того, чтобы представить себе характер этой охоты, рассмотрим вкратце суть вопроса: что такое охота как образ жизни, каким путем и до какой степени могла она развиться в начальный период существования гоминидов. Попробуем подойти к решению вопроса с позиции Джорджа Шаллера, который советует на время отвлечься от приматов и их поведения, и заняться животными других видов, рыскающими и охотящимися в африканской саванне. Шаллер пишет: "Поскольку экологические условия оказывают сильнейшее влияние на социальные структуры, (мне) представлялось, что имеет смысл сравнить гоминидов с животными, которые походят на них в экологическом отношении и совсем не обязательно в филогенетическом, — такими, как плотоядные общественные животные". Социальные структуры… на которые воздействуют экологические условия? Ну, конечно же! Мы уже слышали об этом от Джона Крука, хотя и в несколько иной связи. Но плотоядные общественные животные? Он, что же, имеет в виду львов? Да, именно их. Пусть древнейшие гоминиды переселились из леса в саванну уже с зачатками прямохождения, использования орудий и употребления в пищу мяса. И все-таки для объяснения медленного развития этих особенностей, после того как гоминиды начали вести групповой образ жизни на открытых равнинах, следует рассмотреть образ жизни других плотоядных обитателей тех же открытых равнин. Крупнейшие африканские хищники: львы, леопарды, гепарды, пятнистые гиены и гиеновые собаки — все, за исключением леопардов и гепардов, являются общественными животными, выработавшими две жизненно важные черты: они охотятся группами и делятся своей добычей. Совместная охота дает много выгод — Шаллер насчитывает их целых пять, — которые обеспечивают группе заметное преимущество перед одиноким охотником. Во-первых, группа в среднем гораздо реже остается без добычи. Две и более пятнистых гиен, охотясь вместе, ловят намеченную жертву в три с лишним раза чаще, чем одна гиена. Во-вторых, группа способна справиться с крупной дичью, которую в одиночку не одолеть. Наиболее ярким тому примером служат, пожалуй, гиеновые собаки: стаей они одолевают зебр, весящих свыше 200 килограммов, хотя сами весят в среднем около 18 килограммов. В-третьих, добыча группы, как правило, съедается вся тут же на месте, ничто не пропадает зря. Одинокое животное, наевшись, остальное мясо волей-неволей оставляет до тех пор, пока не проголодается вновь. А к тому времени тушей могут завладеть другие хищники. Вот почему одинокий охотник леопард вынужден втаскивать свою добычу на дерево, подальше от гиен, шакалов и гиеновых собак. В-четвертых, группа может прибегнуть к тому, что Шаллер называет "разделением труда". Тут он приводит в пример гиеновую собаку, которая остается охранять щенят в логове, пока остальные охотятся; насытясь, они возвращаются и, срыгнув часть добытого мяса, кормят щенят, а также взрослого стража. И наоборот, один лев остается возле недоеденной туши в качестве сторожа, пока не подойдут остальные члены прайда. И наконец, так сказать, "право силы". В саванне существует своя иерархия силы, определяющаяся размерами и весом хищника: верхнюю ступень занимает лев, затем леопард, далее следуют гиена и гиеновая собака. Однако численность нередко дает преимущество перед ростом и весом. Фотография на показывает, насколько тщетны отчаянные попытки львицы отогнать от растерзанной туши жирафа десяток голодных гиен. К этим пяти преимуществам я добавил бы еще одно, которое Шаллер не включил в свой список, хотя прекрасно о нем знает, да, собственно, и подразумевает как одно из условий групповой охоты. Я имею в виду широкий выбор охотничьих приемов, который открывается перед группой. Такова, например, своего рода погоня с подставами, которую применяют гиеновые собаки. Взрослое животное в одиночку или в паре с другим начинает травлю и бежит за намеченной жертвой, не давая ей остановиться. Поскольку зебра или антилопа, убегая, обычно описывает широкий круг, остальные собаки продолжают неторопливо трусить позади, внимательно следя за происходящим, а затем в нужный момент кидаются наперерез добыче и приканчивают ее. Еще пример: львы прекрасно умеют гнать добычу по направлению к прячущимся в засаде партнерам по охоте. С не меньшей сноровкой они ее окружают, так что, куда бы намеченная жертва ни повернула, ее встречает лев. Охотящейся группе иногда удается загнать дичь в тупик — на узкий мыс, в болото, на берег реки или в ущелье, откуда нет выхода. Гоминиды за миллионы лет своей охотничьей карьеры использовали все эти приемы. Второй важнейший аспект группового поведения хищников состоит в том, что они делят добычу между собой. Правда, львы рычат, дерутся, иногда даже убивают друг друга возле туши (что указывает на неполную эволюцию группового поведения: они научились сотрудничать во время охоты, но не за пиршественным столом), однако гиены и гиеновые собаки ведут себя гораздо пристойнее. Гиеновые собаки в этом отношении чрезвычайно щепетильны. Молодые животные в стае бегут медленнее взрослых и, естественно, поспевают к добыче последними. Взрослые собаки, как правило, ограничиваются двумя-тремя кусочками, затем отходят и ждут, пока не насытятся молодые, и только тогда приступают к еде по-настоящему. Иногда к этому моменту от туши не остается почти ничего, и, оставшись голодными, они вынуждены вновь отправляться на охоту, но забота о молодом поколении очень важна для вида, у которого смертность среди взрослых особей, по-видимому, весьма высока. Пока щенки гиеновой собаки еще настолько малы, что не способны следовать за стаей и вынуждены оставаться в логове, они покусывают и тыкают возвратившихся охотников в уголки пасти, и те отрыгивают мясо. Одна охромевшая собака, которая не могла следовать за стаей, прибегла к тому же способу и тоже получала отрыгнутое мясо, то есть осталась в живых благодаря помощи других членов стаи. Итак, сотрудничество и дележ добычи приносят плотоядным общественным животным большие выгоды. Те же выгоды мог обрести и гоминид, дерзнувший уйти от леса в открытую саванну. Чем дальше он заходит в саванну, тем больше у него шансов наткнуться на мелкую добычу, такую, как зайцы, неоперившиеся птенцы и новорожденные телята антилоп и других крупных травоядных. И не только стремление ловить и убивать этих существ будет в нем расти и укрепляться, но и — что даже еще важнее — у него появится стимул высматривать их, а также думать о том, где и как их искать. Постепенно он будет дерзать на большее, осознав, что в силах справиться с покалеченными и старыми животными и более крупных видов. Но чем крупнее дичь, тем настоятельнее потребность в сотрудничестве. В результате успешного сотрудничества он добывает больше мяса, а это открывает возможность и создает побуждение делиться добычей. Тут снова начинает действовать положительная обратная связь. Чем больше пользы приносит данная форма поведения животному с мозгом, достаточно развитым, чтобы запоминать и в каких-то пределах свободно выбирать между теми или иными действиями, тем вероятнее, что оно попробует повторить действия, оказавшиеся удачными в прошлом. Каждая удачная охота усиливает стремление разыскивать новую добычу. Джейн Гудолл наблюдала это явление, изучая то нарастающую, то идущую на убыль зачаточную охотничью деятельность у шимпанзе Гомбе-Стрим. Случайно схваченный павиан вызывает прилив охотничьей энергии. Но шимпанзе плохие охотники — они слишком сильно возбуждаются и без толку суетятся, а потому последующие фиаско вскоре охлаждают их энтузиазм, тем более что вокруг вполне достаточно всякой другой пищи. И охота быстро "выходит из моды" до тех пор, пока новая случайная удача не возродит угасший интерес. Не исключено, что в саванне, где гоминидов стимулировали более частые успехи, а может быть, и прямая необходимость с помощью охоты и поисков падали возмещать сезонное оскудение других источников пищи, повадка, не игравшая большой роли для выживания шимпанзе, преобразилась для гоминидов в нечто куда более важное. Дележ добычи должен увеличивать шансы гоминидов на выживание не меньше, чем совместная охота. Всегда тяжело смотреть, как больной или искалеченный павиан старается не отстать от стада. Сородичи не кормят его и никак о нем не заботятся: они питаются главным образом семенами, травой, фруктами, корнями, и почти весь день у них уходит на то, чтобы насытиться самим. Поэтому больной павиан справляется со своей бедой сам, и пусть даже стадо переходит с места на место не торопясь, у него не остается сил на поиски корма, так как вся его энергия расходуется на то, чтобы не отстать. В результате он ослабевает еще больше, поспевает за стадом с еще большим трудом, становится еще слабее… Но если бы такое заболевшее или раненое животное могло в течение нескольких критических дней отлежаться в каком-то месте, куда остальные члены группы возвращались бы с пищей, не исключено, что это спасло бы ему жизнь — особенно когда речь идет о гоминиде с его долгим периодом взросления и обучения, тем более, что, начиная питаться мясом, он, вероятно, должен был приобрести новых кишечных паразитов, которые на первых порах нередко вызывали у него разные болезни. Павиан, сломавший ногу или истощенный дизентерией, почти неизбежно погибает. Гоминид, оказавшийся в подобном положении, мог выжить. Соедините особенности, присущие гоминиду, с совместной охотой и дележом добычи, свойственными плотоядным общественным животным, и вы получите (во всяком случае, вначале) существо, подобное австралопитеку: охотника, который охотится по-новому — на двух ногах и при помощи оружия. Под воздействием этого нового образа жизни его сметка непрерывно растет, и со временем охотником он становится на редкость искусным. Но это "со временем" наступает медленно — так медленно, что, может быть, прошел очень долгий срок, прежде чем гоминид стал настолько сметливым, чтобы другие животные признали его опасным врагом. По мере того как росло его охотничье умение, скрытая опасность, которую он представлял, делалась все более явной, и в поздний период существования австралопитеков — два или более миллиона лет назад — этот ранний человек, почти наверное, уже был настолько ловким охотником, что его боялись все травоядные, кроме самых крупных. Могучие хищники, лев и леопард, еще видели в нем добычу. Быть может, стая гиен могла его одолеть: когда их много, гиены очень агрессивны. Но, возможно, охотник-гоминид сам был агрессивен. Вполне вероятно, что он конкурировал с гиенами и гиеновыми собаками — дрался с ними из-за их добычи, из-за своей добычи и из-за крупной падали. В подобных стычках исход, несомненно, зависел от численности и агрессивности. Кости, найденные в местах обитания гоминидов в Олдувае, рассказывают, чем питались эти древние охотники. Четыре вида живут в Африке и сейчас — орикс, дикобраз, окапи и водяной козел. Два вымерли — сиватерий, предшественник жирафа с короткой толстой шеей и загнутыми рогами, и дейнотерий, древний слон с более коротким хоботом, чем у современных слонов, своеобразной нижней челюстью и загнутыми вниз бивнями Подобно гиеновым собакам, древние гоминиды, вероятно, были способны отбить от стада слабое животное — вот как эту газель на рисунке. Гоминиды вряд ли умели бегать быстро, но могли, например, загнать дичь в тупик, или повернуть ее к засаде, или же просто измучить непрерывной погоней Тем не менее вначале масштабы этой охоты были очень скромными, и она сводилась к случайной поимке мелких животных. Вероятно, не менее важными на первой стадии, а быть может, и много времени спустя были поиски падали — то есть дичи, погибшей от естественных причин или убитой хищниками, которых удавалось напугать и отогнать. Это, так сказать, ловля случая, и в этом отношении гоминиды опять-таки сходны с общественными плотоядными животными, которые великолепно умеют "ловить случай". Хотя лев легко отгоняет гиен от только что убитой антилопы, гиены способны собрать подкрепление и в свою очередь отгоняют льва. Но двух-трех львов достаточно, чтобы гиены остались ни с чем. Еще один любопытный аспект групповой жизни хищников заключается в разнообразии — и малой степени выраженности — доминирования в их сообществах. Для того чтобы животные могли сотрудничать во время охоты, агрессивность в их взаимоотношениях должна как-то сниматься или подавляться. Но при жестком соподчинении это очень трудно. Попробуйте представить себе сознающих свой статус павианов, которые настолько забыли взаимную враждебность и страх, что способны дружно заняться совместной охотой. Хищники же охотятся так постоянно. У львов самцы доминируют над самками, но только потому, что они сильнее. Самки отнюдь с этим не мирятся и при попытке отобрать у них лакомый кусок нередко вступают в драку. Среди самок — а им принадлежит главная роль в охоте — также не соблюдается никакой иерархии. У гиен доминирующее положение в стае принадлежит самкам, но собственной иерархии ни среди самцов, ни среди самок также не существует. Сообщество гиеновых собак характеризуется терпимостью и дружелюбием; степень доминирования меняется от стаи к стае, но оно никогда не бывает сильно выраженным. Да и вообще, по-видимому, отражает оно в основном взаимоотношения между конкретными животными. Гиеновые собаки вспугивают зебр, надеясь что какая-нибудь из них отстанет Им удается отрезать от стада более слабое животное Остальные зебры убегают, а собаки переходят в нападение Конец отлично организованной охоты: собаки вцепляются в свою добычу В группе гоминиды представляли более внушительное зрелище, чем поодиночке. Полагают, что они были способны с помощью угрожающих демонстраций (крича и размахивая дубинками) отогнать хищника от его добычи. На рисунке группа охотников старается прогнать львицу Эффективность группы явно доказывается этой редчайшей фотографией: львица, свалившая жирафа, бессильна против наступательной тактики стаи голодных гиен Дележ пищи — еще одно адаптивное преимущество, которым, по мнению специалистов, обитавшие в саванне гоминиды (вверху) походили на таких плотоядных общественных животных, как львы и гиеновые собаки. Возвращение с небольшой тушей к самкам и детенышам, как делают гиеновые собаки, или совместное поедание крупной добычи, как делают львы, колоссально увеличивает эффективность охоты, поскольку в результате съедается все мясо, добытое с таким трудом, и можно не тратить усилий на сохранение добычи Эти системы заметно отличаются от иерархий доминирования у многих приматов. Выбрав ли в поисках модели сообщества гоминидов генетически близких к ним шимпанзе или же экологически близких к ним павианов, в любом случае мы сталкиваемся с доминированием как определяющим фактором в жизни общества. В какой-то период сообщество гоминидов, несомненно, должно было строиться на доминировании. Но для того, чтобы стать преуспевающим охотничьим сообществом, оно должно было претерпеть изменения. Дэвид Пилбим полагает, что агрессивное поведение самцов-гоминидов по отношению друг к другу начало исчезать в результате становления системы брачных пар. Он, кроме того, считает, что возникновение начатков языка — то есть более сложной формы общения, позволяющей передавать не только эмоции, — должно было способствовать установлению большего доверия, понимания и сотрудничества между индивидами. Развитие языка, говорит Пилбим, "впервые открыло бы приматам выгоду неагрессивных форм поведения и тем их укрепило бы. Доминирование перестало бы означать максимум выгод". Это довольно спорный момент. Утверждение Пилбима подразумевает очень раннее появление языка — возможно, даже во времена австралопитеков. Другие специалисты не соглашаются с этим. Они не отрицают, что язык может умерять агрессивное поведение — выругаешь кого-нибудь или пожалуешься вместо того, чтобы стукнуть его дубинкой, — но не признают, что язык был необходим для стимулирования развития неагрессивных форм поведения. Такие формы поведения, утверждают они, явились результатом зарождения семьи, разделения на постоянные пары, долгой связи матери и детеныша, а также дележа еды; причем все эти факторы действовали задолго до возникновения языка. Далее, утверждают сторонники этого мнения, мозг австралопитека недостаточно велик для того, чтобы обеспечить способность говорить. По их мнению, речь (исключая звуки, передающие эмоции вроде испуга, ярости, боли или удовольствия) оставалась вне физических возможностей гоминидов вплоть до появления человека прямоходящего миллион с лишним лет назад. Гиеновые собаки делятся с пищей, отрыгивая ее перед щенками Три львицы и лев вместе поедают добычу, убитую в ручье Охотящийся в одиночку леопард оберегает добычу, втаскивая ее на дерево К тому же умение говорить, возможно, древним гоминидам и не требовалось. Истинная ценность речи (помимо огромного стимулирующего воздействия, которое она оказывает на развитие мозга) заключается в том, что речь позволяет передавать всевозможные оттенки смысла с несравненно большей глубиной и широтой, чем жесты и звуковые сигналы. Впрочем, эти последние по-своему богаты и обеспечивают высокую степень общения у таких животных, как шимпанзе. И хотя мы можем предполагать, что австралопитеки знали больше шимпанзе, а потому потребность в общении у них, возможно, была сильнее, насколько она была больше, сказать трудно. Как и все остальное, начатки языка складывались долго и постепенно, и даже сумей мы точно воссоздать то, что происходило в действительности, — вещь заведомо невозможная, — оказалось бы, что провести грань между серией очень выразительных и несущих четкий смысл звуков и истинной речью мы не в состоянии. Попросту говоря, мы не знаем и никогда не узнаем, как и когда возник язык. Поскольку проблема эта опирается на одни предположения, обойдем ее, согласившись с разумным замечанием Шаллера, что во время охоты нужды в речи нет никакой. Охотящиеся хищники между собой не общаются. Более того, некоторые из них охотятся ночью и выслеживают добычу, что требует соблюдения полной тишины и затрудняет зрительное общение. Гиеновые собаки охотятся днем, но также не издают никаких звуков, если не считать редкого короткого лая, который помогает стае держаться вместе. Другие сигналы не требуются, так как преследование происходит на виду у всей стаи. Поскольку низшие и человекообразные обезьяны ведут дневной образ жизни, Шаллер (как, собственно говоря, и все остальные ученые) считает, что древние гоминиды также охотились и разыскивали падаль только в дневные часы. Это абсолютно логично. Начать с того, что ночь полна опасностей: маленький гоминид, разгуливая после наступления темноты, почти наверное стал бы жертвой какого-нибудь ночного хищника — саблезубой кошки, льва, леопарда или гиены. Далее, гоминиды были на редкость зоркими. А если, как мы считаем, они уже стали двуногими, то, выпрямившись во весь рост, видели очень далеко и к тому же были способны покрывать большие расстояния. Отсюда следует, что они внимательно следили за тем, что происходило вокруг, и значительную часть своего времени посвящали поискам падали. Они не умели бегать с такой быстротой, которая требуется, чтобы загнать крупную дичь, и, вероятно, предоставляли это гиенам и гиеновым собакам, а потом, оглушительно крича, подбегали к туше и отгоняли удачливых охотников. Слабых или старых животных они, вероятно, загоняли сами. Выдвинув свои пять четких пунктов, характеризующих плотоядных общественных животных, Шаллер благоразумно этим и ограничился, указав только, что у них существует много охотничьих приемов и что в настоящее время невозможно установить, какими из них пользовались гоминиды — если они ими вообще пользовались — и даже по-разному ли охотились разные гоминиды в разные периоды своего существования. Тем не менее напрашиваются соблазнительные аналогии. Чрезвычайно соблазнительные — и Шаллер решил на несколько дней превратиться в австралопитека, чтобы поточнее установить, на что они, возможно, были способны, а на что нет. Выбрав равнину Серенгети и одну из орошающих ее рек, поскольку тамошний климат и огромные стада травоядных животных предположительно напоминают условия, существовавшие два — три миллиона лет назад, Шаллер и Гордон Лоутер поставили два эксперимента, в которых взяли на себя роль гоминидов — охотящихся и разыскивающих падаль. Они начали с того, что за несколько дней прошли по открытой саванне около 150 километров, держась на расстоянии сотни шагов друг от друга. Главным их объектом были новорожденные телята газелей, которые в первые дни жизни не убегают от врага, а замирают в траве. Они видели восемь таких телят и могли бы схватить их без всякого труда. Великолепный улов! Правда, тут имелось одно маленькое "но". Пятерых телят они увидели на протяжении нескольких минут в местности, где собрались, почувствовав приближение родов, беременные самки. Поскольку отел у всех самок большинства травоядных, обитающих на равнинах, происходит почти одновременно (что обеспечивает выживание, так как хищники внезапно обнаруживают куда больше телят, чем способны съесть), Шаллер пришел к выводу, что газели не могли служить постоянным источником пищи — краткое изобилие, а затем почти ничего. Однако во время этой прогулки они с Лоутером видели некоторые другие съедобные объекты — зайца, которого могли бы поймать, полусъеденные туши двух взрослых газелей и в полутора километрах гепарда со свежей добычей, отнять которую не составило бы большого труда. Добросовестно подсчитав вес всех этих съедобных объектов — в том числе и кусочков мозга, оставшихся от почти дочиста обглоданной туши, — они получили в итоге около 35 килограммов мяса. Второй эксперимент они провели в полосе леса, тянущегося по берегам реки Мбалагети. Продолжался он неделю. Тут им повезло больше. Они бродили возле водопоя, где столкнулись с конкурентами: оказалось, что этот водопой облюбовали 60–70 львов. Они отыскали остатки четырех туш, но львы обглодали их дочиста — осталась только часть головного мозга да костный мозг в крупных костях. Костный мозг они, как гоминиды, пользующиеся орудиями, могли бы извлечь, раздробив кости камнями. Нашли они и полусъеденную тушу буйвола, павшего от болезни: мяса на ней сохранилось более 200 килограммов — большая удача. Далее, они наткнулись на 35-килограммового зебренка, больного и брошенного матерью, на молодого жирафа, который двигался как-то странно. Им даже удалось схватить его за хвост, и тут выяснилось, что он слеп. Весил он около 140 килограммов. Но следует учесть, что количество дичи тогда, как и теперь, не было постоянным и то увеличивалось, то уменьшалось в зависимости от времени года, засух, эпизоотии и миграций. В результате гоминиды, чтобы выйти из положения, должны были под воздействием сил естественного отбора становиться все более искусными охотниками, учиться выслеживать, захватывать врасплох и убивать здоровых животных, когда старые и больные попадались редко. В случае необходимости они могли восполнить недостаток мяса семенами, орехами, фруктами и съедобными корнями, как это делают охотники-собиратели и в наши дни. Однако Шаллер считает, что не следует проводить прямых параллелей между охотничье-собирательским образом жизни австралопитеков и образом жизни таких современных охотников-собирателей как бушмены Калахари. Бушмены были оттеснены в полупустыню, где почти лет дичи, и волей-неволей довольствовались главным образом растительной пищей. Древнейшие гоминиды, несмотря на небольшой рост и слабый интеллект, по всей вероятности, добывали больше мяса, чем современные бушмены. Но если и нет, это особого значения не имеет. В конечном счете важна была сама деятельность. Трудности охоты несомненно стимулируют мозг. Как постоянно подчеркивает Шервуд Уошберн, одним из основных факторов интеллектуальной эволюции человека была, несомненно, его охотничья деятельность, хотя Уошберн и считает, что плотоядные общественные животные не могут служить моделью охотничьего сообщества гоминидов. Он утверждает, что в поисках объяснения зачатков охотничьего поведения древних гоминидов незачем ходить дальше шимпанзе с его охотничьими повадками. По мнению Шервуда Уошберна, этих зачатков было уже достаточно. Они изменили нашего предка, расширив его горизонты и увеличив умственные способности. Мало-помалу он научился лучше охотиться, лучше думать и планировать, а также пользоваться более усовершенствованными орудиями и лучше их изготовлять. Ибо гоминиды, не обладающие ни большой быстротой, ни большой силой, ни большими клыками, стали охотниками благодаря орудиям. Ответ на вопрос, как именно в ходе эволюции человека возникло использование орудий, навеки скрыт в тумане, окутывающем долгий процесс проб и ошибок. Нам же нужно только помнить, что было время, когда наши предки в употреблении орудий отставали от современных шимпанзе, и что затем они каким-то образом развили такую же (хотя вовсе не обязательно точно такую же) ограниченную способность приспосабливать какой-либо предмет для той или иной цели — стебель травы, чтобы засовывать в термитник, пережеванные листья, чтобы собирать воду точно губкой, палку или ветку, чтобы угрожающе размахивать, камень, чтобы бросать. Не слишком крупные человекообразные обезьяны, встав на задние конечности, выглядели внушительнее, потому что казались больше. А если они размахивали палками или ветками, такое впечатление усиливалось, и, возможно, порой его одного было достаточно, чтобы взять верх над гиенами в стычке из-за туши. И предок человека, приспособившийся к наземному существованию, разыскивавший падаль и охотившийся, вначале, возможно, использовал разные приспособления именно для демонстрации угрозы конкурирующим видам. Вне всяких сомнений, неизмеримо долгое время такие приспособления — палки или камни — просто подбирались с земли, когда в них возникала нужда, а по использовании их тут же бросали. Но затем должен был наступить период, на протяжении которого австралопитеки (или их предки) все яснее и яснее осознавали полезность того или иного предмета и уже не отбрасывали его сразу, а какое-то время спустя стали носить его с собой почти постоянно. Это, как предполагает Уошберн, должно было активно содействовать дальнейшему развитию двуногости. Чем сильнее потребность или необходимость носить что-то, тем больше вы будете ходить на задних конечностях. Чем больше вы будете ходить на задних конечностях, тем легче вам будет что-то носить. Камни нетрудно отыскивать и нетрудно кидать — вначале, быть может, просто для того, чтобы напугать. Но мало-помалу приходит осознание, что камнем можно ушибить или убить, если швырнуть его сильно и метко. А нанести удар дубинкой, пожалуй, и того проще. Обилие дерева, которое мягче камня и легче поддается обработке (то есть пока не было достигнуто и усовершенствовано умение изготовлять каменные орудия), позволяет предположить, что древнейшие гоминиды широко использовали дерево, а также длинные кости крупных животных. Но величайшим достижением нашего предка как зачинателя материальной культуры были обработанные камни, которые мы получили от него в наследство. И надо заметить, что большая часть этих камней служила орудиями, а не оружием. Магнитом, который год за годом притягивал Луиса и Мэри Лики к ущелью Олдувай, были обнаруженные там в больших количествах крайне примитивные каменные орудия. Мэри Лики специально занялась их изучением и посвятила ему много времени и усилий, плодом которых явилась замечательная монография о каменной культуре Олдувая. Эта монография охватывает материалы, полученные из самых нижних пластов Олдувая, обозначенных как Слой I и Слой II — период от неполных двух миллионов до миллиона лет назад. Просто поразительно, сколько Мэри Лики сумела узнать о жизни тех, кто обитал в Олдувае в столь незапамятные времена. Эти рассеянные по ущелью немые каменные орудия, такие древние и такие загадочные, казалось, должны были навеки сохранить свою тайну. Но Мэри Лики заставила камень заговорить. Она точно установила, где жили гоминиды. Она узнала очень много о том, чем они занимались. Она даже отыскала то, что, возможно, было своего рода укрытием, которое они соорудили. Она знает, что они ели и где ели. За ее открытиями стоит более сорока лет непрерывного труда — сбора, сортировки, опознания, точной зарисовки местоположения, описания и истолкования научного материала: сотен тысяч камней и кусочков костей, иногда очень больших, иногда крохотных, которые, взятые по отдельности, мало что означают. Но, когда все они проанализированы и соотнесены друг с другом, точно части гигантской трехмерной головоломки, выявляются закономерности, и безмолвные камни и кости говорят с нами через темную бездну времени. Эти закономерности превращают группу плоских, картонных фигурок из антропологических книг — фигурок, которые кажутся выдумкой, — в настоящих… я не могу назвать их животными, я не могу назвать их людьми… в настоящие живые существа. Мэри Лики начинает с классификации этой каменной культуры как таковой и устанавливает, что в Олдувае существовали две разные традиции обработки камня. Для первой — олдованской, более древней и примитивной — характерны главным образом так называемые "галечные орудия", хотя Мэри Лики предпочитает называть их чопперами, то есть ударниками. Слово "галька" подразумевает нечто очень маленькое, и термин, используемый Мэри Лики, более удачен, поскольку многие найденные в Олдувае ударники больше куриного яйца, а есть и такие, поперечник которых равен 7,5-10 сантиметрам. Олдованский ударник — это поистине праорудие. По форме он обычно представляет собой "булыжник" — камень, обточенный водой, какие можно видеть в руслах горных рек или на скалистом берегу моря. Это чаще всего какая-нибудь мелкозернистая твердая порода или минерал вроде кварца, кремня или роговика. В Олдувае ударники делались из кусков затвердевшей лавы, выброшенной окрестными вулканами. Итак, сырьем для олдованского ударника служил овальный или грушевидный камень такой величины, что его удобно было сжимать в руке. Чтобы изготовить из него орудие, первым мастерам достаточно было изо всех сил стукнуть им по большому камню или же, положив его на такой камень, ударить по нему другим камнем и отбить порядочный кусок. Еще удар — и отлетает второй осколок. Орудие получает узкий зубчатый край. Если повезет, край этот окажется достаточно острым, чтобы резать мясо, рассекать суставы и хрящи, выскабливать шкуры, заострять палки. Ударники были большие и маленькие. Орудиями служили и осколки, отбитые при изготовлении ударников. Они также были острыми и употреблялись для того, чтобы резать и скрести. Орудия олдованской традиции были найдены в Слое I, они продолжают встречаться и в следующем слое, в несколько улучшенном варианте. Но Слой II содержит, кроме того, следы более развитой культуры — ашельской. Характерным типом орудия ашельской культуры был так называемый бифас — род рубила, режущий край которого был более тщательно оббит с обеих сторон, так что это орудие получалось прямее и острее примитивного олдованского ударника. Кроме того, ашельское орудие нередко обрабатывалось или подравнивалось со всех сторон так, чтобы оно получило требуемые величину, форму и вес. Так изготовлялось рубило, основное орудие эпохи нижнего палеолита. Удивительно в каменном инвентаре Олдувая не то, что он вообще возник — это должно было произойти, — но то, что он оказался таким разнообразным. В Слоях I и II Мэри Лики выявила 18 типов орудий. Помимо ударников и рубил там найдены круглые каменные шары, скребла, резцы, шила, камни-наковальни и отбойники. Кроме того, там же обнаружено большое количество отходов — небольших пластин и осколков, которые, естественно, накапливаются в месте, где долгое время изготовляются орудия. И наконец, манупорты — камни без следов обработки, но принесенные откуда-то, о чем свидетельствует то обстоятельство, что в данной местности такие породы не встречаются. Подобранный на пляже красивый камень, который лежит у вас на письменном столе, — это тоже манупорт. Ударники, остроконечники, резаки, шила, наковальни, шары? О чем мы, собственно, говорим? Неужели это действительно остатки каменной культуры гоминида, жившего два миллиона лет назад, чей мозг, по мнению большинства антропологов, был настолько невелик, что он даже не мог говорить? Да, это так. Именно такую фантастически неожиданную картину открыли нам труды Мэри Лики. Если сообщества шимпанзе и павианов оказались куда более сложными и развитыми, чем представляли себе ученые лет пятьдесят назад, то же можно сказать и о культуре древнейших двуногих гоминидов. И вывод супругов Лики о том, что существо, создавшее столь разнообразный инструментарий, было человеком, а потому должно называться Homo habilis — "человек умелый", опирается на высокую степень культуры, открытой Мэри Лики, а не на величину его мозга. Ее не интересует, как велик был мозг гоминида, но ее очень интересует то, на что он благодаря этому мозгу был способен. И если он был способен изготовлять орудия — непросто пользоваться ими, но изготовлять их, придерживаясь определенных форм, — значит, он был человеком. Кстати, Мэри Лики не разделяет взгляда многих антропологов и не считает, что человек умелый происходит от австралопитеков. По ее мнению, он представляет собой самостоятельную линию, и австралопитеки изящных типов — его двоюродные братья, а не предки. Это очень тонкий и трудный вопрос. Возможно, разрешен он будет не столько путем переоценки соотношений окаменевших остатков, сколько благодаря тому, что для них будут подобраны названия, которые удовлетворят всех ученых. Пожалуй, наиболее ошеломляющим из всего, что Мэри Лики обнаружила в Олдувае, оказались "обитаемые горизонты". Это места, где гоминиды оставались на длительные сроки, зависевшие от окрестной растительности и дичи. Они представляют собой как бы жилища древностью около двух миллионов лет, и опознать их можно по большому скоплению окаменел остей, каменных орудий и осколков на небольшом участке и в очень тонком, порядка нескольких сантиметров, слое земли. Земля эта, на которой некогда сидели гоминиды, сохранилась без изменений, и по ней разбросаны остатки того, что они изготовляли и ели. Мало-помалу пыль, трава, ил, принесенный разливами, скрыли эти обитаемые горизонты — но постепенно, оставляя все, как было. Другими словами, предметы, которые Лики с таким кропотливым упорством раскапывали и описывали, лежали там, где их бросили те, кто их бросил. Если не считать этих мест, орудия и окаменелости в Олдувае распределяются по слоям песка и глины толщиной в метр-пол тора. Совершенно ясно, что в свое время их смывала река, перемешивала, погребала в песке, так что их взаимное расположение мало о чем свидетельствует. Но по мере расчистки обитаемого горизонта у вас возникает такое ощущение, будто вы спускаетесь в подвал, где мирно пылятся ржавеющие инструменты, груды зимних рам, ряды банок на полках, стопка приключенческих журналов, газонокосилка и сломанный настольный вентилятор. И, рассматривая все эти вещи, вы узнаете много подробностей о жизни их владельца. На этой и следующих страницах приводятся фотографии восьми разных типов орудий из Олдувая, все в натуральную величину. Назначение их точно неизвестно, но указано наиболее вероятное употребление. Ударник (Чоппер) режущее орудие. Оббитое с одной стороны Проторубило (бифас) — режущее орудие, оббитое с двух сторон Остроконечник, — чтобы прокалывать и копать Камень — наковальня. На котором оббивались другие орудия Сфероид — тип отбойника Ручное рубило — чтобы копать, рубить и резать Отбойник — для изготовления других орудий Ну, а что оставил в своем "подвале" человек умелый? Например, множество рыбьих голов и крокодильих костей вместе с окаменевшими корневищами папируса, из чего следует, что, по крайней мере в одном месте, он обитал у водоема и добывал из него какую-то пищу. В других местах обнаружены кости фламинго, из чего следует, что водоемом этим было озеро, причем, подобно многим современным восточноафриканским озерам, мелкое, со слабощелочной водой, поскольку лишь в подобных условиях могут существовать крохотные водные животные, которыми питаются фламинго. На двадцатикилометровом отрезке ущелья Олдувай из примерно 70 мест, где обнаружены окаменелости и орудия, 10 оказалось обитаемыми горизонтами. Культурные остатки одного из них размещены очень своеобразно. На примерно прямоугольном участке около пяти метров шириной и десяти метров длиной сосредоточено множество пластин и осколков, отбитых при изготовлении орудий; они перемешаны с большим количеством мелких фрагментов раздробленных костей разных животных. Этот прямоугольник окружен полосой земли около метра шириной, на которой почти нет никаких культурных остатков. Однако по ту сторону полосы эти остатки вновь становятся довольно обильными. Как можно объяснить такую странность? Наиболее правдоподобным кажется следующее предположение: замусоренный внутренний прямоугольник представляет собой "жилое место", окруженное колючей оградой, под защитой которой гоминиды спокойно изготовляли свои орудия и ели свою пищу, а мусор либо роняли тут же, либо швыряли за ограду. В другом месте обнаружено кольцо из камней с поперечником около четырех с половиной метров. На этом обитаемом горизонте очень мало других камней, и они лежат далеко друг от друга, без всякого порядка. Кольцо же состоит из нескольких сотен камней, тщательно кем-то уложенных — кем-то, кто, кроме того, позаботился сложить более высокие кучи камней через каждые полметра-метр по его периметру. Мысль о том, что это кольцо было выложено почти два миллиона лет назад, поистине ошеломительна. Оно походит на укрытия, какие и теперь сооружаются племенем окомбамби в Юго-Западной Африке. Окомбамби тоже выкладывают из камней низкое кольцо с более высокими кучами через определенные интервалы для подпорки жердей или сучьев, на которых укрепляют шкуры или пучки травы, чтобы прятаться от ветра. Хотя внутри кольца найдено достаточное количество осколков, показывающих, что там велась какая-то деятельность, гораздо более интенсивной и разнообразной, насколько мы можем судить, она была за его пределами. Да это и естественно. Площадь этого довольно неправильного круга составляет примерно семь квадратных метров, и обитатели подобного жилища, если их там сидело несколько, несомненно, страдали от тесноты. Среди них явно были очень умелые охотники или собиратели падали: вокруг кольца найдены окаменевшие остатки жирафов, различных антилоп и зуб дейнотерия, вымершего слона. Ела эта компания обильно и, возможно, предпочитала обедать снаружи, а не в укрытии, в котором негде было повернуться. Резак — чтобы снимать шкуры и резать Сами ли они убивали таких крупных животных или, загнав их в болото, добивали, когда те теряли силы, приносили ли они на стоянку мясо с найденных туш или отнимали добычу у других хищников — обо всем этом хроника Олдувая молчит. Но одно несомненно — раздобыв каким-то образом крупную добычу, они кромсали ее на куски и съедали тут же на месте. В ущелье Олдувай найдены две такие "разделочные". В одной обнаружен скелет слона, в другой — скелет дейнотерия. Поскольку эти животные весили по нескольку тонн, о том, чтобы перетаскивать их куда-нибудь, явно не могло быть и речи: оставалось только расположиться вокруг туши, отрубать куски и объедаться, пока от нее не останется ничего, кроме костей. Судя по остаткам в "разделочных", так оно и происходило. Обе они содержат почти полные скелеты огромных животных, но кости валяются в беспорядке, словно их отрывали и отсекали друг от друга. И вперемешку с ними лежат брошенные ударники и другие каменные орудия, с помощью которых это проделывалось. Олдувайские гоминиды были весьма широки в своих пищевых привычках. Некоторые места изобилуют костями антилоп, причем нередко черепа пробиты именно там, где они тоньше всего — в лобной части. В других полно панцирей больших черепах. Одно завалено раковинами улиток, а еще в одном найден череп жирафа, хотя никаких других его костей не обнаружено — голову явно притащили сюда, чтобы съесть "дома". Кости из верхней части Слоя II свидетельствуют, что основной добычей становятся лошади и зебры, — иначе говоря, климат стал более сухим, и это способствовало расширению степных ландшафтов. Кроме того, в Слое II скребла встречаются в заметно больших количествах, что указывает на первые попытки обрабатывать шкуры и кожу. Данных много — захватывающе интересных данных. Как, например, объяснить небольшие скопления очень мелких костей, в подавляющем большинстве раздробленных на крохотные кусочки? Неужели какой-то чудаковатый гоминид для развлечения собирал горстями раздробленные косточки мышей, землероек, мелких птиц и ящериц и аккуратно укладывал их кучками? Очень маловероятно! И Мэри Лики пришла к выводу, что эти загадочные кучки, скорее всего, когда-то были экскрементами гоминидов. Если она права, наши предки съедали такую мелкую живность целиком — ну, как мы сейчас едим сардины. В процессе жевания кости раздроблялись на очень мелкие фрагменты, проходили через пищеварительный тракт и в конце концов оказывались там, где их обнаруживают теперь.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ГДЕ И КОГДА НАЧАЛА РАЗВИВАТЬСЯ ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ?</h1> <section class="px3 mb4"> <p>На вопрос «где» ответить не так трудно. Стоит только вспомнить, что живые существа на 90 процентов состоят из воды. Поэтому ответ напрашивается сам собой: жизнь начала развиваться в воде или в очень влажной среде. Значит, жизнь стала возможной только с момента образования воды.</p><p>Более сложен вопрос «когда». Как отыскать самих ультрамикроскопических участников Великого старта жизни, которые еще не имели формы? Для этого пришлось создать науку с многосложным названием «палеобиогеохимия». Ее сверхточные методы и поистине фантастическая аппаратура позволяют отыскать в толщах древних пород следы химических реакций, возможных только при участии живых организмов.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_8_i_007.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Современное естествознание неожиданно воскресило забытую, казалось, навсегда наивную идею античного философа Эмпедокла о том, что живые существа возникли благодаря слиянию независимых, существовавших до определенного момента самостоятельно частей, или органов. Ученые считают вероятным, что первые клетки «ядерных» организмов, давшие начало всем высшим животным и растениям, возникли вследствие симбиоза нескольких видов бактерий — организмов «безъядерных». Согласно другой гипотезе решающую роль в эволюции сыграла естественная «генная инженерия»: правда, в симбиоз вступали не органы, а блоки генетической информации, перенесенные вирусами от одних организмов к другим.</em></p> <p><em>В основных чертах клетки всех эукариот весьма схожи: клеточная мембрана окружает содержимое живой клетки, включая ее ядро и цитоплазму.</em></p><p><em>Ядро, несущее наследственную информацию, управляет синтезом белков и через них — всеми физиологическими процессами в клетке. В хлоропластах, которые есть в клетках высших зеленых растений, происходит процесс фотосинтеза.</em></p><p></p><p></p><p>В 1975 году в Москве происходило совещание о важнейших этапах развития жизни, на котором академик Б. С. Соколов назвал цифру — 4 миллиарда 250 миллионов лет. Именно здесь, по новейшим научным данным, прослеживается граница между жизнью и нежизнью. Эта цифра очень важна. Получается, что самое главное событие в истории Жизни — возникновение ее молекулярно-генетических механизмов — произошло по геологическим масштабам прямо-таки молниеносно. Всего через 250 миллионов лет после рождения самой планеты и, по-видимому, одновременно с рождением океанов и атмосферы.</p><p>Напомним, что путь от рыбы до человека, который всегда казался короче, чем путь от мертвой материи до живой, занял в полтора раза больше времени — около 400 миллионов лет.</p><p>Быть может, преджизнь вообще не имеет истории, как не имеет ее химическая реакция.</p><p>Еще в пятидесятые и даже в начале шестидесятых годов нашего столетия биологи думали совсем иначе. Самый длинный путь — долгие миллионы лет от неживой материи до первых биологических систем. Чуть покороче — до первой клетки, и только потом колесо истории закрутилось повеселее. Думать так заставляла вся система теоретических представлений и расчетов.</p><p>И вдруг за последние двадцать лет, казалось бы, хорошо отлаженные часы биологической истории словно взбесились. Они то мчатся, то совсем некстати замедляют ход. Оказывается, одни события произошли гораздо раньше, чем предполагалось по теории, другие — значительно позже. И кто же выступил в роли «возмутителя спокойствия»? Как ни странно — палеонтология! Она вдруг осмелилась спорить с юными сестрами-великаншами — молекулярной биологией и молекулярной генетикой.</p><p>Происходит самое интересное событие в науке — кризис старых представлений, рождение иных основополагающих идей. И это касается самых основ теории развития!</p> <br/><br/> </section> </article></html>
ГДЕ И КОГДА НАЧАЛА РАЗВИВАТЬСЯ ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ? На вопрос «где» ответить не так трудно. Стоит только вспомнить, что живые существа на 90 процентов состоят из воды. Поэтому ответ напрашивается сам собой: жизнь начала развиваться в воде или в очень влажной среде. Значит, жизнь стала возможной только с момента образования воды. Более сложен вопрос «когда». Как отыскать самих ультрамикроскопических участников Великого старта жизни, которые еще не имели формы? Для этого пришлось создать науку с многосложным названием «палеобиогеохимия». Ее сверхточные методы и поистине фантастическая аппаратура позволяют отыскать в толщах древних пород следы химических реакций, возможных только при участии живых организмов. Современное естествознание неожиданно воскресило забытую, казалось, навсегда наивную идею античного философа Эмпедокла о том, что живые существа возникли благодаря слиянию независимых, существовавших до определенного момента самостоятельно частей, или органов. Ученые считают вероятным, что первые клетки «ядерных» организмов, давшие начало всем высшим животным и растениям, возникли вследствие симбиоза нескольких видов бактерий — организмов «безъядерных». Согласно другой гипотезе решающую роль в эволюции сыграла естественная «генная инженерия»: правда, в симбиоз вступали не органы, а блоки генетической информации, перенесенные вирусами от одних организмов к другим. В основных чертах клетки всех эукариот весьма схожи: клеточная мембрана окружает содержимое живой клетки, включая ее ядро и цитоплазму. Ядро, несущее наследственную информацию, управляет синтезом белков и через них — всеми физиологическими процессами в клетке. В хлоропластах, которые есть в клетках высших зеленых растений, происходит процесс фотосинтеза. В 1975 году в Москве происходило совещание о важнейших этапах развития жизни, на котором академик Б. С. Соколов назвал цифру — 4 миллиарда 250 миллионов лет. Именно здесь, по новейшим научным данным, прослеживается граница между жизнью и нежизнью. Эта цифра очень важна. Получается, что самое главное событие в истории Жизни — возникновение ее молекулярно-генетических механизмов — произошло по геологическим масштабам прямо-таки молниеносно. Всего через 250 миллионов лет после рождения самой планеты и, по-видимому, одновременно с рождением океанов и атмосферы. Напомним, что путь от рыбы до человека, который всегда казался короче, чем путь от мертвой материи до живой, занял в полтора раза больше времени — около 400 миллионов лет. Быть может, преджизнь вообще не имеет истории, как не имеет ее химическая реакция. Еще в пятидесятые и даже в начале шестидесятых годов нашего столетия биологи думали совсем иначе. Самый длинный путь — долгие миллионы лет от неживой материи до первых биологических систем. Чуть покороче — до первой клетки, и только потом колесо истории закрутилось повеселее. Думать так заставляла вся система теоретических представлений и расчетов. И вдруг за последние двадцать лет, казалось бы, хорошо отлаженные часы биологической истории словно взбесились. Они то мчатся, то совсем некстати замедляют ход. Оказывается, одни события произошли гораздо раньше, чем предполагалось по теории, другие — значительно позже. И кто же выступил в роли «возмутителя спокойствия»? Как ни странно — палеонтология! Она вдруг осмелилась спорить с юными сестрами-великаншами — молекулярной биологией и молекулярной генетикой. Происходит самое интересное событие в науке — кризис старых представлений, рождение иных основополагающих идей. И это касается самых основ теории развития!
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ВРЕМЯ «НЕВИДИМОК»</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Честно говоря, палеонтологам сейчас приходится очень трудно. Ведь почти все знания об организмах прошлого они получили, изучая их скелеты. Скелеты — это известковые веточки кораллов и раковины моллюсков, это хитиновые панцири раков и насекомых, фосфатные кости животных, кремневые иголки губок. Ну что между ними общего? Только то, что они твердые. Казалось бы, никакой связи между разными скелетами быть не может и появляться они должны в строгом порядке систематического старшинства. Сначала раковинки одноклеточных — амеб и корненожек. Потом скелеты губок, потом кишечнополостных и так далее. Так думали все. И вдруг оглушительный взрыв очередной палеонтологической «бомбы»: все разновидности скелета появились сразу. В один геологический век — 570 миллионов лет назад. Вот почему так поражает вопрос древней «Ригведы»: «Когда лишенная костей родила первого, обладающего костями?» Сегодня уже ясно, что вопрос этот имеет смысл: известен ответ. И известно, что за ответом кроется загадка одного из важнейших событий в истории Земли — «великой скелетной революции». Это событие делит историю Земли на две очень неравные части: эпоху «видимой жизни» — фанерозой, который начался 570 миллионов лет назад и продолжается ныне, и эпоху «скрытой жизни», или криптозой, который закончился 570 миллионов лет назад, а начался 4 миллиарда 250 миллионов лет назад. 6/7 истории Жизни приходится на темные века криптозоя. И только сейчас удалось выяснить кое-какие тайны этих «темных веков» и познакомиться с некоторыми «невидимками».</p> <p>Как же все-таки удалось их разглядеть?</p><p>Однажды шахтеры расчищали засыпанную штольню в старом, давно заброшенном руднике. Скрипели лопаты. Мелькали в пыли шахтерские лампы. Вдруг звякнул обо что-то металл, и легла тишина, и каждый услышал стук собственного сердца: из-под завала торчала рука. Тусклым золотом мерцали скрюченные пальцы, и золотым был грубый сермяжный рукав, задев который зазвенела лопата.</p><p>Шахтеры угрюмо сняли шапки. Они знали: перед ними останки горняка, погибшего под обвалом. Минерал пирит полностью заменил все, каждую нитку холщовой одежды, каждую выпуклость сыромятного ремня, каждый волос на голове… Пирит способен создавать идеально точные копии мягких тканей: четыреста миллионов лет пролежала в земле пиритовая отливка древнего червя-полихеты, но и сейчас на нем видна каждая щетинка. Находят копии-отливки даже медуз — казалось бы, совсем уж «бестелесных» существ.</p><p>Пирит — не единственный и даже не лучший минерал, который использует природа для изготовления копий. Соединения кремния, как выяснилось, могут снять точную копию даже с молекулы органического вещества. Рассмотреть такую копию, или, как говорят биологи, «реплику на молекулярном уровне», можно только в электронный микроскоп.</p><p>Эти особенности кремния и помогли палеонтологам заглянуть в скрытую жизнь криптозоя. Сделать это оказалось очень непросто. Силы природы слишком долго работали над уничтожением старых архивов. Слишком редко возникали условия, при которых могли окаменеть «невидимки». Слишком малы оказались сами «невидимки». В породе трехмиллиардной давности найдены одни из самых древних клеток длиною 0,7 и шириной 0,2 микрона. Выделить и изучить такие пылинки — дело чрезвычайно трудоемкое. Породу приходится растворять в плавиковой кислоте. Приходится применять сложную технику. Но игра стоит свеч. Ведь в «темных веках» криптозоя произошло самое главное: <em>появились живые существа, появились клеточные формы. Царство животных отделилось от царства растений, и, наконец, возникли многоклеточные существа.</em></p><p>На все это понадобилось примерно 3,5 миллиарда лет.</p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
ВРЕМЯ «НЕВИДИМОК» Честно говоря, палеонтологам сейчас приходится очень трудно. Ведь почти все знания об организмах прошлого они получили, изучая их скелеты. Скелеты — это известковые веточки кораллов и раковины моллюсков, это хитиновые панцири раков и насекомых, фосфатные кости животных, кремневые иголки губок. Ну что между ними общего? Только то, что они твердые. Казалось бы, никакой связи между разными скелетами быть не может и появляться они должны в строгом порядке систематического старшинства. Сначала раковинки одноклеточных — амеб и корненожек. Потом скелеты губок, потом кишечнополостных и так далее. Так думали все. И вдруг оглушительный взрыв очередной палеонтологической «бомбы»: все разновидности скелета появились сразу. В один геологический век — 570 миллионов лет назад. Вот почему так поражает вопрос древней «Ригведы»: «Когда лишенная костей родила первого, обладающего костями?» Сегодня уже ясно, что вопрос этот имеет смысл: известен ответ. И известно, что за ответом кроется загадка одного из важнейших событий в истории Земли — «великой скелетной революции». Это событие делит историю Земли на две очень неравные части: эпоху «видимой жизни» — фанерозой, который начался 570 миллионов лет назад и продолжается ныне, и эпоху «скрытой жизни», или криптозой, который закончился 570 миллионов лет назад, а начался 4 миллиарда 250 миллионов лет назад. 6/7 истории Жизни приходится на темные века криптозоя. И только сейчас удалось выяснить кое-какие тайны этих «темных веков» и познакомиться с некоторыми «невидимками». Как же все-таки удалось их разглядеть? Однажды шахтеры расчищали засыпанную штольню в старом, давно заброшенном руднике. Скрипели лопаты. Мелькали в пыли шахтерские лампы. Вдруг звякнул обо что-то металл, и легла тишина, и каждый услышал стук собственного сердца: из-под завала торчала рука. Тусклым золотом мерцали скрюченные пальцы, и золотым был грубый сермяжный рукав, задев который зазвенела лопата. Шахтеры угрюмо сняли шапки. Они знали: перед ними останки горняка, погибшего под обвалом. Минерал пирит полностью заменил все, каждую нитку холщовой одежды, каждую выпуклость сыромятного ремня, каждый волос на голове… Пирит способен создавать идеально точные копии мягких тканей: четыреста миллионов лет пролежала в земле пиритовая отливка древнего червя-полихеты, но и сейчас на нем видна каждая щетинка. Находят копии-отливки даже медуз — казалось бы, совсем уж «бестелесных» существ. Пирит — не единственный и даже не лучший минерал, который использует природа для изготовления копий. Соединения кремния, как выяснилось, могут снять точную копию даже с молекулы органического вещества. Рассмотреть такую копию, или, как говорят биологи, «реплику на молекулярном уровне», можно только в электронный микроскоп. Эти особенности кремния и помогли палеонтологам заглянуть в скрытую жизнь криптозоя. Сделать это оказалось очень непросто. Силы природы слишком долго работали над уничтожением старых архивов. Слишком редко возникали условия, при которых могли окаменеть «невидимки». Слишком малы оказались сами «невидимки». В породе трехмиллиардной давности найдены одни из самых древних клеток длиною 0,7 и шириной 0,2 микрона. Выделить и изучить такие пылинки — дело чрезвычайно трудоемкое. Породу приходится растворять в плавиковой кислоте. Приходится применять сложную технику. Но игра стоит свеч. Ведь в «темных веках» криптозоя произошло самое главное: появились живые существа, появились клеточные формы. Царство животных отделилось от царства растений, и, наконец, возникли многоклеточные существа. На все это понадобилось примерно 3,5 миллиарда лет.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">КОРОЛИ И КАПУСТА</h1> <section class="px3 mb4"> <p></p><p>Растения с помощью света производят органические вещества и кислород. Животные эти вещества при помощи кислорода разрушают. Налицо два царства, две главные «специальности» живой природы — созидатели и разрушители, сопряженные в вечном биологическом круговороте.</p><p>Нет сомнения, что современные растения и животные ведут начало от одного корня, от первичных существ — протобионтов. К какому же царству следует относить самих протобионтов? После выхода в свет «Происхождения видов» Чарльза Дарвина эволюционисты со всей дотошностью занялись выяснением этого вопроса и через сто с лишним лет убедились, что ни растительного, ни животного царства в действительности не существует и в научной классификации от них лучше бы отказаться.</p><p>Конечно, речь идет не о биологических «специальностях». Никто не усомнился, что элодея на свету выделяет кислород, а лошадь ест овес и сено, разумеется, в любое время суток. Однако царства, типы и классы живой природы выделяются не по «специальности», а по признакам наследственного сходства, по родству. Морскую капусту, мухомор и фиалку объединили в царстве растений лишь потому, что были уверены в их родстве, в том, что они ближе друг к другу, чем к корове или к кораллу. Вот это и оказалось ошибкой. А разрушила представление о великих царствах научно-техническая революция, дав биологам мощные средства исследования клетки: электронные микроскопы и технику для сверхточных биохимических анализов.</p> <p>Оказалось, что по устройству клетки все живые существа следует прежде всего разделить не на животные и растения, а на организмы «безъядерные» — прокариоты — и «ядерные» — эукариоты. В группу прокариот попали все бактерии и часть водорослей — сине-зеленые. В группу эукариот — все остальные растения и животные. Так через царство растений прошла первая и самая глубокая трещина. Даже не трещина, а пропасть. Клетки всех «ядерных» удивительно похожи. И не только наличием «центра управления» — ядра с его хромосомами. В каждую клетку растительных или животных эукариот вмонтированы совершенно одинаковые и очень сложные «энергетические агрегаты» — митохондрии. Именно в них совершается главный цикл, обеспечивающий (летку энергией, — цикл окисления лимонной кислоты. Короче говоря, все клетки «ядерных» организмов очень высоко организованы, могут производить большую энергию и специально приспособлены к потреблению кислорода. А прокариоты очень просты и сохраняют черты глубочайшей древности. Ядра и митохондрий у них нет, а энергетика крайне разнообразна. Для многих из них кислород — смертельный яд, зато некоторые могут «дышать» смесью углекислоты и водорода, или, при помощи той же углекислоты, окислять сероводород.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_10_i_008.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Растительная клетка</em></p><p></p><p>Большинство микроорганизмов разрушают органические соединения, но зеленые и пурпурные бактерии ведут фотосинтез. Однако фотосинтез у них особый — кислород при этом не образуется. И наконец, синезеленые прокариоты работают как обычные растения.</p><p>Нетрудно догадаться, что «безъядерные» организмы и есть прямые наследники и потомки протобионтов, что они начали свой жизненный путь в первобытном бескислородном мире, насыщенном углекислотой и органикой. И только миллиарды лет спустя, когда условия несколько приблизились к современным, на арену жизни вышли эукариоты.</p><p>Совсем недавно палеонтологи, используя современную технику, смогли показать, что все происходило именно так: возраст бактерий, синтезирующих метан, оказался около 3,5 миллиардов лет, возраст синезеленых — около 3 миллиардов. Древние организмы не только выглядели как синезеленые — они были ими в действительности. Из древних вмещающих пород удалось выделить пигмент дикобиллин, который использует для фотосинтеза только эта группа.</p><p>Клетки первых эукариот почти втрое моложе. Уже на фотографиях этих ископаемых хорошо видны ядра и даже ядра в процессе деления.</p><p>Поначалу казалось, что новые факты ничем не угрожают сложившимся представлениям об эволюции жизни. Все очень просто: первичные «безъядерные» гетеротрофы[1] дали начало фотосинтезирующим, опять же безъядерным организмам — растениям. Те, в свою очередь, усложнились, приобрели ядро, митохондрии и жгутики, иными словами превратились в эукариот. Затем часть первичных жгутиконосцев утратила хлорофилл и превратилась в настоящих животных. Другая же часть продолжала совершенствовать свою «растительную» квалификацию.</p><p>Однако эта разумная гипотеза споткнулась вроде бы на ровном месте: никто из ее сторонников не смог объяснить, каким образом синезеленые водоросли превратились в «ядерные» организмы. И чем больше внимания уделялось этому вопросу, тем яснее становилась его неразрешимость.</p><p>В конце концов, узел противоречий пришлось не развязывать, а разрубать при помощи гипотезы симбиоза. В упрощенном виде она выглядит так: жила в первобытном океане довольно крупная бактерия-хищник. Пищей ей служили мелкие родичи, которых она поглощала и не спеша сбраживала, поскольку кислород использовать еще не умела. И вот однажды довелось ей проглотить пищу, которая вела себя совсем удивительно, вроде неразменного сказочного рубля, — вовсе не переваривалась, а силы и бодрости прибавляла. Это были дышащие аэробные бактерии. Жертва осталась жить внутри хищника. Но чудеса на этом не кончились. Вот что пишет один из авторов гипотезы, американец Маргулис: «К поверхности хозяина прикрепилась вторая группа симбионтов, жгутикоподобные бактерии, сходные с современными спирохетами, которые значительно увеличили подвижность хозяина». Увеличилась подвижность, увеличилась и возможность новых встреч. На этот раз гибридный организм проглотил подходящую синезеленую водоросль и до скончания времен прекратил охоту: теперь вечная пища всегда находилась внутри его тела. Так появилось растение.</p><p>Следовательно, животная клетка — эукариот, это химерический союз трех бактерий, а растительная — животной клетки и водоросли.</p><p>Вся эта история похожа на сказку не только в нашем, но и в строго научном изложении. Но обоснована она очень крепко, и потому ее приняло большинство авторитетных ученых. Во-первых, одноклеточные водоросли и сейчас легко вступают в союз с животными-эукариотами. Например, известная всем инфузория-туфелька может держать в плену столь же известную водоросль — хлореллу. Туфельки не переваривают свою, «домашнюю» хлореллу, которая всегда образует строго определенное количество клеток внутри хозяина. Однако любая «дикая» хлорелла, попавшая внутрь хищника, уже насыщенного своими водорослями, уничтожается мгновенно. Причем водоросли-сожители часто теряют способность к самостоятельному существованию.</p><p>Во-вторых, митохондрии и хлоропласты эукариот не только очень сложны и сопоставимы с прокариотными клетками. Они даже сохраняют остатки былой независимости. Если все остальные устройства клетки создаются заново, по команде ядра, то хлоропласты и митохондрии размножаются сами, как настоящие бактерии. У них есть своя собственная ДНК. Они могут размножаться даже в чужой клетке. Например, хлоропласты фиалки хорошо размножаются в курином яйце.</p><p>Очень похоже, что короли и капуста действительно приготовлены из одной смеси, и смесь эта с самого начала была животно-растительной.</p><p>Но родство королей и капусты неожиданно обнаружилось и на уровне многоклеточных организмов.</p><p>Недавно советские зоологи Олег Григорьевич Кусакин и Ярослав Игоревич Старобогатов предложили новую систему организмов, в которой строго соблюдается принцип объединения по родству. В этой системе морская капуста — ламинарии, фукусы и остальные бурые водоросли — стоит совсем рядом с многоклеточными животными, ближе, чем такие несомненные животные, как губки. В эту же смешанную группу попали и грибы. Зато все высшие растения и зеленые водоросли оказались совсем в другом разделе. Так рухнули границы царств, установленные еще Аристотелем.</p> <p>Но если бы только это! На самом деле попытки выяснить, что происходило на заре жизни, как и когда появились растения и животные, изменили самые общие представления об эволюции. Еще вчера казалось, что единственный путь усовершенствования живых существ — постепенное усложнение их внутренней структуры, развертывание и преобразование уже существующих задатков.</p><p>Сегодня становится очевидным, что возможен и другой путь — путь симбиоза, путь создания единого целого из разнородных и самостоятельных частей. На новом витке спирали в биологию возвращается принцип древнегреческого философа Эмпедокла, который совсем недавно казался смешным пережитком античной мифологии.</p><p>Но житейская терминология консервативна. Хотя со времен Коперника и Галилея прошли столетия, мы продолжаем говорить «солнце село» и «солнце встало». И мы по-прежнему будем называть растениями все водоросли, грибы, лишайники, травы, кустарники и деревья.</p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
КОРОЛИ И КАПУСТА Растения с помощью света производят органические вещества и кислород. Животные эти вещества при помощи кислорода разрушают. Налицо два царства, две главные «специальности» живой природы — созидатели и разрушители, сопряженные в вечном биологическом круговороте. Нет сомнения, что современные растения и животные ведут начало от одного корня, от первичных существ — протобионтов. К какому же царству следует относить самих протобионтов? После выхода в свет «Происхождения видов» Чарльза Дарвина эволюционисты со всей дотошностью занялись выяснением этого вопроса и через сто с лишним лет убедились, что ни растительного, ни животного царства в действительности не существует и в научной классификации от них лучше бы отказаться. Конечно, речь идет не о биологических «специальностях». Никто не усомнился, что элодея на свету выделяет кислород, а лошадь ест овес и сено, разумеется, в любое время суток. Однако царства, типы и классы живой природы выделяются не по «специальности», а по признакам наследственного сходства, по родству. Морскую капусту, мухомор и фиалку объединили в царстве растений лишь потому, что были уверены в их родстве, в том, что они ближе друг к другу, чем к корове или к кораллу. Вот это и оказалось ошибкой. А разрушила представление о великих царствах научно-техническая революция, дав биологам мощные средства исследования клетки: электронные микроскопы и технику для сверхточных биохимических анализов. Оказалось, что по устройству клетки все живые существа следует прежде всего разделить не на животные и растения, а на организмы «безъядерные» — прокариоты — и «ядерные» — эукариоты. В группу прокариот попали все бактерии и часть водорослей — сине-зеленые. В группу эукариот — все остальные растения и животные. Так через царство растений прошла первая и самая глубокая трещина. Даже не трещина, а пропасть. Клетки всех «ядерных» удивительно похожи. И не только наличием «центра управления» — ядра с его хромосомами. В каждую клетку растительных или животных эукариот вмонтированы совершенно одинаковые и очень сложные «энергетические агрегаты» — митохондрии. Именно в них совершается главный цикл, обеспечивающий (летку энергией, — цикл окисления лимонной кислоты. Короче говоря, все клетки «ядерных» организмов очень высоко организованы, могут производить большую энергию и специально приспособлены к потреблению кислорода. А прокариоты очень просты и сохраняют черты глубочайшей древности. Ядра и митохондрий у них нет, а энергетика крайне разнообразна. Для многих из них кислород — смертельный яд, зато некоторые могут «дышать» смесью углекислоты и водорода, или, при помощи той же углекислоты, окислять сероводород. Растительная клетка Большинство микроорганизмов разрушают органические соединения, но зеленые и пурпурные бактерии ведут фотосинтез. Однако фотосинтез у них особый — кислород при этом не образуется. И наконец, синезеленые прокариоты работают как обычные растения. Нетрудно догадаться, что «безъядерные» организмы и есть прямые наследники и потомки протобионтов, что они начали свой жизненный путь в первобытном бескислородном мире, насыщенном углекислотой и органикой. И только миллиарды лет спустя, когда условия несколько приблизились к современным, на арену жизни вышли эукариоты. Совсем недавно палеонтологи, используя современную технику, смогли показать, что все происходило именно так: возраст бактерий, синтезирующих метан, оказался около 3,5 миллиардов лет, возраст синезеленых — около 3 миллиардов. Древние организмы не только выглядели как синезеленые — они были ими в действительности. Из древних вмещающих пород удалось выделить пигмент дикобиллин, который использует для фотосинтеза только эта группа. Клетки первых эукариот почти втрое моложе. Уже на фотографиях этих ископаемых хорошо видны ядра и даже ядра в процессе деления. Поначалу казалось, что новые факты ничем не угрожают сложившимся представлениям об эволюции жизни. Все очень просто: первичные «безъядерные» гетеротрофы[1] дали начало фотосинтезирующим, опять же безъядерным организмам — растениям. Те, в свою очередь, усложнились, приобрели ядро, митохондрии и жгутики, иными словами превратились в эукариот. Затем часть первичных жгутиконосцев утратила хлорофилл и превратилась в настоящих животных. Другая же часть продолжала совершенствовать свою «растительную» квалификацию. Однако эта разумная гипотеза споткнулась вроде бы на ровном месте: никто из ее сторонников не смог объяснить, каким образом синезеленые водоросли превратились в «ядерные» организмы. И чем больше внимания уделялось этому вопросу, тем яснее становилась его неразрешимость. В конце концов, узел противоречий пришлось не развязывать, а разрубать при помощи гипотезы симбиоза. В упрощенном виде она выглядит так: жила в первобытном океане довольно крупная бактерия-хищник. Пищей ей служили мелкие родичи, которых она поглощала и не спеша сбраживала, поскольку кислород использовать еще не умела. И вот однажды довелось ей проглотить пищу, которая вела себя совсем удивительно, вроде неразменного сказочного рубля, — вовсе не переваривалась, а силы и бодрости прибавляла. Это были дышащие аэробные бактерии. Жертва осталась жить внутри хищника. Но чудеса на этом не кончились. Вот что пишет один из авторов гипотезы, американец Маргулис: «К поверхности хозяина прикрепилась вторая группа симбионтов, жгутикоподобные бактерии, сходные с современными спирохетами, которые значительно увеличили подвижность хозяина». Увеличилась подвижность, увеличилась и возможность новых встреч. На этот раз гибридный организм проглотил подходящую синезеленую водоросль и до скончания времен прекратил охоту: теперь вечная пища всегда находилась внутри его тела. Так появилось растение. Следовательно, животная клетка — эукариот, это химерический союз трех бактерий, а растительная — животной клетки и водоросли. Вся эта история похожа на сказку не только в нашем, но и в строго научном изложении. Но обоснована она очень крепко, и потому ее приняло большинство авторитетных ученых. Во-первых, одноклеточные водоросли и сейчас легко вступают в союз с животными-эукариотами. Например, известная всем инфузория-туфелька может держать в плену столь же известную водоросль — хлореллу. Туфельки не переваривают свою, «домашнюю» хлореллу, которая всегда образует строго определенное количество клеток внутри хозяина. Однако любая «дикая» хлорелла, попавшая внутрь хищника, уже насыщенного своими водорослями, уничтожается мгновенно. Причем водоросли-сожители часто теряют способность к самостоятельному существованию. Во-вторых, митохондрии и хлоропласты эукариот не только очень сложны и сопоставимы с прокариотными клетками. Они даже сохраняют остатки былой независимости. Если все остальные устройства клетки создаются заново, по команде ядра, то хлоропласты и митохондрии размножаются сами, как настоящие бактерии. У них есть своя собственная ДНК. Они могут размножаться даже в чужой клетке. Например, хлоропласты фиалки хорошо размножаются в курином яйце. Очень похоже, что короли и капуста действительно приготовлены из одной смеси, и смесь эта с самого начала была животно-растительной. Но родство королей и капусты неожиданно обнаружилось и на уровне многоклеточных организмов. Недавно советские зоологи Олег Григорьевич Кусакин и Ярослав Игоревич Старобогатов предложили новую систему организмов, в которой строго соблюдается принцип объединения по родству. В этой системе морская капуста — ламинарии, фукусы и остальные бурые водоросли — стоит совсем рядом с многоклеточными животными, ближе, чем такие несомненные животные, как губки. В эту же смешанную группу попали и грибы. Зато все высшие растения и зеленые водоросли оказались совсем в другом разделе. Так рухнули границы царств, установленные еще Аристотелем. Но если бы только это! На самом деле попытки выяснить, что происходило на заре жизни, как и когда появились растения и животные, изменили самые общие представления об эволюции. Еще вчера казалось, что единственный путь усовершенствования живых существ — постепенное усложнение их внутренней структуры, развертывание и преобразование уже существующих задатков. Сегодня становится очевидным, что возможен и другой путь — путь симбиоза, путь создания единого целого из разнородных и самостоятельных частей. На новом витке спирали в биологию возвращается принцип древнегреческого философа Эмпедокла, который совсем недавно казался смешным пережитком античной мифологии. Но житейская терминология консервативна. Хотя со времен Коперника и Галилея прошли столетия, мы продолжаем говорить «солнце село» и «солнце встало». И мы по-прежнему будем называть растениями все водоросли, грибы, лишайники, травы, кустарники и деревья.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ПОИСКИ ЛУЧШЕЙ ЖИЗНИ ПРОДОЛЖАЮТСЯ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Чем ближе к нашим дням, тем чаще живые существа встречаются в геологической летописи и тем полнее и достовернее становятся сведения о них. На их формирование влияла и сама Земля, которая вовсе не оставалась неизменной за эти миллиарды лет. Несколько геологических революций произошло на ней за это время. Менялась соленость океана, менялся климат, менялись и очертания суши. Океан уходил, обнажая остовы новых материков, нимало не заботясь о том, что станется с жизнью, которая не поспела за его бегом. И конечно, судьба живых существ была жестокой. Либо приспосабливайся, либо погибай. Некоторые, например, бактерии, выжили, приспособились и поэтому и в наши дни встречаются повсюду: в воде, в земле и в воздухе. Им незачем было еще как-то изменяться.</p><p>Но так идеально приспособились не все живые существа. Жизнь большинства из них продолжала оставаться беспокойной и неустроенной. Суровый отбор наиболее приспособленных делал свое дело.</p><p>В поисках «лучшей жизни» клетки «попробовали» объединяться в сообщества. Это и открыло перед ними невиданные раньше возможности. Раньше клетка должна была заботиться обо всем сама. Она добывает пищу, спасает свою жизнь, дышит, движется</p> <p>и размножается. За такой «кучей дел» была ли у нее возможность «думать» еще и о совершенствовании? Конечно, нет! Теперь же, когда был создан многоклеточный организм, каждая клетка могла специализироваться в своем деле, не заботясь о других делах.</p><p>Усложнившись таким образом, некоторые организмы перестали быть игрушками волн. Они осели на дно и прикрепились к нему. Но, устроившись удобно и надежно, они пожертвовали драгоценной способностью к передвижению, а значит, и возможность дальнейшего совершенствования для них сузилась. От них произошли, к примеру, водоросли и кораллы.</p><p>Другие же продолжали оставаться морскими бродягами и приспосабливались на свой манер. Некоторые нарастили себе прочный домик-панцирь, который защищал их от врагов. От них в дальнейшем произошли моллюски.</p><p>«Лучшая защита — нападение!» — вот девиз третьих. И они не наращивали панцирь, не прикреплялись ко дну, а продолжали носиться по морским просторам. Со временем они научились противоборствовать течению — научились двигаться самостоятельно. Их путь развития оказался самым интересным и перспективным. Чтобы выжить, им ни на минуту нельзя было «забывать» о том, что они должны меняться и приспосабливаться — словом, чутко реагировать даже на самые ничтожные изменения вокруг. В них наиболее полно и бурно начали протекать процессы, которые ученые назвали красивым словом «эволюция».</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_11_i_009.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Мир простейших весьма причудлив</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_11_i_010.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Известковый панцирь фораминиферы.</em></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
ПОИСКИ ЛУЧШЕЙ ЖИЗНИ ПРОДОЛЖАЮТСЯ Чем ближе к нашим дням, тем чаще живые существа встречаются в геологической летописи и тем полнее и достовернее становятся сведения о них. На их формирование влияла и сама Земля, которая вовсе не оставалась неизменной за эти миллиарды лет. Несколько геологических революций произошло на ней за это время. Менялась соленость океана, менялся климат, менялись и очертания суши. Океан уходил, обнажая остовы новых материков, нимало не заботясь о том, что станется с жизнью, которая не поспела за его бегом. И конечно, судьба живых существ была жестокой. Либо приспосабливайся, либо погибай. Некоторые, например, бактерии, выжили, приспособились и поэтому и в наши дни встречаются повсюду: в воде, в земле и в воздухе. Им незачем было еще как-то изменяться. Но так идеально приспособились не все живые существа. Жизнь большинства из них продолжала оставаться беспокойной и неустроенной. Суровый отбор наиболее приспособленных делал свое дело. В поисках «лучшей жизни» клетки «попробовали» объединяться в сообщества. Это и открыло перед ними невиданные раньше возможности. Раньше клетка должна была заботиться обо всем сама. Она добывает пищу, спасает свою жизнь, дышит, движется и размножается. За такой «кучей дел» была ли у нее возможность «думать» еще и о совершенствовании? Конечно, нет! Теперь же, когда был создан многоклеточный организм, каждая клетка могла специализироваться в своем деле, не заботясь о других делах. Усложнившись таким образом, некоторые организмы перестали быть игрушками волн. Они осели на дно и прикрепились к нему. Но, устроившись удобно и надежно, они пожертвовали драгоценной способностью к передвижению, а значит, и возможность дальнейшего совершенствования для них сузилась. От них произошли, к примеру, водоросли и кораллы. Другие же продолжали оставаться морскими бродягами и приспосабливались на свой манер. Некоторые нарастили себе прочный домик-панцирь, который защищал их от врагов. От них в дальнейшем произошли моллюски. «Лучшая защита — нападение!» — вот девиз третьих. И они не наращивали панцирь, не прикреплялись ко дну, а продолжали носиться по морским просторам. Со временем они научились противоборствовать течению — научились двигаться самостоятельно. Их путь развития оказался самым интересным и перспективным. Чтобы выжить, им ни на минуту нельзя было «забывать» о том, что они должны меняться и приспосабливаться — словом, чутко реагировать даже на самые ничтожные изменения вокруг. В них наиболее полно и бурно начали протекать процессы, которые ученые назвали красивым словом «эволюция». Мир простейших весьма причудлив Известковый панцирь фораминиферы.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава II СКЕЛЕТНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава II</p> <p>СКЕЛЕТНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ</p> <p> </p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_12_i_011.jpg"/> </p><p></p><p>Часто ли вам приходится называть точные даты, вроде: «А помните, как 6 июня 1975 года…»? Наверняка не часто. В каждой семье свой счет времени, своя хронология. Когда говорят: «Это было, когда мы вернулись из лагеря, но еще не переехали на новую квартиру» или: «Когда болела Наташа» — всем понятно, о каком времени идет речь. А такая датировка, как «в дни Октябрьской революции» или «во времена первых пятилеток», понятна каждому человеку в нашей стране.</p><p>Измерять время событиями, последовательность которых ясна, очень удобно. Такой способ относительной хронологии широко применяется в науке. Например: каменный век, бронзовый век. Эти названия ступеней человеческой истории известны всем, как и принцип, на котором построена эта хронология. Сначала люди научились делать орудия из камня, потом освоили бронзу. Точные даты таких событий не всегда можно установить, да и не так это важно, когда счет идет на тысячелетия. По такому же принципу построена хронологическая шкала, которой пользуются геологи и палеонтологи. Только в ее основу положено изменение живых организмов. Прогресс их — от простых, как каменные рубила, тварей палеозоя до современного человека — весьма заметен. Конечно, любой организм куда сложнее не то что рубила, но самого совершенного творения техники. И даже остатки высокоорганизованных существ, жесткую «скорлупу» вымерших организмов, уместнее сравнить не с глиняными черепками, по которым археологи судят об исчезнувших цивилизациях древности, а со сложными машинами. (Вероятно, любой из читателей этой книги способен только по внешнему виду автомобиля в кадрах старой кинохроники определить, когда снимался фильм — в двадцатые или в пятидесятые годы. А специалист назовет время с точностью до нескольких лет!) Однако в отличие от многих других ученых, палеонтологи и геологи предпочитают использовать в практике не абсолютные цифры, а названия тех или иных эпох. Наверное вы, как и все, кому впервые приходится знакомиться с этими названиями, спросите, почему бы просто не обойтись миллионами лет, как мы делали это до сих пор.</p> <p>Во-первых, потому, что запомнить названия гораздо легче, чем цифры, особенно когда их много.</p><p>Во-вторых, относительная хронология может быть гораздо точнее, чем абсолютная. Конечно, в быту выражение: «В 18 часов 30 минут» всегда точнее, чем: «В то время, когда мама приходит с работы». Но в геологии дата «31573150 лет назад» не имеет реального смысла. «Атомные часы», о которых мы говорили, измеряют такие огромные промежутки времени с точностью всего до нескольких миллионов лет. Дату придется записать так: «30±3 млн. лет». Три миллиона лет — очень большой срок. За это время могут накопиться сотни метров, даже километры осадков. А геологи часто ищут слой толщиной всего в несколько метров, скрытый в толще однообразных пород. Тут нужен очень точный адрес во времени. Относительная хронология может дать такой адрес. Например: палеозой, ранний ордовик, аренигский век, зона кордилодус. Только в это «мгновение» геологической истории жило существо, именуемое «кордилодус». Выше и ниже слои с другими датами-адресами.</p><p>Вот почему в геологии относительная шкала времени является основной, а абсолютная только вспомогательной.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_12_i_012.jpg"/> </p><p></p><p></p><p>Каждая хронологическая шкала имеет свой нуль, свою точку отсчета. Древние греки вели свое летосчисление от первой олимпиады, которая состоялась за 776 лет до начала новой эры, нашей с вами точки отсчета. В мусульманских странах календарь начинается с бегства Магомета из Мекки, через 630 лет после начала новой эры.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Глава II СКЕЛЕТНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ Глава II СКЕЛЕТНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ Часто ли вам приходится называть точные даты, вроде: «А помните, как 6 июня 1975 года…»? Наверняка не часто. В каждой семье свой счет времени, своя хронология. Когда говорят: «Это было, когда мы вернулись из лагеря, но еще не переехали на новую квартиру» или: «Когда болела Наташа» — всем понятно, о каком времени идет речь. А такая датировка, как «в дни Октябрьской революции» или «во времена первых пятилеток», понятна каждому человеку в нашей стране. Измерять время событиями, последовательность которых ясна, очень удобно. Такой способ относительной хронологии широко применяется в науке. Например: каменный век, бронзовый век. Эти названия ступеней человеческой истории известны всем, как и принцип, на котором построена эта хронология. Сначала люди научились делать орудия из камня, потом освоили бронзу. Точные даты таких событий не всегда можно установить, да и не так это важно, когда счет идет на тысячелетия. По такому же принципу построена хронологическая шкала, которой пользуются геологи и палеонтологи. Только в ее основу положено изменение живых организмов. Прогресс их — от простых, как каменные рубила, тварей палеозоя до современного человека — весьма заметен. Конечно, любой организм куда сложнее не то что рубила, но самого совершенного творения техники. И даже остатки высокоорганизованных существ, жесткую «скорлупу» вымерших организмов, уместнее сравнить не с глиняными черепками, по которым археологи судят об исчезнувших цивилизациях древности, а со сложными машинами. (Вероятно, любой из читателей этой книги способен только по внешнему виду автомобиля в кадрах старой кинохроники определить, когда снимался фильм — в двадцатые или в пятидесятые годы. А специалист назовет время с точностью до нескольких лет!) Однако в отличие от многих других ученых, палеонтологи и геологи предпочитают использовать в практике не абсолютные цифры, а названия тех или иных эпох. Наверное вы, как и все, кому впервые приходится знакомиться с этими названиями, спросите, почему бы просто не обойтись миллионами лет, как мы делали это до сих пор. Во-первых, потому, что запомнить названия гораздо легче, чем цифры, особенно когда их много. Во-вторых, относительная хронология может быть гораздо точнее, чем абсолютная. Конечно, в быту выражение: «В 18 часов 30 минут» всегда точнее, чем: «В то время, когда мама приходит с работы». Но в геологии дата «31573150 лет назад» не имеет реального смысла. «Атомные часы», о которых мы говорили, измеряют такие огромные промежутки времени с точностью всего до нескольких миллионов лет. Дату придется записать так: «30±3 млн. лет». Три миллиона лет — очень большой срок. За это время могут накопиться сотни метров, даже километры осадков. А геологи часто ищут слой толщиной всего в несколько метров, скрытый в толще однообразных пород. Тут нужен очень точный адрес во времени. Относительная хронология может дать такой адрес. Например: палеозой, ранний ордовик, аренигский век, зона кордилодус. Только в это «мгновение» геологической истории жило существо, именуемое «кордилодус». Выше и ниже слои с другими датами-адресами. Вот почему в геологии относительная шкала времени является основной, а абсолютная только вспомогательной. Каждая хронологическая шкала имеет свой нуль, свою точку отсчета. Древние греки вели свое летосчисление от первой олимпиады, которая состоялась за 776 лет до начала новой эры, нашей с вами точки отсчета. В мусульманских странах календарь начинается с бегства Магомета из Мекки, через 630 лет после начала новой эры.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1"></h1> <section class="px3 mb4"> <p> </p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_13_i_011.jpg"/> </p><p></p><p>Часто ли вам приходится называть точные даты, вроде: «А помните, как 6 июня 1975 года…»? Наверняка не часто. В каждой семье свой счет времени, своя хронология. Когда говорят: «Это было, когда мы вернулись из лагеря, но еще не переехали на новую квартиру» или: «Когда болела Наташа» — всем понятно, о каком времени идет речь. А такая датировка, как «в дни Октябрьской революции» или «во времена первых пятилеток», понятна каждому человеку в нашей стране.</p><p>Измерять время событиями, последовательность которых ясна, очень удобно. Такой способ относительной хронологии широко применяется в науке. Например: каменный век, бронзовый век. Эти названия ступеней человеческой истории известны всем, как и принцип, на котором построена эта хронология. Сначала люди научились делать орудия из камня, потом освоили бронзу. Точные даты таких событий не всегда можно установить, да и не так это важно, когда счет идет на тысячелетия. По такому же принципу построена хронологическая шкала, которой пользуются геологи и палеонтологи. Только в ее основу положено изменение живых организмов. Прогресс их — от простых, как каменные рубила, тварей палеозоя до современного человека — весьма заметен. Конечно, любой организм куда сложнее не то что рубила, но самого совершенного творения техники. И даже остатки высокоорганизованных существ, жесткую «скорлупу» вымерших организмов, уместнее сравнить не с глиняными черепками, по которым археологи судят об исчезнувших цивилизациях древности, а со сложными машинами. (Вероятно, любой из читателей этой книги способен только по внешнему виду автомобиля в кадрах старой кинохроники определить, когда снимался фильм — в двадцатые или в пятидесятые годы. А специалист назовет время с точностью до нескольких лет!) Однако в отличие от многих других ученых, палеонтологи и геологи предпочитают использовать в практике не абсолютные цифры, а названия тех или иных эпох. Наверное вы, как и все, кому впервые приходится знакомиться с этими названиями, спросите, почему бы просто не обойтись миллионами лет, как мы делали это до сих пор.</p> <p>Во-первых, потому, что запомнить названия гораздо легче, чем цифры, особенно когда их много.</p><p>Во-вторых, относительная хронология может быть гораздо точнее, чем абсолютная. Конечно, в быту выражение: «В 18 часов 30 минут» всегда точнее, чем: «В то время, когда мама приходит с работы». Но в геологии дата «31573150 лет назад» не имеет реального смысла. «Атомные часы», о которых мы говорили, измеряют такие огромные промежутки времени с точностью всего до нескольких миллионов лет. Дату придется записать так: «30±3 млн. лет». Три миллиона лет — очень большой срок. За это время могут накопиться сотни метров, даже километры осадков. А геологи часто ищут слой толщиной всего в несколько метров, скрытый в толще однообразных пород. Тут нужен очень точный адрес во времени. Относительная хронология может дать такой адрес. Например: палеозой, ранний ордовик, аренигский век, зона кордилодус. Только в это «мгновение» геологической истории жило существо, именуемое «кордилодус». Выше и ниже слои с другими датами-адресами.</p><p>Вот почему в геологии относительная шкала времени является основной, а абсолютная только вспомогательной.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_13_i_012.jpg"/> </p><p></p><p></p><p>Каждая хронологическая шкала имеет свой нуль, свою точку отсчета. Древние греки вели свое летосчисление от первой олимпиады, которая состоялась за 776 лет до начала новой эры, нашей с вами точки отсчета. В мусульманских странах календарь начинается с бегства Магомета из Мекки, через 630 лет после начала новой эры.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
Часто ли вам приходится называть точные даты, вроде: «А помните, как 6 июня 1975 года…»? Наверняка не часто. В каждой семье свой счет времени, своя хронология. Когда говорят: «Это было, когда мы вернулись из лагеря, но еще не переехали на новую квартиру» или: «Когда болела Наташа» — всем понятно, о каком времени идет речь. А такая датировка, как «в дни Октябрьской революции» или «во времена первых пятилеток», понятна каждому человеку в нашей стране. Измерять время событиями, последовательность которых ясна, очень удобно. Такой способ относительной хронологии широко применяется в науке. Например: каменный век, бронзовый век. Эти названия ступеней человеческой истории известны всем, как и принцип, на котором построена эта хронология. Сначала люди научились делать орудия из камня, потом освоили бронзу. Точные даты таких событий не всегда можно установить, да и не так это важно, когда счет идет на тысячелетия. По такому же принципу построена хронологическая шкала, которой пользуются геологи и палеонтологи. Только в ее основу положено изменение живых организмов. Прогресс их — от простых, как каменные рубила, тварей палеозоя до современного человека — весьма заметен. Конечно, любой организм куда сложнее не то что рубила, но самого совершенного творения техники. И даже остатки высокоорганизованных существ, жесткую «скорлупу» вымерших организмов, уместнее сравнить не с глиняными черепками, по которым археологи судят об исчезнувших цивилизациях древности, а со сложными машинами. (Вероятно, любой из читателей этой книги способен только по внешнему виду автомобиля в кадрах старой кинохроники определить, когда снимался фильм — в двадцатые или в пятидесятые годы. А специалист назовет время с точностью до нескольких лет!) Однако в отличие от многих других ученых, палеонтологи и геологи предпочитают использовать в практике не абсолютные цифры, а названия тех или иных эпох. Наверное вы, как и все, кому впервые приходится знакомиться с этими названиями, спросите, почему бы просто не обойтись миллионами лет, как мы делали это до сих пор. Во-первых, потому, что запомнить названия гораздо легче, чем цифры, особенно когда их много. Во-вторых, относительная хронология может быть гораздо точнее, чем абсолютная. Конечно, в быту выражение: «В 18 часов 30 минут» всегда точнее, чем: «В то время, когда мама приходит с работы». Но в геологии дата «31573150 лет назад» не имеет реального смысла. «Атомные часы», о которых мы говорили, измеряют такие огромные промежутки времени с точностью всего до нескольких миллионов лет. Дату придется записать так: «30±3 млн. лет». Три миллиона лет — очень большой срок. За это время могут накопиться сотни метров, даже километры осадков. А геологи часто ищут слой толщиной всего в несколько метров, скрытый в толще однообразных пород. Тут нужен очень точный адрес во времени. Относительная хронология может дать такой адрес. Например: палеозой, ранний ордовик, аренигский век, зона кордилодус. Только в это «мгновение» геологической истории жило существо, именуемое «кордилодус». Выше и ниже слои с другими датами-адресами. Вот почему в геологии относительная шкала времени является основной, а абсолютная только вспомогательной. Каждая хронологическая шкала имеет свой нуль, свою точку отсчета. Древние греки вели свое летосчисление от первой олимпиады, которая состоялась за 776 лет до начала новой эры, нашей с вами точки отсчета. В мусульманских странах календарь начинается с бегства Магомета из Мекки, через 630 лет после начала новой эры.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">«КОСВЕННЫЕ УЛИКИ» РАСКРЫВАЮТ ДРЕВНИЕ ТАЙНЫ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Найти первых жителей Земли — редкость чрезвычайная! Проще обнаружить «косвенные улики». Оказывается, водоросли в результате своей жизнедеятельности выделяли известь из морской воды. Известь эта накапливалась и образовывала как бы желваки или целые постройки, похожие на рифы. Эти желваки и постройки геологи назвали «строматолитами» (от греческих слов «строматос» — ковер и «литое» — камень).</p><p>В очень редких случаях остатки водорослей и даже бактерий консервируются внутри такого строматолита, и тогда их удается рассмотреть и изучить. Но обычно в них нет ничего, кроме извести. Столбики и утолщения, составляющие строматолиты, переплетаются между собой, сливаются, образуя что-то очень напоминающее коралловый куст. «Кусты» эти тоже переплетаются и сливаются в рифоподобные толщи — биогермы. Изучение биогерм показало, что нарастали они в строго определенной последовательности.</p><p>Изучение биогерм и отдельных строматолитов привело к интереснейшим наблюдениям и открытиям. В частности, биогермы ответили на вопрос, в каких условиях жили их создатели. Какой солености была вода. Какой температуры. Куда было направлено течение, омывавшее их. Достаточно ли им было света. Проще говоря, геологи, ни разу не видя в глаза таинственных создателей строматолитов, смогли многое узнать о них.</p> <p>Строматолиты и биогермы — продукты жизнедеятельности целых колоний водорослей. Продукт их совместного существования.</p><p>Но бывало и так, что водоросль не прикреплялась ко дну, а жила на комочке грунта. Течение перекатывало такие комочки, и постепенно они обрастали концентрическими слоями карбонатных корочек. Эти желвачки геологи назвали «онколитами» (от греческого слова «онкос», что значит «опухоль»). Если распилить такой желвачок, то перед нами будет кружочек с массой опоясывающих его слоев. Другие желвачки оказались не слоистыми, а состоящими как бы из слипшихся комочков и пузырьков. Их назвали «катаграфиями», что значит «древние письмена». Вот сколько следов оставила древняя жизнь на Земле!</p><p>Игорь Николаевич Крылов, сотрудник Геологического института Академии наук СССР, решил заняться именно строматолитами — самыми большими и неудобными окаменелостями из всех, что загромождают шкафы и подвалы лаборатории в Пыжевском переулке. Эти остатки жизни в докембрии в случае успеха обещали многое. Но самого успеха они как раз и не обещали. Известковистые кусты строматолитов переплетаются в известковистой породе, образуя с ней одно целое. Ни выбить их оттуда, ни вытравить кислотой невозможно. Можно только распилить камень дисковой алмазной пилой и рассмотреть разрез. Так делали многие, в том числе известный исследователь жизни докембрия член-корреспондент АН СССР А. Г. Вологдин. Особенных результатов они не достигли: слишком сложная картина открывалась на шлифе. Но даже если восстановить точный облик строматолита, что это даст? Можно ли по пятнам плесени определить вид водоросли? А ведь строматолиты даже не плесень, а только продукт ее жизнедеятельности.</p><p>Вот почему даже руководитель лаборатории, профессор Келлер, с сомнением покачивал головой, наблюдая за стараниями Крылова. И все же успех пришел! Когда Игорь Николаевич с помощью методов проективной геометрии научился точно воспроизводить формы «кустов» докембрийского подводного леса, оказалось, что для каждого этапа докембрия характерны свои «кусты». Строматолиты менялись закономерно!</p><p>Теперь палеонтологический календарь заработал на огромном, почти двухмиллиарднолетнем, этапе докембрия. Его назвали рифеем, по древнему названию Уральского хребта, где особенно развиты докембрийские отложения.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_15_i_013.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Строматолит.</em></p><p></p><p>Обо всем этом рассказывает в своей книге «На заре жизни» сам И. Н. Крылов. Прочтите ее и вы поймете, как трудно подчас бывает исследователю. Уже никто не верит в успех его работы, а он продолжает работать. Собирает по крохам, терпит неудачи, совершенствует методику изучения и, наконец, через пятнадцать лет доказывает правоту своего постоянства!</p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
«КОСВЕННЫЕ УЛИКИ» РАСКРЫВАЮТ ДРЕВНИЕ ТАЙНЫ Найти первых жителей Земли — редкость чрезвычайная! Проще обнаружить «косвенные улики». Оказывается, водоросли в результате своей жизнедеятельности выделяли известь из морской воды. Известь эта накапливалась и образовывала как бы желваки или целые постройки, похожие на рифы. Эти желваки и постройки геологи назвали «строматолитами» (от греческих слов «строматос» — ковер и «литое» — камень). В очень редких случаях остатки водорослей и даже бактерий консервируются внутри такого строматолита, и тогда их удается рассмотреть и изучить. Но обычно в них нет ничего, кроме извести. Столбики и утолщения, составляющие строматолиты, переплетаются между собой, сливаются, образуя что-то очень напоминающее коралловый куст. «Кусты» эти тоже переплетаются и сливаются в рифоподобные толщи — биогермы. Изучение биогерм показало, что нарастали они в строго определенной последовательности. Изучение биогерм и отдельных строматолитов привело к интереснейшим наблюдениям и открытиям. В частности, биогермы ответили на вопрос, в каких условиях жили их создатели. Какой солености была вода. Какой температуры. Куда было направлено течение, омывавшее их. Достаточно ли им было света. Проще говоря, геологи, ни разу не видя в глаза таинственных создателей строматолитов, смогли многое узнать о них. Строматолиты и биогермы — продукты жизнедеятельности целых колоний водорослей. Продукт их совместного существования. Но бывало и так, что водоросль не прикреплялась ко дну, а жила на комочке грунта. Течение перекатывало такие комочки, и постепенно они обрастали концентрическими слоями карбонатных корочек. Эти желвачки геологи назвали «онколитами» (от греческого слова «онкос», что значит «опухоль»). Если распилить такой желвачок, то перед нами будет кружочек с массой опоясывающих его слоев. Другие желвачки оказались не слоистыми, а состоящими как бы из слипшихся комочков и пузырьков. Их назвали «катаграфиями», что значит «древние письмена». Вот сколько следов оставила древняя жизнь на Земле! Игорь Николаевич Крылов, сотрудник Геологического института Академии наук СССР, решил заняться именно строматолитами — самыми большими и неудобными окаменелостями из всех, что загромождают шкафы и подвалы лаборатории в Пыжевском переулке. Эти остатки жизни в докембрии в случае успеха обещали многое. Но самого успеха они как раз и не обещали. Известковистые кусты строматолитов переплетаются в известковистой породе, образуя с ней одно целое. Ни выбить их оттуда, ни вытравить кислотой невозможно. Можно только распилить камень дисковой алмазной пилой и рассмотреть разрез. Так делали многие, в том числе известный исследователь жизни докембрия член-корреспондент АН СССР А. Г. Вологдин. Особенных результатов они не достигли: слишком сложная картина открывалась на шлифе. Но даже если восстановить точный облик строматолита, что это даст? Можно ли по пятнам плесени определить вид водоросли? А ведь строматолиты даже не плесень, а только продукт ее жизнедеятельности. Вот почему даже руководитель лаборатории, профессор Келлер, с сомнением покачивал головой, наблюдая за стараниями Крылова. И все же успех пришел! Когда Игорь Николаевич с помощью методов проективной геометрии научился точно воспроизводить формы «кустов» докембрийского подводного леса, оказалось, что для каждого этапа докембрия характерны свои «кусты». Строматолиты менялись закономерно! Теперь палеонтологический календарь заработал на огромном, почти двухмиллиарднолетнем, этапе докембрия. Его назвали рифеем, по древнему названию Уральского хребта, где особенно развиты докембрийские отложения. Строматолит. Обо всем этом рассказывает в своей книге «На заре жизни» сам И. Н. Крылов. Прочтите ее и вы поймете, как трудно подчас бывает исследователю. Уже никто не верит в успех его работы, а он продолжает работать. Собирает по крохам, терпит неудачи, совершенствует методику изучения и, наконец, через пятнадцать лет доказывает правоту своего постоянства!
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ТОЧКА ОТСЧЕТА — ВЕРХНЯЯ ГРАНИЦА «ТЕМНЫХ ВЕКОВ»</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Точкой отсчета геологического календаря стало начало кембрия, первого из периодов фанерозоя, — этапа видимой жизни (от древнегреческих слов «фанерос» — видимый, явный и «зое» — жизнь). Жизнь действительно оставила явные следы в отложениях, которые первыми изучили в 1836 году молодые геологи Мурчисон и Седжвик. Тут были раковины и скелеты всех без исключения типов морских животных, которые сейчас живут на земле. Были и такие, что вымерли, не оставив потомков. Не было только рыб, не было вообще позвоночных. Даже самых простых. В Уэльсе, той части Англии, где работали Мурчисон и Седжвик, кембрийские слои лежали прямо на гранитном фундаменте, ниже всех остальных пород, которые впоследствии отложило море. Они были самыми древними, и геологи назвали их «кембрийскими» по древнему названию Уэльса — Кембрия. Соответственно период, когда образовалась эта толща, получил имя «кембрийский период» или просто «кембрий».</p><p>Богат и сложен животный мир кембрия, и странным кажется, что возник он как бы из ничего, на пустом месте. Геологи и палеонтологи очень надеялись, что рано или поздно под кембрийскими отложениями будут открыты другие слои — с раковинами и скелетами, пусть более простыми и менее обильными.</p> <p>Но шли годы и десятилетия. Кембрийские отложения находили на всех материках, во всех странах: в Америке, Канаде, Африке и в далекой Австралии. Особенно много кембрийских отложений в нашей стране — в Сибири, на Урале, в Заполярье. И странное выяснилось обстоятельство. Кембрий здесь лежал не на кристаллических породах. Ниже были те же самые известняки, сланцы и песчаники. Но раковины, домики, скелеты — все твердые остатки живых существ — как ножом обрезало на нижней границе кембрия, за 570 миллионов лет до наших дней.</p><p>Вы уже знаете, что ниже лежали «темные века», слои криптозоя, но палеонтологи все-таки смогли выяснить, что жизнь началась неизмеримо раньше.</p><p>Геологов совсем не устраивали эти довольно скудные сведения. У них были свои точные и конкретные задачи. Выяснилось, что более половины мировых запасов железа, урана, марганца и многих других ископаемых лежат именно там, в докембрии, за пределами геологического календаря. И чтобы найти, разведать, оконтурить на геологических картах новые месторождения, требовались отчетливые ориентиры; более простые и надежные, чем многомиллионные цифры абсолютной шкалы. Требовалось продолжить точный палеонтологический календарь на целых полтора-два миллиарда лет в глубь времен. И ученые многих стран взялись за выполнение этой трудной задачи.</p><p>Наибольший успех выпал на долю советских палеонтологов. И первым, кому удалось расставить четкие вехи в однообразных толщах докембрия, был молодой палеонтолог, ныне доктор геолого-минералогических наук, Игорь Николаевич Крылов.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
ТОЧКА ОТСЧЕТА — ВЕРХНЯЯ ГРАНИЦА «ТЕМНЫХ ВЕКОВ» Точкой отсчета геологического календаря стало начало кембрия, первого из периодов фанерозоя, — этапа видимой жизни (от древнегреческих слов «фанерос» — видимый, явный и «зое» — жизнь). Жизнь действительно оставила явные следы в отложениях, которые первыми изучили в 1836 году молодые геологи Мурчисон и Седжвик. Тут были раковины и скелеты всех без исключения типов морских животных, которые сейчас живут на земле. Были и такие, что вымерли, не оставив потомков. Не было только рыб, не было вообще позвоночных. Даже самых простых. В Уэльсе, той части Англии, где работали Мурчисон и Седжвик, кембрийские слои лежали прямо на гранитном фундаменте, ниже всех остальных пород, которые впоследствии отложило море. Они были самыми древними, и геологи назвали их «кембрийскими» по древнему названию Уэльса — Кембрия. Соответственно период, когда образовалась эта толща, получил имя «кембрийский период» или просто «кембрий». Богат и сложен животный мир кембрия, и странным кажется, что возник он как бы из ничего, на пустом месте. Геологи и палеонтологи очень надеялись, что рано или поздно под кембрийскими отложениями будут открыты другие слои — с раковинами и скелетами, пусть более простыми и менее обильными. Но шли годы и десятилетия. Кембрийские отложения находили на всех материках, во всех странах: в Америке, Канаде, Африке и в далекой Австралии. Особенно много кембрийских отложений в нашей стране — в Сибири, на Урале, в Заполярье. И странное выяснилось обстоятельство. Кембрий здесь лежал не на кристаллических породах. Ниже были те же самые известняки, сланцы и песчаники. Но раковины, домики, скелеты — все твердые остатки живых существ — как ножом обрезало на нижней границе кембрия, за 570 миллионов лет до наших дней. Вы уже знаете, что ниже лежали «темные века», слои криптозоя, но палеонтологи все-таки смогли выяснить, что жизнь началась неизмеримо раньше. Геологов совсем не устраивали эти довольно скудные сведения. У них были свои точные и конкретные задачи. Выяснилось, что более половины мировых запасов железа, урана, марганца и многих других ископаемых лежат именно там, в докембрии, за пределами геологического календаря. И чтобы найти, разведать, оконтурить на геологических картах новые месторождения, требовались отчетливые ориентиры; более простые и надежные, чем многомиллионные цифры абсолютной шкалы. Требовалось продолжить точный палеонтологический календарь на целых полтора-два миллиарда лет в глубь времен. И ученые многих стран взялись за выполнение этой трудной задачи. Наибольший успех выпал на долю советских палеонтологов. И первым, кому удалось расставить четкие вехи в однообразных толщах докембрия, был молодой палеонтолог, ныне доктор геолого-минералогических наук, Игорь Николаевич Крылов.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ДОСТИЖЕНИЯ «НЕВИДИМОК»</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Нельзя сказать, чтобы «скелетная революция» застала животных врасплох или что только с ее приходом начинает прокладываться тот путь, который впоследствии привел к человеку. «Невидимки» и сами кое-чего достигли. Например, благодаря пищеварительной трубке, которой обзавелись самые прогрессивные организмы, они смогли в одно отверстие трубки втягивать питательные вещества, а из другого извергать их остатки.</p><p>Значение появления пищеварительной трубки трудно переоценить, и появление скелета, по сравнению с ней, приобретение ничуть не большее. Ведь с развитием пищеварительной трубки движения животного обрели четкую направленность — входным отверстием вперед, так как основным занятием живых существ были поиски пищи. И на пути этих поисков трубка развивает и совершенствует вокруг себя органы зрения и обоняния, подсказывающие ей, где и какая пища находится. Развиваются щупальца, чтобы захватывать пищу, и наконец, нервные клетки, которые тоже сосредоточиваются возле входа в пищеварительную трубку, совершенствуются и усложняются, образуют контролирующий центр — прообраз мозга.</p> <p>Наряду с этим появились и зеркально-симметричные левая и правая стороны тела и животные могли поворачиваться так, чтобы только одна часть тела была постоянно наверху.</p><p>Вот каких успехов достигли древние «невидимки» за 3 миллиарда лет своего существования!</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_18_i_014.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>В кембрийскую эпоху в геологической летописи появились почти все ныне живущие типы организмов, а также несколько типов, которые потомков не оставили. Как и сейчас, особенно разнообразным было население литорали — мелководного прибрежья морей и океанов. Своеобразной экологической особенностью этих первобытных сообществ было почти полное отсутствие хищников. Древнекембрийские представители животного мира были невелики по размерам и питались планктоном — мельчайшими организмами, взвешенными в толще воды, или же поглощали органические частицы из грунта.</em></p><p><em>Типичными представителями кембрийских сообществ были кишечнополостные, брахиоподы, примитивные моллюски, иглокожие и вымершая ныне обширная группа фильтрующих рифообразных животных — археоциат.</em></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
ДОСТИЖЕНИЯ «НЕВИДИМОК» Нельзя сказать, чтобы «скелетная революция» застала животных врасплох или что только с ее приходом начинает прокладываться тот путь, который впоследствии привел к человеку. «Невидимки» и сами кое-чего достигли. Например, благодаря пищеварительной трубке, которой обзавелись самые прогрессивные организмы, они смогли в одно отверстие трубки втягивать питательные вещества, а из другого извергать их остатки. Значение появления пищеварительной трубки трудно переоценить, и появление скелета, по сравнению с ней, приобретение ничуть не большее. Ведь с развитием пищеварительной трубки движения животного обрели четкую направленность — входным отверстием вперед, так как основным занятием живых существ были поиски пищи. И на пути этих поисков трубка развивает и совершенствует вокруг себя органы зрения и обоняния, подсказывающие ей, где и какая пища находится. Развиваются щупальца, чтобы захватывать пищу, и наконец, нервные клетки, которые тоже сосредоточиваются возле входа в пищеварительную трубку, совершенствуются и усложняются, образуют контролирующий центр — прообраз мозга. Наряду с этим появились и зеркально-симметричные левая и правая стороны тела и животные могли поворачиваться так, чтобы только одна часть тела была постоянно наверху. Вот каких успехов достигли древние «невидимки» за 3 миллиарда лет своего существования! В кембрийскую эпоху в геологической летописи появились почти все ныне живущие типы организмов, а также несколько типов, которые потомков не оставили. Как и сейчас, особенно разнообразным было население литорали — мелководного прибрежья морей и океанов. Своеобразной экологической особенностью этих первобытных сообществ было почти полное отсутствие хищников. Древнекембрийские представители животного мира были невелики по размерам и питались планктоном — мельчайшими организмами, взвешенными в толще воды, или же поглощали органические частицы из грунта. Типичными представителями кембрийских сообществ были кишечнополостные, брахиоподы, примитивные моллюски, иглокожие и вымершая ныне обширная группа фильтрующих рифообразных животных — археоциат.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">КРЕПОСТИ, ДОМИКИ, ДОСПЕХИ…</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Во-первых, скелеты-крепости, которыми обзавелись кораллы, губки, археоциаты и конулярии.</p><p>Во-вторых, скелеты подвижные — домики. Их «выбрали» моллюски и хиолиты.</p><p>В-третьих, скелеты-доспехи, в которые принарядились трилобиты и раки.</p><p>Трудно сказать, почему те или иные организмы получили тот или иной скелет. Но точно известно, что именно скелет и определил их дальнейшую судьбу.</p><p>Так, губкам и археоциатам «достался» скелет-арматура, скелет-каркас. Сложное переплетение балок и стержней, вроде остова современного дома из железобетона. Такой дом уже сам по себе располагает к оседлой жизни. А домоседы мало меняются. Разве что больше усложняют конструкции своих домов.</p><p>Примерно та же судьба и у кораллов. У них уже не просто дома, а дома-крепости, с прочными известковыми стенами. Кораллы любят селиться вместе и образовывать целые города со множеством причудливых башен и башенок, в которых проводят свой век бесчисленные поколения их мягкотелых обитателей. Время от времени с вершин башенок отрываются прозрачные студенистые купола. Это гидромедузы. Они плывут, величаво покачивая бахромой, в океанские дали. Так для оседлых животных решается проблема расселения. Где-нибудь личинка этой гидромедузы осядет на дно и даст начало новой колонии коралловых полипов. Так будет основан новый подводный город.</p> <p>Коралловый город поначалу кажется городом только для своих. Ведь из каждой «бойницы» выглядывают стрекательные щупальца, жгучие, как крапива. На самом деле этот город приютил разные «слои населения». В его лабиринтах нашли пристанище водоросли, черви, моллюски и многие другие животные.</p><p>Такое сообщество взаимовыгодно. Водоросли снабжают коралл кислородом. А обилие пищи привлекает моллюсков и червей. Коралловый город живет своей сложной жизнью.</p><p>Дом моллюска тоже всегда при нем. Но это скорее кибитка кочевника. Двигаться в случае необходимости могут почти все моллюски, но некоторые из них — настоящие путешественники. Раковина не только не мешает им, а даже помогает. Недаром Жюль Верн назвал подводный корабль капитана Немо «Наутилусом» и снабдил его девизом: «Подвижное в подвижном». Ведь наутилус — это моллюск, и первые наутилусы появились как раз в те времена, о которых мы сейчас говорим. Они жили в конических раковинах, похожих на шапку звездочета. Сам моллюск сидел в переднем конце раковины, и чем больше он рос, тем длиннее становилась его раковина, а тело переселялось все вперед и вперед. Но свободное помещение даром не пропадало. Оно было разделено на множество водонепроницаемых отсеков, через которые проходила воздушная трубка. При помощи этой трубки моллюск мог регулировать давление воздуха в отсеках. Домик таким образом превратился в батискаф. Он не только ничего не весил, но еще и поддерживал тело моллюска в воде. Таким образом, моллюски ничего не потеряли в движении. Теперь одни из них могли плавать как ракеты, выбрасывая струи воды из жаберной полости, а некоторые — просто двигая щупальцами. Но таким кораблем-раковиной нужно было управлять. И у головоногих моллюсков развиваются органы чувств — глаза и головной мозг, равного которому нет ни у одного беспозвоночного животного. Началась долгая и славная история головоногих моллюсков, которая продолжается и по настоящий день.</p><p>А теперь посмотрим, какой «костюм» достался ракам и трилобитам — этим первым членистоногим животным на Земле. Они активно движутся, могут ползать, плавать, а трилобиты даже сворачиваются в клубок в случае опасности. Наружный скелет-панцирь не то что не мешает движению — движение без скелета было бы для них невозможно. Эти животные первыми используют для передвижения ноги. Ноги-ходули, ноги-весла. На ватных ногах не пойдешь: ноги должны иметь жесткую опору. Опору для мускулов дает скелет из хитина. Хитин — это твердый слой, который выделяется клетками животного, что-то вроде органической пластмассы. Хитин покрывает все тело животного, от кончика хвоста до кончика усов. В нем нет просветов, но есть сочленения, где слой более тонок и может гнуться. Такой скелет дает много преимуществ его владельцу. Он защищает от врагов, не мешает двигаться, сохраняет постоянную форму тела. Но у него есть недостаток. Он не может расти. Если членистоногие не хотели навсегда остаться маленькими, у них был только один выход: сломать панцирь, быстро вырасти и сделать новый, по росту. Но дело это не простое. Без своих надежных лат они совсем беспомощны, и любая случайность может их погубить. Это одна из причин, почему членистоногие никогда не были особенно большими. Исключение составляют только ракоскорпионы. Было время, когда они стали настоящими морскими чудовищами в три метра длиной. Клешни и челюсти сделали их властелинами древнего моря, грозой моллюсков и трилобитов. Но о них речь впереди.</p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_20_i_015.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Головоногий моллюск</em></p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_20_i_016.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Обитатели силурийского моря.</em></p> <br/><br/> </section> </article></html>
КРЕПОСТИ, ДОМИКИ, ДОСПЕХИ… Во-первых, скелеты-крепости, которыми обзавелись кораллы, губки, археоциаты и конулярии. Во-вторых, скелеты подвижные — домики. Их «выбрали» моллюски и хиолиты. В-третьих, скелеты-доспехи, в которые принарядились трилобиты и раки. Трудно сказать, почему те или иные организмы получили тот или иной скелет. Но точно известно, что именно скелет и определил их дальнейшую судьбу. Так, губкам и археоциатам «достался» скелет-арматура, скелет-каркас. Сложное переплетение балок и стержней, вроде остова современного дома из железобетона. Такой дом уже сам по себе располагает к оседлой жизни. А домоседы мало меняются. Разве что больше усложняют конструкции своих домов. Примерно та же судьба и у кораллов. У них уже не просто дома, а дома-крепости, с прочными известковыми стенами. Кораллы любят селиться вместе и образовывать целые города со множеством причудливых башен и башенок, в которых проводят свой век бесчисленные поколения их мягкотелых обитателей. Время от времени с вершин башенок отрываются прозрачные студенистые купола. Это гидромедузы. Они плывут, величаво покачивая бахромой, в океанские дали. Так для оседлых животных решается проблема расселения. Где-нибудь личинка этой гидромедузы осядет на дно и даст начало новой колонии коралловых полипов. Так будет основан новый подводный город. Коралловый город поначалу кажется городом только для своих. Ведь из каждой «бойницы» выглядывают стрекательные щупальца, жгучие, как крапива. На самом деле этот город приютил разные «слои населения». В его лабиринтах нашли пристанище водоросли, черви, моллюски и многие другие животные. Такое сообщество взаимовыгодно. Водоросли снабжают коралл кислородом. А обилие пищи привлекает моллюсков и червей. Коралловый город живет своей сложной жизнью. Дом моллюска тоже всегда при нем. Но это скорее кибитка кочевника. Двигаться в случае необходимости могут почти все моллюски, но некоторые из них — настоящие путешественники. Раковина не только не мешает им, а даже помогает. Недаром Жюль Верн назвал подводный корабль капитана Немо «Наутилусом» и снабдил его девизом: «Подвижное в подвижном». Ведь наутилус — это моллюск, и первые наутилусы появились как раз в те времена, о которых мы сейчас говорим. Они жили в конических раковинах, похожих на шапку звездочета. Сам моллюск сидел в переднем конце раковины, и чем больше он рос, тем длиннее становилась его раковина, а тело переселялось все вперед и вперед. Но свободное помещение даром не пропадало. Оно было разделено на множество водонепроницаемых отсеков, через которые проходила воздушная трубка. При помощи этой трубки моллюск мог регулировать давление воздуха в отсеках. Домик таким образом превратился в батискаф. Он не только ничего не весил, но еще и поддерживал тело моллюска в воде. Таким образом, моллюски ничего не потеряли в движении. Теперь одни из них могли плавать как ракеты, выбрасывая струи воды из жаберной полости, а некоторые — просто двигая щупальцами. Но таким кораблем-раковиной нужно было управлять. И у головоногих моллюсков развиваются органы чувств — глаза и головной мозг, равного которому нет ни у одного беспозвоночного животного. Началась долгая и славная история головоногих моллюсков, которая продолжается и по настоящий день. А теперь посмотрим, какой «костюм» достался ракам и трилобитам — этим первым членистоногим животным на Земле. Они активно движутся, могут ползать, плавать, а трилобиты даже сворачиваются в клубок в случае опасности. Наружный скелет-панцирь не то что не мешает движению — движение без скелета было бы для них невозможно. Эти животные первыми используют для передвижения ноги. Ноги-ходули, ноги-весла. На ватных ногах не пойдешь: ноги должны иметь жесткую опору. Опору для мускулов дает скелет из хитина. Хитин — это твердый слой, который выделяется клетками животного, что-то вроде органической пластмассы. Хитин покрывает все тело животного, от кончика хвоста до кончика усов. В нем нет просветов, но есть сочленения, где слой более тонок и может гнуться. Такой скелет дает много преимуществ его владельцу. Он защищает от врагов, не мешает двигаться, сохраняет постоянную форму тела. Но у него есть недостаток. Он не может расти. Если членистоногие не хотели навсегда остаться маленькими, у них был только один выход: сломать панцирь, быстро вырасти и сделать новый, по росту. Но дело это не простое. Без своих надежных лат они совсем беспомощны, и любая случайность может их погубить. Это одна из причин, почему членистоногие никогда не были особенно большими. Исключение составляют только ракоскорпионы. Было время, когда они стали настоящими морскими чудовищами в три метра длиной. Клешни и челюсти сделали их властелинами древнего моря, грозой моллюсков и трилобитов. Но о них речь впереди. Головоногий моллюск Обитатели силурийского моря.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1"></h1> <section class="px3 mb4"> <p> </p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_30_i_026.jpg"/> </p><p></p><p></p><p>С девоном связаны судьбы всех героев предыдущей главы. Период этот выделили уже знакомые нам друзья-соперники Седжвик и Мурчисон. Это произошло в 1836 году, когда они дружно работали в графстве Девоншир — отсюда и название периода — и еще не успели поссориться из-за силура.</p><p>«Old Red» — «старый красный» — так назвали отложения девона английские геологи, потому что цвет песчаника, пятнами проступавшего по всему северу Англии, был красным — от кровавого до темно-бурого.</p><p>Странное дело, в нем почти не было морских беспозвоночных, зато часто встречались остатки рыб и растений. Особенно хорошую коллекцию удалось собрать в Шотландии. Коллекцию эту изучил и описал в своей книге тот самый академик Пандер из Петербурга, успехам которого втайне завидовал открыватель первых позвоночных Иоганн Рогон. Благодаря шотландским раскопкам мир узнал о самых первых кистеперых рыбах. А то, что именно им выпала честь стать родителями четвероногих обитателей суши, окончательно доказал знакомый нам Эрик Стенше.</p><p>Тем временем геологи по всей Европе и Америке вели разведку «старого красного», который оказался богатой кладовой нефти и угля. И везде им встречались рыбы. Находили рыб и случайно. Так однажды, выбирая грунт под фундамент в самом центре американского города Кливленд, рабочие увидели чудовищную трехметровую голову. Строители тут же бросили бульдозеры на раскопку кладбища артродир. Кажется, это был первый случай бульдозерных палеонтологических раскопок.</p> <p>Но больше всего девонских отложений в нашей стране. А по Прибалтике до Ленинграда и Пскова протянулась зона, которую называют Главным Девонским полем. И это поле щедро «засеяно» ископаемыми. Разведать его, составить его геологическую карту очень помогли остатки рыб. Но среди обширнейших коллекций, собранных советскими палеонтологами, не было ни одной кистеперой рыбы, которая по сохранности могла бы сравниться с теми, какие привез из Шотландии Пандер, или с теми, которых изучали Стенше и его ученик Эрик Ярвик.</p><p>Как-то утром в кабинете литовского палеонтолога Валентины</p><p>Николаевны Каратаюте-Талимаа, той самой, что выступала экспертом «по делу о древнезубе и старозубе», зазвонил телефон, и взволнованный голос попросил ее срочно приехать на карьер Лоде: машинист экскаватора заметил в ковше странные остатки. На Лоде немедленно прибыли эстонские, латвийские и литовские палеонтологи — столь велик был интерес к этой находке.</p><p>Когда Валентина Николаевна и ее спутники сделали первую расчистку, они ахнули. Дно девонского озера открылось перед ними таким, каким оно было 380 миллионов лет назад. Его покрывали мелкие ракушки, устилали ветви папоротников, и среди них, казалось, дремали десятки крупных и маленьких рыб. Это были не кости и даже не скелеты, а полностью сохранившие объем и форму мумии кистеперых. Удалось опознать оба вида этих рыб. За много лет до этой находки, в разное время, они были описаны по отдельным костям и оба названы в честь Христиана Пандера: пандерихтис и лаккогнатус пандери, что значит «пандеровская рыба» и что-то вроде «яморот Пандера».</p><p>Несомненно, девон был веком расцвета рыб. И все же рыбы уже не основные герои этой главы.</p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
С девоном связаны судьбы всех героев предыдущей главы. Период этот выделили уже знакомые нам друзья-соперники Седжвик и Мурчисон. Это произошло в 1836 году, когда они дружно работали в графстве Девоншир — отсюда и название периода — и еще не успели поссориться из-за силура. «Old Red» — «старый красный» — так назвали отложения девона английские геологи, потому что цвет песчаника, пятнами проступавшего по всему северу Англии, был красным — от кровавого до темно-бурого. Странное дело, в нем почти не было морских беспозвоночных, зато часто встречались остатки рыб и растений. Особенно хорошую коллекцию удалось собрать в Шотландии. Коллекцию эту изучил и описал в своей книге тот самый академик Пандер из Петербурга, успехам которого втайне завидовал открыватель первых позвоночных Иоганн Рогон. Благодаря шотландским раскопкам мир узнал о самых первых кистеперых рыбах. А то, что именно им выпала честь стать родителями четвероногих обитателей суши, окончательно доказал знакомый нам Эрик Стенше. Тем временем геологи по всей Европе и Америке вели разведку «старого красного», который оказался богатой кладовой нефти и угля. И везде им встречались рыбы. Находили рыб и случайно. Так однажды, выбирая грунт под фундамент в самом центре американского города Кливленд, рабочие увидели чудовищную трехметровую голову. Строители тут же бросили бульдозеры на раскопку кладбища артродир. Кажется, это был первый случай бульдозерных палеонтологических раскопок. Но больше всего девонских отложений в нашей стране. А по Прибалтике до Ленинграда и Пскова протянулась зона, которую называют Главным Девонским полем. И это поле щедро «засеяно» ископаемыми. Разведать его, составить его геологическую карту очень помогли остатки рыб. Но среди обширнейших коллекций, собранных советскими палеонтологами, не было ни одной кистеперой рыбы, которая по сохранности могла бы сравниться с теми, какие привез из Шотландии Пандер, или с теми, которых изучали Стенше и его ученик Эрик Ярвик. Как-то утром в кабинете литовского палеонтолога Валентины Николаевны Каратаюте-Талимаа, той самой, что выступала экспертом «по делу о древнезубе и старозубе», зазвонил телефон, и взволнованный голос попросил ее срочно приехать на карьер Лоде: машинист экскаватора заметил в ковше странные остатки. На Лоде немедленно прибыли эстонские, латвийские и литовские палеонтологи — столь велик был интерес к этой находке. Когда Валентина Николаевна и ее спутники сделали первую расчистку, они ахнули. Дно девонского озера открылось перед ними таким, каким оно было 380 миллионов лет назад. Его покрывали мелкие ракушки, устилали ветви папоротников, и среди них, казалось, дремали десятки крупных и маленьких рыб. Это были не кости и даже не скелеты, а полностью сохранившие объем и форму мумии кистеперых. Удалось опознать оба вида этих рыб. За много лет до этой находки, в разное время, они были описаны по отдельным костям и оба названы в честь Христиана Пандера: пандерихтис и лаккогнатус пандери, что значит «пандеровская рыба» и что-то вроде «яморот Пандера». Несомненно, девон был веком расцвета рыб. И все же рыбы уже не основные герои этой главы.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1"></h1> <section class="px3 mb4"> <p> </p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_22_i_017.jpg"/> </p><p></p><p>570 миллионов лет назад, с появлением скелетных организмов, кончилась туманная предыстория жизни и началась история, зримая и документальная. Словно вспыхнул свет рампы. Высветились монументальные декорации. Актеры в красочных костюмах повели замысловатый и захватывающий сюжет с превращениями, погонями и батальными сценами. Тут-то в затихшем зале обычно и раздается громкий шепот любознательного зрителя: «А где же здесь наши?» Ведь должны, обязательно должны во всякой порядочной истории действовать «наши», за кого можно болеть, кому от души хочется сочувствовать и желать победы.</p><p>В нашей истории в роли такого любознательного зрителя оказались биологи-дарвинисты, когда в середине прошлого века они приступили к составлению человеческой родословной. И выглядели они чуть ли не простаками: ведь для большинства людей тогда история человечества начиналась, согласно христианской догме, с Адама и Евы, то есть примерно 4–6 тысяч лет до нашей эры.</p><p>Потомками Адама и Евы собственно и ограничивался круг «наших». Ведь, согласно библии, все другие существа были сотворены отдельно и независимо. Знаменитый биолог граф Бюффон, правда, попытался расширить этот круг, включив в него и обезьян в качестве «опростившихся» потомков Адама и Евы, но вскоре отказался от своей кощунственной идеи.</p> <p>Совсем иначе представлялось все это первым эволюционистам и, тем более, нашим современникам. Все живущие и когда-либо жившие на Земле организмы — это потомки первичных существ, протобионтов, появившихся, как мы теперь знаем, около 4 миллиардов лет назад. Общность тончайших биохимических реакций, одинаковое устройство аппаратов наследственности не оставляют в этом сомнений.</p><p>Значит, человек имеет право повторить пароль Маугли — «Мы с вами одной крови, вы и я!» — любому из полутора миллионов ныне живущих видов: и вирусу гриппа, и редиске, и скорпиону. Вот только поймут ли они? Услышат ли? Уж слишком далеко разошлись дорожки за четыре миллиарда лет. Даже в сказке Киплинга Маугли мог говорить только со зверями, птицами и змеями, а с дикими пчелами ни он, ни даже мудрый Каа общий язык найти не могли. Мир Маугли, его друзья и враги, — это мир позвоночных. От этого племени мы получили в дар красную кровь, крепкие кости, сильные мышцы и большой мозг.</p><p>Позвоночных не очень много. Сейчас на Земле их около семидесяти тысяч видов. А это всего 0,5 процента всех видов живых организмов.</p><p>Семьдесят тысяч линий тянутся через миллионы веков к общему рыбообразному предку, и среди них есть линия человека. Нам очень важно знать эту линию, и не только из законного любопытства. Изучая ее, мы сможем лучше понять законы эволюционного прогресса, законы преодоления тысяч запретов и ограничений, которые ставила природа на пути к разуму.</p><p>Но пройтись вдоль цепочки предков совсем не просто. Мешают десятки пробелов, десятки утерянных или нерасшифрованных страниц в летописи жизни Земли. И самая первая загадка, наивный вопрос: «А где же все-таки наши?», где позвоночные в самом начале фанерозоя?</p> <br/><br/> </section> </article></html>
570 миллионов лет назад, с появлением скелетных организмов, кончилась туманная предыстория жизни и началась история, зримая и документальная. Словно вспыхнул свет рампы. Высветились монументальные декорации. Актеры в красочных костюмах повели замысловатый и захватывающий сюжет с превращениями, погонями и батальными сценами. Тут-то в затихшем зале обычно и раздается громкий шепот любознательного зрителя: «А где же здесь наши?» Ведь должны, обязательно должны во всякой порядочной истории действовать «наши», за кого можно болеть, кому от души хочется сочувствовать и желать победы. В нашей истории в роли такого любознательного зрителя оказались биологи-дарвинисты, когда в середине прошлого века они приступили к составлению человеческой родословной. И выглядели они чуть ли не простаками: ведь для большинства людей тогда история человечества начиналась, согласно христианской догме, с Адама и Евы, то есть примерно 4–6 тысяч лет до нашей эры. Потомками Адама и Евы собственно и ограничивался круг «наших». Ведь, согласно библии, все другие существа были сотворены отдельно и независимо. Знаменитый биолог граф Бюффон, правда, попытался расширить этот круг, включив в него и обезьян в качестве «опростившихся» потомков Адама и Евы, но вскоре отказался от своей кощунственной идеи. Совсем иначе представлялось все это первым эволюционистам и, тем более, нашим современникам. Все живущие и когда-либо жившие на Земле организмы — это потомки первичных существ, протобионтов, появившихся, как мы теперь знаем, около 4 миллиардов лет назад. Общность тончайших биохимических реакций, одинаковое устройство аппаратов наследственности не оставляют в этом сомнений. Значит, человек имеет право повторить пароль Маугли — «Мы с вами одной крови, вы и я!» — любому из полутора миллионов ныне живущих видов: и вирусу гриппа, и редиске, и скорпиону. Вот только поймут ли они? Услышат ли? Уж слишком далеко разошлись дорожки за четыре миллиарда лет. Даже в сказке Киплинга Маугли мог говорить только со зверями, птицами и змеями, а с дикими пчелами ни он, ни даже мудрый Каа общий язык найти не могли. Мир Маугли, его друзья и враги, — это мир позвоночных. От этого племени мы получили в дар красную кровь, крепкие кости, сильные мышцы и большой мозг. Позвоночных не очень много. Сейчас на Земле их около семидесяти тысяч видов. А это всего 0,5 процента всех видов живых организмов. Семьдесят тысяч линий тянутся через миллионы веков к общему рыбообразному предку, и среди них есть линия человека. Нам очень важно знать эту линию, и не только из законного любопытства. Изучая ее, мы сможем лучше понять законы эволюционного прогресса, законы преодоления тысяч запретов и ограничений, которые ставила природа на пути к разуму. Но пройтись вдоль цепочки предков совсем не просто. Мешают десятки пробелов, десятки утерянных или нерасшифрованных страниц в летописи жизни Земли. И самая первая загадка, наивный вопрос: «А где же все-таки наши?», где позвоночные в самом начале фанерозоя?
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">МОЗГ В КОРОБКЕ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Молодой энергичный швед Эрик Стеншё не спешил строить свои гипотезы (успеется!) и не жаждал проверять чужие (и так работы невпроворот!). Он просто работал с панцирными рыбами. Материала у него хватало. Скандинавские геологи интенсивно изучали Арктику. Шпицберген, Гренландия — здесь повсюду на поверхность выходят палеозойские породы с коричневыми и синевато-стальными скорлупами. Это и есть остатки панцирных рыб. Описывал их когда-то и старый Христиан Пандер. И до него их описывали. И после него. А сказать про них вроде бы нечего. Чешуйчатый хвост, туловище и голова в плоской костяной коробке. Похоже на сковороду с ручкой. В крышке сковороды прорези для глаз. А что за существо сидело внутри — непонятно. Форма и расположение костей совсем не такие, как у любой современной рыбы. Упорный швед изучал не только кости. Тончайшие детали внутреннего устройства водных позвоночных давно стали для него открытой книгой. Дело в том, что молодой ученый собирался заглянуть внутрь костяной сковороды. Идея эта большинству палеонтологов представлялась бессмысленной. Внутри была порода, окаменевший ил, твердый, как кремень. Эрик знал, что это не совсем так. На сколах внутри панциря просматривались какие-то остатки, принадлежащие самому животному. Но толку от этого не было. Невозможно разобраться, что за остатки и к чему они. И все-таки Эрик разобрался, изумив не только коллег, но и всех интересующихся естествознанием. (Это палеонтологам удается значительно реже, чем можно предположить.) Его способ решения никак нельзя назвать простым и легким. Стенше шлифовал свои находки, как шлифуют ювелиры агат или яшму. Но вряд ли даже огранка известнейших бриллиантов мира потребовала большего труда, терпения и знаний, чем обработка рыб методом Стенше.</p> <p>Образец прижимается к бешено вращающемуся шлифовальному диску. Томительные минуты, наполненные гудением и звоном машины, — и один миллиметр породы превратился в пыль, а на шлифованной поверхности проступили белые разводы кости. Теперь обработка ксилолом, чтобы яснее проступил рисунок. И фотография. Еще миллиметр пришлифовки, и снова фотография. Десять сантиметров — сто пришлифовок. Двадцать сантиметров — двести фотографий. Только эти фотографии и остаются от образца к концу работы.</p><p>Впрочем, какой там конец!</p><p>Работа только начинается. Ведь любой из этих двухсот разрезов мало что говорит даже специалисту. Чтобы заставить их говорить, Стенше с фанатическим терпением лепит из цветного воска объемную модель. Это делается так. Фотографии увеличены в десять раз. Вот на первой из них в левом углу маленькое колечко. На следующей тоже. Значит, на модели проходит еще один сантиметр круглой трубки. На третьей фотографии рядом с большим колечком — колечко поменьше. Значит, трубка ветвится.</p><p>Эрику кажется, что работе не будет конца. Но на столе в прозрачном ящике уже лежит то, что было внутри костной сковороды. Это мозг.</p><p>Великолепный мозг позвоночного!</p><p>Сказочный спрут, раскинувший ветвистые щупальца нервов, опутанный сетью вен и артерий. Он принадлежал существам бесконечно далекого от нас мира, но все-таки был узнаваем. Мозг пращура, предсказанный А. Н. Северцовым в 1916 году и открытый Эриком Стенше в 1927 году.</p><p>Рассказывают, что и сейчас, полвека спустя, у подъезда лаборатории в Стокгольме даже после окончания рабочего дня и по выходным плавно тормозит машина и из-за руля поднимается Эрик Стенше — самый известный палеонтолог мира. Уважаемый патриарх и основатель новых методов, глава блестящей «шведской школы».</p><p>И он же — великий бунтарь, ниспровергатель общепризнанных истин, творец «безумных идей». Поэтому с ним спорят и вызывают на бой, как вызывали Ланселота рыцари Круглого стола.</p><p>Скрестить копья с самим Стенше и остаться в седле — большая честь. Но, это редко кому удается. Здесь не достаточно ума, отваги и четкой логики. Ведь пенсионер из Стокгольма уважает одни лишь факты. Его можно одолеть только работой.</p><p>А как переработаешь человека, который вот уже 70 лет не признает выходных дней?</p><p></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_25_i_019.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Рыбы, изображенные на этом рисунке, в прошлом доставили немало хлопот палеонтологам. Закованный в панцирь птерихтис был типичным обитателем пресноводных водоемов девонской эпохи. Его жесткие членистые конечности настолько непохожи на плавники остальных рыб, что некоторые ученые всерьез считали это существо потомком ракообразных. Три глаза птерихтиса (два настоящих и теменной) посажены вплотную один к другому на самой середине лба.</em></p><p><em>Сейчас родство птерихтиса с остальными панцирными рыбами не вызывает сомнений. Установлено, что странные плавники при плавании работали как крыло с изменяемой геометрией у современных истребителей, а на быстром течении служили надежным якорем. Большинство акантод с характерными плавниковыми шипами также были пресноводными рыбами. В отличие от всех остальных позвоночных они имели больше двух пар конечностей: у некоторых акантод было до десяти парных плавников.</em></p><p></p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
МОЗГ В КОРОБКЕ Молодой энергичный швед Эрик Стеншё не спешил строить свои гипотезы (успеется!) и не жаждал проверять чужие (и так работы невпроворот!). Он просто работал с панцирными рыбами. Материала у него хватало. Скандинавские геологи интенсивно изучали Арктику. Шпицберген, Гренландия — здесь повсюду на поверхность выходят палеозойские породы с коричневыми и синевато-стальными скорлупами. Это и есть остатки панцирных рыб. Описывал их когда-то и старый Христиан Пандер. И до него их описывали. И после него. А сказать про них вроде бы нечего. Чешуйчатый хвост, туловище и голова в плоской костяной коробке. Похоже на сковороду с ручкой. В крышке сковороды прорези для глаз. А что за существо сидело внутри — непонятно. Форма и расположение костей совсем не такие, как у любой современной рыбы. Упорный швед изучал не только кости. Тончайшие детали внутреннего устройства водных позвоночных давно стали для него открытой книгой. Дело в том, что молодой ученый собирался заглянуть внутрь костяной сковороды. Идея эта большинству палеонтологов представлялась бессмысленной. Внутри была порода, окаменевший ил, твердый, как кремень. Эрик знал, что это не совсем так. На сколах внутри панциря просматривались какие-то остатки, принадлежащие самому животному. Но толку от этого не было. Невозможно разобраться, что за остатки и к чему они. И все-таки Эрик разобрался, изумив не только коллег, но и всех интересующихся естествознанием. (Это палеонтологам удается значительно реже, чем можно предположить.) Его способ решения никак нельзя назвать простым и легким. Стенше шлифовал свои находки, как шлифуют ювелиры агат или яшму. Но вряд ли даже огранка известнейших бриллиантов мира потребовала большего труда, терпения и знаний, чем обработка рыб методом Стенше. Образец прижимается к бешено вращающемуся шлифовальному диску. Томительные минуты, наполненные гудением и звоном машины, — и один миллиметр породы превратился в пыль, а на шлифованной поверхности проступили белые разводы кости. Теперь обработка ксилолом, чтобы яснее проступил рисунок. И фотография. Еще миллиметр пришлифовки, и снова фотография. Десять сантиметров — сто пришлифовок. Двадцать сантиметров — двести фотографий. Только эти фотографии и остаются от образца к концу работы. Впрочем, какой там конец! Работа только начинается. Ведь любой из этих двухсот разрезов мало что говорит даже специалисту. Чтобы заставить их говорить, Стенше с фанатическим терпением лепит из цветного воска объемную модель. Это делается так. Фотографии увеличены в десять раз. Вот на первой из них в левом углу маленькое колечко. На следующей тоже. Значит, на модели проходит еще один сантиметр круглой трубки. На третьей фотографии рядом с большим колечком — колечко поменьше. Значит, трубка ветвится. Эрику кажется, что работе не будет конца. Но на столе в прозрачном ящике уже лежит то, что было внутри костной сковороды. Это мозг. Великолепный мозг позвоночного! Сказочный спрут, раскинувший ветвистые щупальца нервов, опутанный сетью вен и артерий. Он принадлежал существам бесконечно далекого от нас мира, но все-таки был узнаваем. Мозг пращура, предсказанный А. Н. Северцовым в 1916 году и открытый Эриком Стенше в 1927 году. Рассказывают, что и сейчас, полвека спустя, у подъезда лаборатории в Стокгольме даже после окончания рабочего дня и по выходным плавно тормозит машина и из-за руля поднимается Эрик Стенше — самый известный палеонтолог мира. Уважаемый патриарх и основатель новых методов, глава блестящей «шведской школы». И он же — великий бунтарь, ниспровергатель общепризнанных истин, творец «безумных идей». Поэтому с ним спорят и вызывают на бой, как вызывали Ланселота рыцари Круглого стола. Скрестить копья с самим Стенше и остаться в седле — большая честь. Но, это редко кому удается. Здесь не достаточно ума, отваги и четкой логики. Ведь пенсионер из Стокгольма уважает одни лишь факты. Его можно одолеть только работой. А как переработаешь человека, который вот уже 70 лет не признает выходных дней? Рыбы, изображенные на этом рисунке, в прошлом доставили немало хлопот палеонтологам. Закованный в панцирь птерихтис был типичным обитателем пресноводных водоемов девонской эпохи. Его жесткие членистые конечности настолько непохожи на плавники остальных рыб, что некоторые ученые всерьез считали это существо потомком ракообразных. Три глаза птерихтиса (два настоящих и теменной) посажены вплотную один к другому на самой середине лба. Сейчас родство птерихтиса с остальными панцирными рыбами не вызывает сомнений. Установлено, что странные плавники при плавании работали как крыло с изменяемой геометрией у современных истребителей, а на быстром течении служили надежным якорем. Большинство акантод с характерными плавниковыми шипами также были пресноводными рыбами. В отличие от всех остальных позвоночных они имели больше двух пар конечностей: у некоторых акантод было до десяти парных плавников.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ПОЧЕМУ «НЕВИДИМКАМ» ПРИШЛОСЬ ПРИОДЕТЬСЯ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Итак, кембрийский расцвет жизни вовсе не начался мгновенным появлением типов, классов, бесчисленных отрядов животных. Ему предшествовал другой расцвет, другая — докембрийская — вспышка жизни. И лишь одно событие четко и резко разделяет оба эти этапа — появление скелетов. Тогда стоит ли уделять столько внимания ничтожным ракушкам, названия и приметы которых известны только специалистам? Такой вопрос иногда задают те самые люди, которые с уважением и интересом читают заметки об открытии новых элементарных частиц.</p><p>Увы! Мы еще не привыкли к тому, что ракушки и букашки могут нести не меньше информации о великих событиях в мире, чем потоки нейтронов. Не привыкли и к тому, что события прошлого Земли касаются нас ближе, чем вспышки сверхновых звезд и «черные дыры» Вселенной. «Великая скелетная революция» кембрия несомненно была таким событием.</p><p>С самого начала ученых насторожила повсеместность и одновременность появления скелетной фауны. Настолько насторожила, что многие из них потратили годы и десятилетия жизни, чтобы доказать обратное: не было никакой революции, все происходило постепенно и разные группы скелетных организмов возникали в свое время и на своем месте. Такая реакция понятна, ведь новые факты угрожали сложившимся уже представлениям о равномерном развитии живой природы. А сложились такие представления не только из векового опыта биологии, но и под влиянием той картины мира, которую рисует нам физика.</p> <p>В физическом микромире события происходят мгновенно и случайно — именно так перескакивают с орбиты на орбиту электроны в квантовой модели атома. Но к макромиру это отношения не имеет. Земля, планеты и само Солнце, состоящие из таких атомов, равномерно движутся по своим извечным путям. Разумеется, ни о каких случайных скачках тут не может быть и речи. Примерно так же рассуждают и биологи. Пусть в микромире эволюции, то есть в молекулах наследственного вещества ДНК, скачкообразно происходят элементарные случайные процессы — мутации. Но большинство из них уравновешивается и не проявляется в развитии организма. А те, что остались, вышли на поверхность как новые признаки, вовлекаясь в медленный и равномерный процесс приспособления и отбора. В длительном ходе эволюции жизни не предполагалось резких скачков.</p><p>Как это ни странно, так думал и Владимир Иванович Вернадский, подаривший миру науки одну из самых революционных идей — идею самой большой биологической системы — биосферы. Он доказал, что живая оболочка Земли (в это понятие он включал совокупность всех организмов) обладает огромной геохимической мощью, превосходящей мощь всех остальных геологических процессов. Но эта сила оставалась, по его мнению, постоянной с начала времен. Она не возрастала, не убывала, не менялась в своих проявлениях, как бы не менялись организмы, составляющие биосферу.</p><p>И вот всему этому противоречили факты, добытые собирателями раковин. Сходные наборы разнообразнейших панцирных существ везде появились на одном уровне — 570 миллионов лет назад. Тогда многие ученые обратились к неисчерпаемому арсеналу гипотез «случайного толчка», которые могли бы объяснить случайную «скелетную революцию».</p><p>Были перебраны почти все гипотезы, которыми пытались объяснить и более поздние революционные ситуации, возникавшие в биосфере Земли. Тут и вспышка сверхновой звезды, вызвавшая массовые мутации, и возможный старт Луны из недр Тихого океана, повлекший за собой появление отливов и приливов. Во внезапной круговерти воды бесскелетным пришлось бы туго. Для объяснения использовалась и возможность усиления гравитационного поля Земли.</p><p>Но у всех этих остроумных догадок имелись одни и те же общие недостатки. Те из них, которые можно было проверить, не соответствовали фактам, а те, что проверить нельзя, бесполезны для науки.</p><p>Вполне строгого объяснения «скелетной революции» нет и сейчас. Но большинство ученых сходятся во мнении, что причиной изменения жизни на границе кембрия была сама жизнь. Не внешний толчок, а законы внутреннего развития биосферы.</p><p>В первобытном океане не было кислорода. Значит, первые живые существа не могли жить так, как современные нам животные, потому что они не могли окислять пищу. А ведь окисление — сегодня главный источник энергии для живых существ. Древним животным этот способ не годился. Они сбраживали органические вещества — так, как сбраживают сегодня сахар хорошо всем знакомые дрожжи. Для этого кислорода не нужно, зато энергия получается в 10 раз меньше, чем при нормальном окислении.</p><p>Первыми к кислородному дыханию перешли водоросли. Они же стали первыми зелеными растениями на Земле. Они не только поглощали кислород при дыхании, но и выделяли его в воду как продукт процесса фотосинтеза. Однако насыщение воды кислородом шло очень медленно. Ведь воды в океанах громадное количество, а тут еще многие вещества, как органические, так и неорганические, начали активно вступать в реакции с кислородом.</p><p>Жесткое ультрафиолетовое излучение не позволяло растениям жить на поверхности океана. Им приходилось держаться на глубине не меньше 10 метров. Там мало света, а значит, мало и кислорода. Поэтому растения еще не могли как следует развернуть свою созидательную работу. В этих условиях животным не было смысла переходить на потребление дефицитного кислорода. Ведь гораздо проще сбраживать вещества, накопленные растениями. Выходит, что на Земле существовали две формы жизни, и обе они были маломощными. Растениям не хватало света, а животным — кислорода. Они все делали медленнее, чем теперь: медленно двигались и росли, медленно размножались. Жизнь текла словно замедленные кадры кинофильма. Морские осадки докембрия накапливались в десять раз медленнее, чем в кембрии. Так продолжалось до начала кембрия.</p><p>По мнению геологов, большинство древнейших осадочных пород могло образоваться только в бескислородных условиях.</p><p>Перелом готовился долго, а произошел быстро. Когда содержание кислорода достигло одного процента от современного, в атмосфере возник надежный озоновый экран, закрывший дорогу самым опасным ультрафиолетовым лучам. Теперь ничто не мешало растениям подняться к самой поверхности воды, где света в сотни раз больше, и вырабатывать кислород в любых количествах. Так возник «кислородный бум». Жить и преуспевать стали кислородолюбивые организмы. А любителям брожения пришлось уйти глубоко на дно, в толщу ила.</p><p>Теперь, в кембрии, кислородная энергетика стала всеобщим достоянием. Все био- и геохимические процессы пошли в десятки раз быстрее.</p><p>Отсюда видно, что равномерная жизнь биосферы порой срывается, как стрела с натянутой тетивы лука, от совсем ничтожных причин. Что осталось от бескислородных существ, которые прожили одну вечность и намеревались прожить другую? Ну, например, дрожжи… А ведь началось все с одного ничтожного процента кислорода!</p><p>Отсюда видно, что к биосфере надо относиться бережно. Планеты действительно движутся без скачков. Но звезды и галактики иногда взрываются. В этом биосфера похожа на звезду.</p><p>Ну, а при чем же здесь скелеты? Да при том, что их строительство как раз и требует большого расхода энергии. В кембрии же, как мы говорили, значительно ускорились все био- и геохимические процессы, и многие животные поначалу просто не успевали избавиться от избытка минеральных солей и органических полимеров. Так возник скелет. Он стал как бы неизбежным приложением к новой жизни. Но очень скоро выяснилось, что скелет — это, как говорится, «надежно, выгодно и удобно». Эволюция животного мира подхватила новинку и пустила ее на конвейер отбора и приспособления.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
ПОЧЕМУ «НЕВИДИМКАМ» ПРИШЛОСЬ ПРИОДЕТЬСЯ Итак, кембрийский расцвет жизни вовсе не начался мгновенным появлением типов, классов, бесчисленных отрядов животных. Ему предшествовал другой расцвет, другая — докембрийская — вспышка жизни. И лишь одно событие четко и резко разделяет оба эти этапа — появление скелетов. Тогда стоит ли уделять столько внимания ничтожным ракушкам, названия и приметы которых известны только специалистам? Такой вопрос иногда задают те самые люди, которые с уважением и интересом читают заметки об открытии новых элементарных частиц. Увы! Мы еще не привыкли к тому, что ракушки и букашки могут нести не меньше информации о великих событиях в мире, чем потоки нейтронов. Не привыкли и к тому, что события прошлого Земли касаются нас ближе, чем вспышки сверхновых звезд и «черные дыры» Вселенной. «Великая скелетная революция» кембрия несомненно была таким событием. С самого начала ученых насторожила повсеместность и одновременность появления скелетной фауны. Настолько насторожила, что многие из них потратили годы и десятилетия жизни, чтобы доказать обратное: не было никакой революции, все происходило постепенно и разные группы скелетных организмов возникали в свое время и на своем месте. Такая реакция понятна, ведь новые факты угрожали сложившимся уже представлениям о равномерном развитии живой природы. А сложились такие представления не только из векового опыта биологии, но и под влиянием той картины мира, которую рисует нам физика. В физическом микромире события происходят мгновенно и случайно — именно так перескакивают с орбиты на орбиту электроны в квантовой модели атома. Но к макромиру это отношения не имеет. Земля, планеты и само Солнце, состоящие из таких атомов, равномерно движутся по своим извечным путям. Разумеется, ни о каких случайных скачках тут не может быть и речи. Примерно так же рассуждают и биологи. Пусть в микромире эволюции, то есть в молекулах наследственного вещества ДНК, скачкообразно происходят элементарные случайные процессы — мутации. Но большинство из них уравновешивается и не проявляется в развитии организма. А те, что остались, вышли на поверхность как новые признаки, вовлекаясь в медленный и равномерный процесс приспособления и отбора. В длительном ходе эволюции жизни не предполагалось резких скачков. Как это ни странно, так думал и Владимир Иванович Вернадский, подаривший миру науки одну из самых революционных идей — идею самой большой биологической системы — биосферы. Он доказал, что живая оболочка Земли (в это понятие он включал совокупность всех организмов) обладает огромной геохимической мощью, превосходящей мощь всех остальных геологических процессов. Но эта сила оставалась, по его мнению, постоянной с начала времен. Она не возрастала, не убывала, не менялась в своих проявлениях, как бы не менялись организмы, составляющие биосферу. И вот всему этому противоречили факты, добытые собирателями раковин. Сходные наборы разнообразнейших панцирных существ везде появились на одном уровне — 570 миллионов лет назад. Тогда многие ученые обратились к неисчерпаемому арсеналу гипотез «случайного толчка», которые могли бы объяснить случайную «скелетную революцию». Были перебраны почти все гипотезы, которыми пытались объяснить и более поздние революционные ситуации, возникавшие в биосфере Земли. Тут и вспышка сверхновой звезды, вызвавшая массовые мутации, и возможный старт Луны из недр Тихого океана, повлекший за собой появление отливов и приливов. Во внезапной круговерти воды бесскелетным пришлось бы туго. Для объяснения использовалась и возможность усиления гравитационного поля Земли. Но у всех этих остроумных догадок имелись одни и те же общие недостатки. Те из них, которые можно было проверить, не соответствовали фактам, а те, что проверить нельзя, бесполезны для науки. Вполне строгого объяснения «скелетной революции» нет и сейчас. Но большинство ученых сходятся во мнении, что причиной изменения жизни на границе кембрия была сама жизнь. Не внешний толчок, а законы внутреннего развития биосферы. В первобытном океане не было кислорода. Значит, первые живые существа не могли жить так, как современные нам животные, потому что они не могли окислять пищу. А ведь окисление — сегодня главный источник энергии для живых существ. Древним животным этот способ не годился. Они сбраживали органические вещества — так, как сбраживают сегодня сахар хорошо всем знакомые дрожжи. Для этого кислорода не нужно, зато энергия получается в 10 раз меньше, чем при нормальном окислении. Первыми к кислородному дыханию перешли водоросли. Они же стали первыми зелеными растениями на Земле. Они не только поглощали кислород при дыхании, но и выделяли его в воду как продукт процесса фотосинтеза. Однако насыщение воды кислородом шло очень медленно. Ведь воды в океанах громадное количество, а тут еще многие вещества, как органические, так и неорганические, начали активно вступать в реакции с кислородом. Жесткое ультрафиолетовое излучение не позволяло растениям жить на поверхности океана. Им приходилось держаться на глубине не меньше 10 метров. Там мало света, а значит, мало и кислорода. Поэтому растения еще не могли как следует развернуть свою созидательную работу. В этих условиях животным не было смысла переходить на потребление дефицитного кислорода. Ведь гораздо проще сбраживать вещества, накопленные растениями. Выходит, что на Земле существовали две формы жизни, и обе они были маломощными. Растениям не хватало света, а животным — кислорода. Они все делали медленнее, чем теперь: медленно двигались и росли, медленно размножались. Жизнь текла словно замедленные кадры кинофильма. Морские осадки докембрия накапливались в десять раз медленнее, чем в кембрии. Так продолжалось до начала кембрия. По мнению геологов, большинство древнейших осадочных пород могло образоваться только в бескислородных условиях. Перелом готовился долго, а произошел быстро. Когда содержание кислорода достигло одного процента от современного, в атмосфере возник надежный озоновый экран, закрывший дорогу самым опасным ультрафиолетовым лучам. Теперь ничто не мешало растениям подняться к самой поверхности воды, где света в сотни раз больше, и вырабатывать кислород в любых количествах. Так возник «кислородный бум». Жить и преуспевать стали кислородолюбивые организмы. А любителям брожения пришлось уйти глубоко на дно, в толщу ила. Теперь, в кембрии, кислородная энергетика стала всеобщим достоянием. Все био- и геохимические процессы пошли в десятки раз быстрее. Отсюда видно, что равномерная жизнь биосферы порой срывается, как стрела с натянутой тетивы лука, от совсем ничтожных причин. Что осталось от бескислородных существ, которые прожили одну вечность и намеревались прожить другую? Ну, например, дрожжи… А ведь началось все с одного ничтожного процента кислорода! Отсюда видно, что к биосфере надо относиться бережно. Планеты действительно движутся без скачков. Но звезды и галактики иногда взрываются. В этом биосфера похожа на звезду. Ну, а при чем же здесь скелеты? Да при том, что их строительство как раз и требует большого расхода энергии. В кембрии же, как мы говорили, значительно ускорились все био- и геохимические процессы, и многие животные поначалу просто не успевали избавиться от избытка минеральных солей и органических полимеров. Так возник скелет. Он стал как бы неизбежным приложением к новой жизни. Но очень скоро выяснилось, что скелет — это, как говорится, «надежно, выгодно и удобно». Эволюция животного мира подхватила новинку и пустила ее на конвейер отбора и приспособления.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">МОРЕ БЕЗ ХИЩНИКОВ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Причудливые скалы, покрытые ковром разноцветной плесени, громоздятся на берегах океана. Теплая прозрачная вода пронизана солнцем. Его лучи высвечивают дно мелководной лагуны огромного кембрийского моря. Колеблются длинные плети зеленых водорослей. То тут, то там тянутся вверх резные кубки археоциат. А вот словно густой кустарник без листьев. Это губки — неутомимые фильтровальщики. На большом камне, будто островок скошенного пшеничного поля, торчат бледно-розовые шпеньки древних кораллов. Возле камня — словно раскрытый шатер зонтика. Это тоже живое существо — сцифомедуза. Нет, она не взмахнет пышной бахромой, не поднимется к самой поверхности. Это полип. Он прикреплен ко дну и двигаться не может. Но наступит время, кружевной диск отделится от тела полипа и поплывет. Вот это уже медуза, которая живет в океанских просторах. Она никогда больше не осядет, не прикрепится ко дну. А ее личинки, покрытые ресничками, поплавав немножко, опустятся на дно, прикрепятся к нему и превратятся в полипа, точно такого, как тот, с которого мы начали свой рассказ о сцифомедузе.</p> <p>Недалеко от сцифомедузы примостилось еще одно удивительное существо. Это конулярия — странная перевернутая пирамидка, с множеством щупалец на верхнем конце. У конулярий, в отличие от сцифомедуз, есть тонкостенный скелет, и они живут по-разному: одни прикрепляются ко дну и всю жизнь неподвижны, а другие не знают оседлой жизни, их удел — постоянное движение.</p><p>Вот чья-то тень появилась над зарослями кораллов. Это рак. Он плывет, непрерывно работая своими маленькими лапками-жабрами. Дышит и плывет. Плывет и дышит. Тело надежно защищено доспехами. А навстречу ему вдоль дна скользит другое, похожее на мокрицу, существо, тоже в латах, только усы наружу торчат. Это трилобит — безобидный властелин кембрийского моря.</p><p>На дне покачиваются крошечные существа, тела которых защищены раковинками. Это брюхоногие моллюски и брахиоподы. А если мы вглядимся в дно еще пристальнее, то заметим трубочки на тоненьких ножках. Из трубочек высовывается что-то колеблющееся, почти не различимое невооруженным глазом. Это хиолит быстро-быстро машет жабрами. Но вот на него наползла тень трилобита, и вмиг спрятались жабры в трубочку, а вход в нее поспешно закрыт крышечкой.</p><p>Необычен и удивителен этот мир маленьких, слабых, малоподвижных обитателей моря. Необычен хотя бы потому, что это мир без хищников — «золотой век» многоклеточных. Хотя хищничество уже, как говорится, «носилось в воздухе» и к нему уже готовились все — от мала до велика. А пока им еще нет нужды преследовать и пожирать друг друга. Одни из них пропускают через себя воду вместе с плавающими в ней водорослями и одноклеточными животными. Другие фильтруют ил — продукт разложения тех же водорослей и одноклеточных. И все они вместе представляют собой просто живые насосы. Вот эти-то насосы почти одновременно и выработали твердые скелеты. И не какой-нибудь один тип скелета, а все существующие сегодня его разновидности. И внешний, и внутренний, как например, у губок, иглокожих и радиолярий. А теперь приглядитесь внимательнее, и вы различите как бы три группы внешних скелетов.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
МОРЕ БЕЗ ХИЩНИКОВ Причудливые скалы, покрытые ковром разноцветной плесени, громоздятся на берегах океана. Теплая прозрачная вода пронизана солнцем. Его лучи высвечивают дно мелководной лагуны огромного кембрийского моря. Колеблются длинные плети зеленых водорослей. То тут, то там тянутся вверх резные кубки археоциат. А вот словно густой кустарник без листьев. Это губки — неутомимые фильтровальщики. На большом камне, будто островок скошенного пшеничного поля, торчат бледно-розовые шпеньки древних кораллов. Возле камня — словно раскрытый шатер зонтика. Это тоже живое существо — сцифомедуза. Нет, она не взмахнет пышной бахромой, не поднимется к самой поверхности. Это полип. Он прикреплен ко дну и двигаться не может. Но наступит время, кружевной диск отделится от тела полипа и поплывет. Вот это уже медуза, которая живет в океанских просторах. Она никогда больше не осядет, не прикрепится ко дну. А ее личинки, покрытые ресничками, поплавав немножко, опустятся на дно, прикрепятся к нему и превратятся в полипа, точно такого, как тот, с которого мы начали свой рассказ о сцифомедузе. Недалеко от сцифомедузы примостилось еще одно удивительное существо. Это конулярия — странная перевернутая пирамидка, с множеством щупалец на верхнем конце. У конулярий, в отличие от сцифомедуз, есть тонкостенный скелет, и они живут по-разному: одни прикрепляются ко дну и всю жизнь неподвижны, а другие не знают оседлой жизни, их удел — постоянное движение. Вот чья-то тень появилась над зарослями кораллов. Это рак. Он плывет, непрерывно работая своими маленькими лапками-жабрами. Дышит и плывет. Плывет и дышит. Тело надежно защищено доспехами. А навстречу ему вдоль дна скользит другое, похожее на мокрицу, существо, тоже в латах, только усы наружу торчат. Это трилобит — безобидный властелин кембрийского моря. На дне покачиваются крошечные существа, тела которых защищены раковинками. Это брюхоногие моллюски и брахиоподы. А если мы вглядимся в дно еще пристальнее, то заметим трубочки на тоненьких ножках. Из трубочек высовывается что-то колеблющееся, почти не различимое невооруженным глазом. Это хиолит быстро-быстро машет жабрами. Но вот на него наползла тень трилобита, и вмиг спрятались жабры в трубочку, а вход в нее поспешно закрыт крышечкой. Необычен и удивителен этот мир маленьких, слабых, малоподвижных обитателей моря. Необычен хотя бы потому, что это мир без хищников — «золотой век» многоклеточных. Хотя хищничество уже, как говорится, «носилось в воздухе» и к нему уже готовились все — от мала до велика. А пока им еще нет нужды преследовать и пожирать друг друга. Одни из них пропускают через себя воду вместе с плавающими в ней водорослями и одноклеточными животными. Другие фильтруют ил — продукт разложения тех же водорослей и одноклеточных. И все они вместе представляют собой просто живые насосы. Вот эти-то насосы почти одновременно и выработали твердые скелеты. И не какой-нибудь один тип скелета, а все существующие сегодня его разновидности. И внешний, и внутренний, как например, у губок, иглокожих и радиолярий. А теперь приглядитесь внимательнее, и вы различите как бы три группы внешних скелетов.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">ДОСТОВЕРНЫЕ СЛЕДЫ ИСЧЕЗНУВШЕГО РАЯ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Каменноугольную систему впервые выделили в Англии еще в начале XIX века. Протяженность её приблизительно равна 65–70 миллионам лет. Слои карбона буквально набиты стволами, ветвями, листьями, наконец, целыми деревьями необычайной величины и строения. Крупные же месторождения каменного угля, встреченные в этой системе, и дали ей название «карбон», что значит «уголь». Потом залежи каменного угля были найдены и в более поздних отложениях: пермских, юрских, третичных, но название «карбон» менять не стали. Сказалась историческая традиция и еще то, что во многих странах богатые угольные месторождения связаны именно с этой системой.</p><p>Представить себе картину образования каменного угля довольно просто. Обширное болото покрыто лесом высоченных деревьев. В тени их густых и пушистых крон растет мох. Тысяченожки, скорпионы, пауки, стрекозы ползут, летят и, наконец, падают в темную болотную воду. Проходят годы, десятки лет. Все на свете когда-нибудь кончается. Кончится и жизнь исполинского дерева, и упадет оно с тяжелым всплеском, ляжет на вязкое дно болота. А на его месте вырастет другое дерево. Но и оно не вечно. Умирают мхи и насекомые. Опускаются на дно трупы животных. Все это медленно гниет, крошится, перемешивается… Короче говоря, превращается в торф. А потом эти торфяные слои опускаются, а сверху растут новые леса, которые впоследствии дадут новые напластования торфа. Нижние же его слои спрессовываются, спекаются и превращаются в пласты каменного угля.</p> <p>Секрет углеобразования состоит в том, что все эти процессы идут без участия в них кислорода. Уж слишком его мало в стоячих водах болот. В противном случае от всего богатства древней жизни и следа бы не осталось.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
ДОСТОВЕРНЫЕ СЛЕДЫ ИСЧЕЗНУВШЕГО РАЯ Каменноугольную систему впервые выделили в Англии еще в начале XIX века. Протяженность её приблизительно равна 65–70 миллионам лет. Слои карбона буквально набиты стволами, ветвями, листьями, наконец, целыми деревьями необычайной величины и строения. Крупные же месторождения каменного угля, встреченные в этой системе, и дали ей название «карбон», что значит «уголь». Потом залежи каменного угля были найдены и в более поздних отложениях: пермских, юрских, третичных, но название «карбон» менять не стали. Сказалась историческая традиция и еще то, что во многих странах богатые угольные месторождения связаны именно с этой системой. Представить себе картину образования каменного угля довольно просто. Обширное болото покрыто лесом высоченных деревьев. В тени их густых и пушистых крон растет мох. Тысяченожки, скорпионы, пауки, стрекозы ползут, летят и, наконец, падают в темную болотную воду. Проходят годы, десятки лет. Все на свете когда-нибудь кончается. Кончится и жизнь исполинского дерева, и упадет оно с тяжелым всплеском, ляжет на вязкое дно болота. А на его месте вырастет другое дерево. Но и оно не вечно. Умирают мхи и насекомые. Опускаются на дно трупы животных. Все это медленно гниет, крошится, перемешивается… Короче говоря, превращается в торф. А потом эти торфяные слои опускаются, а сверху растут новые леса, которые впоследствии дадут новые напластования торфа. Нижние же его слои спрессовываются, спекаются и превращаются в пласты каменного угля. Секрет углеобразования состоит в том, что все эти процессы идут без участия в них кислорода. Уж слишком его мало в стоячих водах болот. В противном случае от всего богатства древней жизни и следа бы не осталось.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">Глава V В ЛЯГУШАЧЬЕМ РАЮ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Глава V</p> <p>В ЛЯГУШАЧЬЕМ РАЮ</p> <p> </p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_34_i_032.jpg"/> </p><p></p><p>Лес пропитан водой, как губка. Вода ручейками сбегает по чешуйчатым стволам, дождем капает с пышных перистых ветвей. Розовый туман плавает в воздухе. Одни деревья — по пояс в воде. Другие силятся выползти из нее на высоких корнях-ходулях. Странный лес. Странные деревья. Будто волшебник для забавы увеличил в тысячу раз болотную кочку и ее обитателей. Болотные хвощи выше нынешних берез. Плауны, которые сейчас не сразу увидишь в траве, поднялись, как столетние сосны. Загудела метровыми крыльями и опустилась к воде исполинская стрекоза. Громадная лягушка выставила из воды широкую, как стол, голову, и лес загудел от богатырского кваканья. Посыпались с ветвей теплые тяжелые капли на головы бесчисленных предков теперешних лягушек и тритонов, которые плавали, ползали и грелись на солнышке в этом лесу эры древней жизни.</p><p>Но действительно ли эта картина характерна для следующего после девона периода — каменноугольного, или карбонового, или просто «карбона», как его для краткости называют геологи? Как убедиться, что, написав все это, мы не проявили излишней фантазии или вообще не перепутали все на свете?</p> <p>Для этого придется пойти от только что изображенной картины к науке, к фактам.</p><p> <br/><br/> </p> </section> </article></html>
Глава V В ЛЯГУШАЧЬЕМ РАЮ Глава V В ЛЯГУШАЧЬЕМ РАЮ Лес пропитан водой, как губка. Вода ручейками сбегает по чешуйчатым стволам, дождем капает с пышных перистых ветвей. Розовый туман плавает в воздухе. Одни деревья — по пояс в воде. Другие силятся выползти из нее на высоких корнях-ходулях. Странный лес. Странные деревья. Будто волшебник для забавы увеличил в тысячу раз болотную кочку и ее обитателей. Болотные хвощи выше нынешних берез. Плауны, которые сейчас не сразу увидишь в траве, поднялись, как столетние сосны. Загудела метровыми крыльями и опустилась к воде исполинская стрекоза. Громадная лягушка выставила из воды широкую, как стол, голову, и лес загудел от богатырского кваканья. Посыпались с ветвей теплые тяжелые капли на головы бесчисленных предков теперешних лягушек и тритонов, которые плавали, ползали и грелись на солнышке в этом лесу эры древней жизни. Но действительно ли эта картина характерна для следующего после девона периода — каменноугольного, или карбонового, или просто «карбона», как его для краткости называют геологи? Как убедиться, что, написав все это, мы не проявили излишней фантазии или вообще не перепутали все на свете? Для этого придется пойти от только что изображенной картины к науке, к фактам.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">НЕДОСТАЮЩЕЕ ЗВЕНО?</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Зябко подняв воротник куртки, Сёве-Сёдерберг смотрел, как опускается в трюм опоясанная канатами связка. На фоне свинцового моря посыпанные снежной крупой ящики с черными и красными буквами на сосновых боках выглядели ярко и даже празднично. Они заставляли думать о рождестве, новогодних елках и теплых странах, откуда привозят оранжевые апельсины. Севе-Седерберг усмехнулся, ведь в ящиках действительно лежали подарки из самой далекой теплой страны — жаркой девонской суши. И посылка эта шла не быстро — 350 миллионов лет. По этому счету время, потраченное на ее получение, — несколько лет напряженной работы датско-шведской экспедиции — сущий пустяк! Зато какие подарки! В одном из ящиков лежит древнейшая из всех амфибий мира. Быть может, первый четвероногий Колумб, дерзко оттиснувший пятипалую печать на девственной поверхности континента. Палеонтолог еще раз оглянулся на хмурые ледяные вершины гор и сбежал по трапу.</p><p>Работа по препаровке и изучению гренландских амфибий заняла гораздо больше времени, чем предполагал молодой ученый. И он не спешил. Он не мог работать иначе, чем в лучших традициях школы Стенше — чрезвычайно обстоятельно, до блеска доводя каждую деталь. А главное, материал был до того сенсационный, что выпускать его без самой тщательной обработки Севе-Седерберг считал невозможным.</p> <p>Предстояло описать не просто самую древнюю из амфибий, а одно из редчайших, феноменальных доказательств эволюции, «недостающее звено», которое свяжет в единую цепь 200-миллионо-летний путь рыбообразных — от ордовика до девона — с последующей 350-миллионолетней историей наземных позвоночных.</p><p>Пока было два таких звена. Все образованные люди уже знали археоптерикса, найденного в 1861 году. Это звено между рептилиями и птицами наглядно показало, как «рожденные ползать» учились летать. Известен был уже и питекантроп — первое звено над бездной мрака и предрассудков. Мрака, который тысячелетиями разделял мир животных и мир человека.</p><p>Ихтиостега, что в переводе с греческого значит «рыбощек», — так окрестил находку Севе-Седерберг, была третьим «недостающим звеном», и, может быть, самым важным. Не будь этой «четвероногой рыбы» — не было бы ни крыла, ни руки. Не было бы прорыва в мир полета и мир разума.</p><p>По правде говоря, «звенья» восхищают ученого далеко не так, как журналиста или даже преподавателя. Палеонтологу, как правило, мало одного звена, пусть даже самого эффектного. Нужна цепочка, серия фактов. Ведь ищет он не доказательства великих превращений жизни, а закономерности таких превращений.</p><p>Он прекрасно знает, что крупные открытия приносят с собой больше загадок, чем призваны разрешить сами.</p><p>И все же ихтиостега была восхитительна! Настоящая рыба, большая и тяжелая. С рыбьей чешуей, рыбьими жабрами, с плоским и перистым сомовьим хвостом. И был у нее рыбий «гидрофон» — боковая линия, чтобы слышать в воде. Несомненно, существо это было создано, чтобы двигаться, есть, дышать и размножаться в воде и только в воде. Но зачем тогда ноги? Не ласты, не плавники, а четыре настоящих лапы сухопутного зверя, с бедром и голенью, плечом и предплечьем, с пятипалой стопой и кистью! Зачем массивные пояса конечностей и крепкий спинной хребет — опора для мышц, поддерживающих и поднимающих голову? За каждой такой конструкцией угадывались миллионы лет отбора и совершенствования. Судя по всему, ихтиостега действительно могла выходить на сушу, непонятно только, для чего это ей было нужно.</p><p>И еще одно обстоятельство смущало молодого палеонтолога. Изучая древних амфибий, он все больше убеждался в их сходстве с жабами и лягушками. Именно к ним и только к ним через миллионы поколений зубастых плоскоголовых тварей вел извилистый путь развития. Остальные земноводные — хвостатые тритоны и саламандры, белесые красножабрые аксолотли — оставались совсем в стороне. Они как бы повисали в воздухе, не имея опоры в бесчисленных поколениях предков.</p><p>Была надежда, что ихтиостега, самая древняя из амфибий, разрешит все недоумения, соединит в себе примитивные черты хвостатых и бесхвостых, окажется всеобщим предком земноводных. Но ничуть не бывало. Ихтиостега оказалась причудливым сочетанием признаков кистеперой рыбы и лягушкоподобного существа — батрахоморфа. Получалось, что пути разных амфибий, внешне так похожих друг на друга, разошлись еще до того, как они впервые вышли на сушу. А где же тогда искать предков остальных четвероногих? Рептилий, например?</p><p>Вошло в обычай, что сделавший открытие ученый, задолго до выхода в свет основной работы, публикует «предварительные заметки» — несколько страниц, чтобы «застолбить» новые факты. Не нарушил традиций и Севе-Седерберг. Его «Предварительные заметки о девонских стегоцефалах Гренландии» появились через три года после знаменитой находки и представили собой солидную монографию. Он не позволил себе торопиться и тогда, когда узнал, что жить ему осталось совсем немного. Он успел написать несколько блестящих работ об ихтиостеге и о родственных связях древнейших амфибий…</p><p>Портрет Севе-Седерберга, очень молодого человека с тонким грустным лицом, висит над рабочим столом профессора Михаила Александровича Шишкина, тоже всемирно известного исследователя земноводных. Портрет появился здесь давно, еще тогда, когда вчерашний студент Миша Шишкин пришел работать в Палеонтологический музей. Кабинеты палеонтологов в музее невелики и почти всегда загромождены шкафами и ящиками, завешаны схемами и картами. В таких кабинетах держат только очень нужные для работы вещи — такие, как этот портрет.</p><p>Ученых не принято любить, как любят художников и поэтов. Но нет ни одного настоящего исследователя, работу которого, его мысли, дело его жизни хоть кто-нибудь не захотел бы продолжить своей работой, своими мыслями, своей жизнью.</p><p>А ихтиостега стала очень знаменитой. Ее гипсовая копия стоит на почетном месте в палеонтологическом музее и ждет, когда рядом с ней встанут другие «недостающие звенья» и расскажут что-то новое о самых первых и самых трудных шагах жизни по Земле.</p><p>Выход позвоночных на сушу во многом остается загадкой. Ясно одно — ихтиостега и даже ее потомки, жившие миллионы лет спустя, были только разведчиками, а не завоевателями континентов. Крупные, до четырех метров, хищники-рыбоеды, они не смогли бы прокормиться случайной охотой. Большие многоножки и мечехвосты выходили на сушу так же редко, как и они сами. Да и шансов на успешную охоту в таких случаях у полурыбы практически не бывало. Ведь на добычу она нацеливалась всем телом, потому что голова ее намертво соединялась с туловищем из-за отсутствия шейного позвонка. А такой способ охоты удобен только в воде. Настоящие обитатели суши — клещи, мокрицы, мелкие многоножки и черви — были не только слишком малы. Как и сейчас, они жили и кормились в почве, среди отмирающих растений или под камнями. До поры до времени четвероногим пришлось ограничиться «рыбным столом».</p><p>В жарком девоне, где засухи сменялись затяжными ливнями, водоемы то растекались безбрежным разливом, то сжимались в мозаику луж, стариц и топей, ямы кишели беспомощной рыбой. Побеждал тот, кто в туманной ночи ковылял сквозь заросли, кто проползал по песчаным дюнам и с шумом плюхался в заповедные воды. Охотника кормят ноги. И ноги учились ходить.</p><p>Очень похоже, что наземными животными, хотя бы настолько наземными, как современные жабы и саламандры, четвероногие стали только тогда, когда суша наполнилась обильной, по-настоящему сухопутной пищей — насекомыми. Но это случилось уже в каменноугольном периоде. Так или иначе, случайная встреча нашей ихтиостеги с многоножкой диплоподой оказалась символической, потому что спустя миллионы лет судьбы четвероногих потомков полурыбы и родичей многоножек — насекомых — тесно переплелись и образовали звенья могучего и вечно изменчивого механизма — механизма биологического равновесия суши.</p> <p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_33_i_030.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Раковинный спрут.</em></p><p></p><p> <img class="custom-img" loading="lazy" src="https://storage.yandexcloud.net/wr4img/366851_33_i_031.jpg"/> </p><p></p><p></p><p><em>Мастодонзавр.</em></p> <br/><br/> </section> </article></html>
НЕДОСТАЮЩЕЕ ЗВЕНО? Зябко подняв воротник куртки, Сёве-Сёдерберг смотрел, как опускается в трюм опоясанная канатами связка. На фоне свинцового моря посыпанные снежной крупой ящики с черными и красными буквами на сосновых боках выглядели ярко и даже празднично. Они заставляли думать о рождестве, новогодних елках и теплых странах, откуда привозят оранжевые апельсины. Севе-Седерберг усмехнулся, ведь в ящиках действительно лежали подарки из самой далекой теплой страны — жаркой девонской суши. И посылка эта шла не быстро — 350 миллионов лет. По этому счету время, потраченное на ее получение, — несколько лет напряженной работы датско-шведской экспедиции — сущий пустяк! Зато какие подарки! В одном из ящиков лежит древнейшая из всех амфибий мира. Быть может, первый четвероногий Колумб, дерзко оттиснувший пятипалую печать на девственной поверхности континента. Палеонтолог еще раз оглянулся на хмурые ледяные вершины гор и сбежал по трапу. Работа по препаровке и изучению гренландских амфибий заняла гораздо больше времени, чем предполагал молодой ученый. И он не спешил. Он не мог работать иначе, чем в лучших традициях школы Стенше — чрезвычайно обстоятельно, до блеска доводя каждую деталь. А главное, материал был до того сенсационный, что выпускать его без самой тщательной обработки Севе-Седерберг считал невозможным. Предстояло описать не просто самую древнюю из амфибий, а одно из редчайших, феноменальных доказательств эволюции, «недостающее звено», которое свяжет в единую цепь 200-миллионо-летний путь рыбообразных — от ордовика до девона — с последующей 350-миллионолетней историей наземных позвоночных. Пока было два таких звена. Все образованные люди уже знали археоптерикса, найденного в 1861 году. Это звено между рептилиями и птицами наглядно показало, как «рожденные ползать» учились летать. Известен был уже и питекантроп — первое звено над бездной мрака и предрассудков. Мрака, который тысячелетиями разделял мир животных и мир человека. Ихтиостега, что в переводе с греческого значит «рыбощек», — так окрестил находку Севе-Седерберг, была третьим «недостающим звеном», и, может быть, самым важным. Не будь этой «четвероногой рыбы» — не было бы ни крыла, ни руки. Не было бы прорыва в мир полета и мир разума. По правде говоря, «звенья» восхищают ученого далеко не так, как журналиста или даже преподавателя. Палеонтологу, как правило, мало одного звена, пусть даже самого эффектного. Нужна цепочка, серия фактов. Ведь ищет он не доказательства великих превращений жизни, а закономерности таких превращений. Он прекрасно знает, что крупные открытия приносят с собой больше загадок, чем призваны разрешить сами. И все же ихтиостега была восхитительна! Настоящая рыба, большая и тяжелая. С рыбьей чешуей, рыбьими жабрами, с плоским и перистым сомовьим хвостом. И был у нее рыбий «гидрофон» — боковая линия, чтобы слышать в воде. Несомненно, существо это было создано, чтобы двигаться, есть, дышать и размножаться в воде и только в воде. Но зачем тогда ноги? Не ласты, не плавники, а четыре настоящих лапы сухопутного зверя, с бедром и голенью, плечом и предплечьем, с пятипалой стопой и кистью! Зачем массивные пояса конечностей и крепкий спинной хребет — опора для мышц, поддерживающих и поднимающих голову? За каждой такой конструкцией угадывались миллионы лет отбора и совершенствования. Судя по всему, ихтиостега действительно могла выходить на сушу, непонятно только, для чего это ей было нужно. И еще одно обстоятельство смущало молодого палеонтолога. Изучая древних амфибий, он все больше убеждался в их сходстве с жабами и лягушками. Именно к ним и только к ним через миллионы поколений зубастых плоскоголовых тварей вел извилистый путь развития. Остальные земноводные — хвостатые тритоны и саламандры, белесые красножабрые аксолотли — оставались совсем в стороне. Они как бы повисали в воздухе, не имея опоры в бесчисленных поколениях предков. Была надежда, что ихтиостега, самая древняя из амфибий, разрешит все недоумения, соединит в себе примитивные черты хвостатых и бесхвостых, окажется всеобщим предком земноводных. Но ничуть не бывало. Ихтиостега оказалась причудливым сочетанием признаков кистеперой рыбы и лягушкоподобного существа — батрахоморфа. Получалось, что пути разных амфибий, внешне так похожих друг на друга, разошлись еще до того, как они впервые вышли на сушу. А где же тогда искать предков остальных четвероногих? Рептилий, например? Вошло в обычай, что сделавший открытие ученый, задолго до выхода в свет основной работы, публикует «предварительные заметки» — несколько страниц, чтобы «застолбить» новые факты. Не нарушил традиций и Севе-Седерберг. Его «Предварительные заметки о девонских стегоцефалах Гренландии» появились через три года после знаменитой находки и представили собой солидную монографию. Он не позволил себе торопиться и тогда, когда узнал, что жить ему осталось совсем немного. Он успел написать несколько блестящих работ об ихтиостеге и о родственных связях древнейших амфибий… Портрет Севе-Седерберга, очень молодого человека с тонким грустным лицом, висит над рабочим столом профессора Михаила Александровича Шишкина, тоже всемирно известного исследователя земноводных. Портрет появился здесь давно, еще тогда, когда вчерашний студент Миша Шишкин пришел работать в Палеонтологический музей. Кабинеты палеонтологов в музее невелики и почти всегда загромождены шкафами и ящиками, завешаны схемами и картами. В таких кабинетах держат только очень нужные для работы вещи — такие, как этот портрет. Ученых не принято любить, как любят художников и поэтов. Но нет ни одного настоящего исследователя, работу которого, его мысли, дело его жизни хоть кто-нибудь не захотел бы продолжить своей работой, своими мыслями, своей жизнью. А ихтиостега стала очень знаменитой. Ее гипсовая копия стоит на почетном месте в палеонтологическом музее и ждет, когда рядом с ней встанут другие «недостающие звенья» и расскажут что-то новое о самых первых и самых трудных шагах жизни по Земле. Выход позвоночных на сушу во многом остается загадкой. Ясно одно — ихтиостега и даже ее потомки, жившие миллионы лет спустя, были только разведчиками, а не завоевателями континентов. Крупные, до четырех метров, хищники-рыбоеды, они не смогли бы прокормиться случайной охотой. Большие многоножки и мечехвосты выходили на сушу так же редко, как и они сами. Да и шансов на успешную охоту в таких случаях у полурыбы практически не бывало. Ведь на добычу она нацеливалась всем телом, потому что голова ее намертво соединялась с туловищем из-за отсутствия шейного позвонка. А такой способ охоты удобен только в воде. Настоящие обитатели суши — клещи, мокрицы, мелкие многоножки и черви — были не только слишком малы. Как и сейчас, они жили и кормились в почве, среди отмирающих растений или под камнями. До поры до времени четвероногим пришлось ограничиться «рыбным столом». В жарком девоне, где засухи сменялись затяжными ливнями, водоемы то растекались безбрежным разливом, то сжимались в мозаику луж, стариц и топей, ямы кишели беспомощной рыбой. Побеждал тот, кто в туманной ночи ковылял сквозь заросли, кто проползал по песчаным дюнам и с шумом плюхался в заповедные воды. Охотника кормят ноги. И ноги учились ходить. Очень похоже, что наземными животными, хотя бы настолько наземными, как современные жабы и саламандры, четвероногие стали только тогда, когда суша наполнилась обильной, по-настоящему сухопутной пищей — насекомыми. Но это случилось уже в каменноугольном периоде. Так или иначе, случайная встреча нашей ихтиостеги с многоножкой диплоподой оказалась символической, потому что спустя миллионы лет судьбы четвероногих потомков полурыбы и родичей многоножек — насекомых — тесно переплелись и образовали звенья могучего и вечно изменчивого механизма — механизма биологического равновесия суши. Раковинный спрут. Мастодонзавр.
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">МИР БЕЗ СОЛНЦА ИЛИ СОЛНЕЧНЫЙ МИР?</h1> <section class="px3 mb4"> <p>На этот счет существуют две точки зрения. Одну мы выяснили. Теперь познакомимся с другой.</p><p>Но прежде о том, в чем разногласий нет: в каменноугольном периоде теплые болота на десятки миллионов лет захватили Землю.</p><p>А с чем связано наличие больших водных пространств плюс постоянный теплый климат? Конечно, с постоянным испарением. Видимо, поэтому палеонтологи считали, что в карбоне Земля была окутана плотным слоем облаков и что бесконечные проливные дожди не прекращались в те далекие времена.</p><p>Эту гипотезу академика М. И. Голенкина некоторые ученые поддерживали до последнего времени. Они считали, что Солнце впервые глянуло на Землю около 100 миллионов лет назад, и это вызвало революцию в растительном мире. Революция в те времена действительно произошла, но, вероятно, причина ее была в чем-то другом.</p><p>Попробуем привлечь наши знания о круговороте воды в природе, об образовании облаков и туч, о дожде. Большие водные поверхности в теплую погоду всегда испаряют большое количество воды. Этот теплый пар поднимается вверх, в более холодные слои атмосферы, и там превращается в облака. Сгустившиеся облака образуют тучи, которые проливаются на землю дождями. Вроде бы просто. И почему бы всем этим процессам не происходить в карбоне, когда и водных просторов и тепла было вдоволь? А оказывается, облака и тучи в те времена плыли над Землей не чаще, чем в наши дни, а может быть, и реже. А влажность воздуха была чрезвычайно высокой, как в бане. В чем же тут дело?</p> <p>Давайте вспомним, при каких условиях происходит образование из пара водяных капель. Вспомнили? Ну, конечно, нужны ядра конденсации. А что может служить ядрами конденсации? Мельчайшие кристаллики льда, пылинки, частицы дыма и брызги водяной пыли. Все это, конечно, есть в наши дни. А в карбоне? Частицы дыма? Разве что извержение вулканов. Но ведь они были не так уж часты и не могли поддерживать своей деятельностью сплошную облачность над Землей в течение сотен миллионов лет. Пылинки? Но во влажном воздухе им трудно было бы подняться с земли. Наконец, брызги водяной пыли, которые безусловно и были главными образователями облаков в то время. Но ведь океан существует и в наши дни, а солнце мы с вами видим почти каждый день.</p><p>Пожалуй, с выводами, к которым пришел С. В. Мейен, привлекая свои палеоботанические данные, нельзя не согласиться. «За последние 350–400 миллионов лет световой режим на Земле не испытывал серьезных колебаний. Солнце светило всегда, светило везде». Этот вывод и позволил нам написать о том. что обитатели древнего леса «грелись на солнышке».</p> <br/><br/> </section> </article></html>
МИР БЕЗ СОЛНЦА ИЛИ СОЛНЕЧНЫЙ МИР? На этот счет существуют две точки зрения. Одну мы выяснили. Теперь познакомимся с другой. Но прежде о том, в чем разногласий нет: в каменноугольном периоде теплые болота на десятки миллионов лет захватили Землю. А с чем связано наличие больших водных пространств плюс постоянный теплый климат? Конечно, с постоянным испарением. Видимо, поэтому палеонтологи считали, что в карбоне Земля была окутана плотным слоем облаков и что бесконечные проливные дожди не прекращались в те далекие времена. Эту гипотезу академика М. И. Голенкина некоторые ученые поддерживали до последнего времени. Они считали, что Солнце впервые глянуло на Землю около 100 миллионов лет назад, и это вызвало революцию в растительном мире. Революция в те времена действительно произошла, но, вероятно, причина ее была в чем-то другом. Попробуем привлечь наши знания о круговороте воды в природе, об образовании облаков и туч, о дожде. Большие водные поверхности в теплую погоду всегда испаряют большое количество воды. Этот теплый пар поднимается вверх, в более холодные слои атмосферы, и там превращается в облака. Сгустившиеся облака образуют тучи, которые проливаются на землю дождями. Вроде бы просто. И почему бы всем этим процессам не происходить в карбоне, когда и водных просторов и тепла было вдоволь? А оказывается, облака и тучи в те времена плыли над Землей не чаще, чем в наши дни, а может быть, и реже. А влажность воздуха была чрезвычайно высокой, как в бане. В чем же тут дело? Давайте вспомним, при каких условиях происходит образование из пара водяных капель. Вспомнили? Ну, конечно, нужны ядра конденсации. А что может служить ядрами конденсации? Мельчайшие кристаллики льда, пылинки, частицы дыма и брызги водяной пыли. Все это, конечно, есть в наши дни. А в карбоне? Частицы дыма? Разве что извержение вулканов. Но ведь они были не так уж часты и не могли поддерживать своей деятельностью сплошную облачность над Землей в течение сотен миллионов лет. Пылинки? Но во влажном воздухе им трудно было бы подняться с земли. Наконец, брызги водяной пыли, которые безусловно и были главными образователями облаков в то время. Но ведь океан существует и в наши дни, а солнце мы с вами видим почти каждый день. Пожалуй, с выводами, к которым пришел С. В. Мейен, привлекая свои палеоботанические данные, нельзя не согласиться. «За последние 350–400 миллионов лет световой режим на Земле не испытывал серьезных колебаний. Солнце светило всегда, светило везде». Этот вывод и позволил нам написать о том. что обитатели древнего леса «грелись на солнышке».
false
По следам минувшего
Яковлева Ирина Николаевна
<html><article class="recipe-article"> <h1 class="mb1 px3 h1class font-family-1">«ЗОЛОТОЙ ВЕК» МНОГОКЛЕТОЧНЫХ</h1> <section class="px3 mb4"> <p>Но загадка кембрия, загадка внезапной и мощной вспышки жизни не была решена. Миллиард лет густо зеленели у берегов водорослевые луга и пастбища. Миллиард лет тянулись к солнцу жесткие буроватые ветви подводных лесов-строматолитов.</p><p>А где же обитатели этого океанского рая? Где предки кембрийских животных? Ведь в теплой, насыщенной планктоном воде многоклеточные организмы должны были расти и множиться «как на дрожжах». У них еще не было врагов. Они еще не научились пожирать друг друга, да и нужды в том пока не было. Каждое многоклеточное, как бы мало оно ни было, по сравнению со своей микроскопической пищей казалось живой горой в океане живой мути. Оставалось лишь цедить, фильтровать эту сытную взвесь или даже просто всасывать ее всей поверхностью своего тела. Это был «Золотой век», «рай» многоклеточных, где будущий «волк» и «ягненок» — хищник и жертва — мирно колыхались рядом в изумрудных и опаловых потоках микроскопического планктона. И какими бы малыми и мягкими ни были эти многоклеточные, они были слишком обильны, чтобы не оставить следов. Именно их упорно и безуспешно искали палеонтологи.</p> <p>Но в жизни ученых бывают поистине светлые дни. И к таким дням, несомненно, относится жаркий день 1947 года, когда австралийский геолог Р. Спригг нашел к северу от города Аделаида в засушливом, полупустынном районе Эднакары своеобразные отпечатки на песчаниках. Теперь количество тамошних находок превышает 1 500 экземпляров, описано 25 видов животных, которые относятся к 19 родам. В основном это медузоподобные организмы, очень разные по размерам и по внешнему облику.</p><p>Некоторые из них напоминают современных плоских червей. Другие — членистоногих, очень схожих с грядущими властелинами кембрийских морей трилобитами, только без панциря. Тут же возможный предок иглокожих, получивший название трибрахидиум. Это выпуклый дискообразный отпечаток с тремя спирально закрученными валиками в центре. И возможный предок моллюсков — преокембридиум.</p><p>Эдиакарскую фауну трудно переоценить! Она, как никакая другая находка, проливает свет на становление животного мира, который в великом многообразии окружает нас сегодня.</p><p>Позже отпечатки, похожие на эдиакарских медузоподобных, были найдены у нас в Прибалтике, на Кольском полуострове и в Приднестровье. Найдены также и другие животные, которые своим удивительным сходством с растениями поначалу сбили с толку геологов: они решили, что перед ними листья папоротника. Но это оказались вовсе не растения, а колонии кишечнополостных животных, напоминающие кораллы, только без твердого скелета. Колонии подобных полипов, так называемые морские перья, и сейчас колышутся на дне океанов.</p><p>Несмотря на все ошибки и трудности, достоверные следы эдиакарских невидимок нашлись за последние десятилетия почти на всех континентах. И все эти находки оказались приуроченными к самому концу рифея, то есть к 150–200 миллионам лет перед началом кембрия.</p><p>Остатки многоклеточных — не единственное доказательство изобилия древних морей. Сейчас выяснилось, что самые большие залежи фосфоритов, этого «вещества плодородия», приурочены к тому же отрезку докембрия — эдиакарию. Фосфориты образовались из остатков бесчисленных животных, по-видимому того самого планктона, который ели и не могли съесть древние многоклеточные. И теперь плодородие докембрийского океана превращается в плодородие наших полей.</p> <br/><br/> </section> </article></html>
«ЗОЛОТОЙ ВЕК» МНОГОКЛЕТОЧНЫХ Но загадка кембрия, загадка внезапной и мощной вспышки жизни не была решена. Миллиард лет густо зеленели у берегов водорослевые луга и пастбища. Миллиард лет тянулись к солнцу жесткие буроватые ветви подводных лесов-строматолитов. А где же обитатели этого океанского рая? Где предки кембрийских животных? Ведь в теплой, насыщенной планктоном воде многоклеточные организмы должны были расти и множиться «как на дрожжах». У них еще не было врагов. Они еще не научились пожирать друг друга, да и нужды в том пока не было. Каждое многоклеточное, как бы мало оно ни было, по сравнению со своей микроскопической пищей казалось живой горой в океане живой мути. Оставалось лишь цедить, фильтровать эту сытную взвесь или даже просто всасывать ее всей поверхностью своего тела. Это был «Золотой век», «рай» многоклеточных, где будущий «волк» и «ягненок» — хищник и жертва — мирно колыхались рядом в изумрудных и опаловых потоках микроскопического планктона. И какими бы малыми и мягкими ни были эти многоклеточные, они были слишком обильны, чтобы не оставить следов. Именно их упорно и безуспешно искали палеонтологи. Но в жизни ученых бывают поистине светлые дни. И к таким дням, несомненно, относится жаркий день 1947 года, когда австралийский геолог Р. Спригг нашел к северу от города Аделаида в засушливом, полупустынном районе Эднакары своеобразные отпечатки на песчаниках. Теперь количество тамошних находок превышает 1 500 экземпляров, описано 25 видов животных, которые относятся к 19 родам. В основном это медузоподобные организмы, очень разные по размерам и по внешнему облику. Некоторые из них напоминают современных плоских червей. Другие — членистоногих, очень схожих с грядущими властелинами кембрийских морей трилобитами, только без панциря. Тут же возможный предок иглокожих, получивший название трибрахидиум. Это выпуклый дискообразный отпечаток с тремя спирально закрученными валиками в центре. И возможный предок моллюсков — преокембридиум. Эдиакарскую фауну трудно переоценить! Она, как никакая другая находка, проливает свет на становление животного мира, который в великом многообразии окружает нас сегодня. Позже отпечатки, похожие на эдиакарских медузоподобных, были найдены у нас в Прибалтике, на Кольском полуострове и в Приднестровье. Найдены также и другие животные, которые своим удивительным сходством с растениями поначалу сбили с толку геологов: они решили, что перед ними листья папоротника. Но это оказались вовсе не растения, а колонии кишечнополостных животных, напоминающие кораллы, только без твердого скелета. Колонии подобных полипов, так называемые морские перья, и сейчас колышутся на дне океанов. Несмотря на все ошибки и трудности, достоверные следы эдиакарских невидимок нашлись за последние десятилетия почти на всех континентах. И все эти находки оказались приуроченными к самому концу рифея, то есть к 150–200 миллионам лет перед началом кембрия. Остатки многоклеточных — не единственное доказательство изобилия древних морей. Сейчас выяснилось, что самые большие залежи фосфоритов, этого «вещества плодородия», приурочены к тому же отрезку докембрия — эдиакарию. Фосфориты образовались из остатков бесчисленных животных, по-видимому того самого планктона, который ели и не могли съесть древние многоклеточные. И теперь плодородие докембрийского океана превращается в плодородие наших полей.
false