Ирина Лагунина: Триста восемьдесят миллионов лет назад, в конце девонского периода на нашей планете произошло эпохальное событие - рыбы вышли на сушу. Наглядное свидетельство тому – переходные формы рыб, найденные палеонтологами. Однако чтобы представить себе, как это могло быть, необязательно погружаться вглубь веков. Можно, например, поехать во Вьетнам, как это сделал доктор биологических наук Александр Кузнецов, и понаблюдать, как современные рыбы ходят по суше пешком. С Александром Кузнецовым беседуют Ольга Орлова и Александр Марков.
Ольга Орлова: Известно, как рыбы вышли на сушу?
Александр Кузнецов: Сегодня ответ на этот вопрос практически ясен. Огромная проблема, как рыбы стали четвероногими, уже перестала быть загадкой. Остались детали, которые мы и можем наблюдать. Специфика моего подхода в том, что я не палеонтолог, а ищу аналоги среди современной фауны и пытаюсь при помощи современных рыб понять, что именно было тогда в девоне.
Александр Марков: Тогда давайте вспомним о палеонтологических данных. Какие есть конкретные находки, иллюстрирующие этот процесс?
Александр Кузнецов: Костей много уже накопилось. Настолько решение проблемы в хорошем состоянии, что буквально последняя находка тиктаалика была просто как запланированное действие. Группа американских палеонтологов знала куда ехать, знала, где рыть. Поехала и оперативно нашла несколько замечательных скелетов.
Ольга Орлова: То есть нашла переходные формы?
Александр Кузнецов: На самом деле они немножко раздули значение этой находки, потому что пандерихт, который был известен за 35 лет до этого, не намного хуже и отличается в деталях. Но тем не менее. Результаты этой работы были опубликованы в 2006 году, группа американских ученых поехали в заполярную Канаду на большой северный остров Элсмир и в девонских толщах, которые называются старым красным песчаником, нашли этих тиктааликов среди других характерных видов рыб того времени. Нашли отличные скелеты, собранны с чешуей. Правда, ни у одного нет задней части тела, и все они сильно сплющены.
Ольга Орлова: Чем интересны были эти тиктаалики?
Александр Кузнецов: Тем, что, глядя на них, трудно доказать, что это не наш прямой предок. То есть они заполняют проем между рыбами и четвероногими первыми, амфибиями. Но в Латвии до этого за 35 лет до этого еще были известны пандерихты, тоже в отличной сохранности, правда, они глинистых сланцах в сереньких, а не красных, но они немножко больше рыбы, чем тиктаалики.
Ольга Орлова: А что указывало, что тиктаалик уже не обычная рыба, а переходная форма?
Александр Кузнецов: Самое существенное отличие – это то, что у него нет жаберной крышки. Жабры были, но этого жаберного дыхания, характерного для рыб, у него уже не было.
Ольга Орлова: А как он дышал?
Александр Кузнецов: Жабрами. Но несомненно, у всех древних костных рыб были легкие -и у пандерихта, и тиктаалика, у всех. С самого начала эволюции костных рыб появились легкие. С точки зрения рационального подхода понятно, что именно то, что они стали глотать воздух, позволило покрыть себя костной броней, чего не смогли сделать акулы, например, у которых легких нет и поэтому они хрящевые, чтобы быть достаточно плавучими в воде.
Ольга Орлова: Это надо объяснить немножко. Акулы должны быстро плавать?
Александр Кузнецов: Нет, первые акулы были донными рыбами. Дело в том, что когда они стали плавать немножко дальше, чем в паре метров ото дна, то любой рыбе требуется иметь примерно плотность воды, чтобы не тратить лишней энергии. Для этого есть два способа в принципе. Один способ – это утратить кости и сделать внутренний скелет из хряща, который в воде не весит ничего. А другой способ – это оставить кости, но при этом набирать, заглатывать воздух. И так 400 с лишним миллионов лет назад произошло разделение на костных рыб и хрящевых. Одни оставались с хрящом, но без костей, а другие остались с костями, но зато приобрели воздушный мешок внутри, которым они, видимо, стали сразу дышать. Древние костные рыбы имели такую специфическую чешую – упругие браслеты упругие. И они за счет связок между чешуйками внутри браслета имеют способность саморасправляться. Поэтому если рыба выдавливает из себя воздух, то есть выдыхает, а потом расслабляет мышцы, которыми этот воздух выдула, то чешуя расправляется и обратно вглатывает воздух. Это требует специфической структуры чешуи, не самих чешуек, а конструкции, браслетов. Доказывается это тем, что две группы рыб – многоперы и панцирные щуки, которые до сих пор сохранили специальную чешую, именно так и дышат.
Александр Марков: У современных рыб есть легкие?.
Александр Кузнецов: У современных рыб есть легкие. Правда кроме двоякодышащих, которые просто заглатывают воздух, как мы еду. Кроме того, есть легкие у многоперов африканских и у североамериканских панцирных щук, огромных рыб. Они достигают более двух метров. И они тоже дышат воздухом кроме жабр.
Ольга Орлова: Хорошо, система дыхания, которая отличается у этих тиктааликов - это все-таки не исчерпывающий ответ на то, как произошел выход рыб на сушу.
Александр Кузнецов: Исследователи выхода рыб на сушу, и я в том числе, всегда считали, что вообще рыбе по суше трудно ходить, надо прикладывать усилия, иметь специальные приспособления. Но благодаря моей недавней поездке во Вьетнам для изучения современных сухопутных рыб, мне стало совершенно ясно, что рыбы легко ходят по суше любым доступным способом, одна рыба так, другая сяк. Для того, чтобы выйти на сушу, надо, во-первых, иметь органы воздушного дыхания, а он был несомненно в девоне. И во-вторых, иметь некое желание, какие-то побудительные мотивы, которые могут быть разные. То ли их из воды должны гнать, что в воде плохо, то ли на суше чем-то хорошо, например, с едой. Но с едой тогда в девоне как раз было плохо. То ли это просто необходимость расселяться. Например, молодежь, маленьким рыбкам легче ходить по суше, чем большим, разбегаются, чтобы не жить вместе с хищными старшими. А рыбы, от которых четвероногие произошли, были очень хищные. Так же как маленькие крокодилы не любят жить, где большие крокодилы, они живут в узеньких ручейках, а только потом, подрастая, спускаются в большие реки, где уже встречаются со своими столетними родителями.
Ольга Орлова: И что же вы наблюдали во Вьетнаме?
Александр Кузнецов: Как-то мне попались в книге такие обзоры, один касался того, что во Флориде сухопутные рыбы, завезенные из Юго-восточной Азии - это сомики ходячие, которых завезли туда еще случайно в 60 годах 20 века, и в начале 21 века завезен был туда змееголов. Благодаря тому, что они могут преодолевать промежутки между соседними прудами и речками, они гораздо свободнее себя чувствуют. Они на суше не едят. Они едят в каком-нибудь водоеме. Когда им надоедает, они съели икру местных рыб во время нереста, мальков съели, стало им мало еды, они взяли и ушли в соседний водоем и удержать их практически невозможно. И даже они вредят местным фермерским хозяйствам рыборазводным и от них ставят заборы специальные, чтобы они туда не внедрились и не съели разводимую фермерами рыбу.
Ольга Орлова: Подождите, Александр, это какая-то совершенно невероятная вещь. Зачем на суше ставить забор? Неужели рыбы прямо пешком идут?
Александр Кузнецов: Да, они ходят пешком. Обычно по росистой траве прохладными ночами. Они могут часами дышать на суше, они дышат не так как тиктааники, у них даже хуже конституция, чем у девонских рыб.
Ольга Орлова: А чем они перебираются по суше, как это происходит технически?
Александр Кузнецов: Они опираются на грудные плавники по очереди, у сомика есть шип, а потом они хвост вбок, толкаются, как бы перекатываются через плавник. Потом машут хвостом в другую сторону и через другой плавник.
Ольга Орлова: Это похоже на то, как ползают моржи?
Александр Кузнецов: Нет, моржи на манер галопа передвигаются по суше, они вертикально гнутся, а рыбы - вбок. Сомик заносит хвост в бок и, опираясь этим хвостом, себя накатывает.
Ольга Орлова: Как гусеница? На что это похоже?
Александр Кузнецов: Это похоже на ходьбу четвероногих по суше, какой-нибудь тритон, только вместо задних ног они используют хвост или на черепаху похоже. Она задней ногой толкается при опоре на переднюю другой стороны. У сомиков и змееголовых задних ног нет, а у девонских рыб были зачатки задних ног, брюшные плавники хорошие далеко сзади.
Ольга Орлова: А вы лично это видели?
Александр Кузнецов: Конечно, я снимал во Вьетнаме этих рыб. Я специально поехал снимать, как ходят эти рыбы.
Александр Марков: Да, когда смотришь эти фильмы, которые Саша снимал, то движение передних плавников ходячих рыб очень похожи на то, как ставят ноги какие-то современные тритоны или ящерицы.
Александр Кузнецов: Шагающие движения передними, а хвостом наталкивают себя на передние лапы.
Ольга Орлова: Это исключительная ситуация, которая возникла в этом районе Вьетнама? Почему это не массовое явление?
Александр Кузнецов: Я не знаю, почему там эпицентр. По климату, конечно, там, видимо, идеальные условия. Во Флориде они прижились. Там местность очень похожая: то болото, то речки, то жарко, то ливень.
Ольга Орлова: Должна быть местность с одной стороны, где влажность в воздухе, с другой стороны, где перебежками можно от одного водоема до другого добежать, доползти?
Александр Кузнецов: Конечно, да. Поэтому там же, кстати, живет и илистый прыгун.
Это такая маленькая рыбка, которая использует то обстоятельство, что лягушки и тритоны не могут жить в соленой воде, поэтому такую среду по краям тропических морей занимают очень похожие внешне на лягушек илистые прыгуны. Только у них нет больших задних лап, у них есть передние лапки и у них есть полезный хвост. Такие маленькие рыбки до 20 сантиметров, а часто и меньше, которые имеют на суше, это не суша - это то, что заливается в прилив, в манговых зарослях часто бывает, они имеют два интереса. Они, во-первых, там питаются какими-нибудь крабами.
Александр Марков: Это важно. Некоторые рыбы могут питаться на суше. Это стимул.
Александр Кузнецов: Да, верно, стимулов для того, чтобы рыбе вылезать на сушу, может быть много. Рыбе это легко дается, если она может дышать воздухом. А илистый прыгун может дышать воздухом, хотя у него нет легких. Вообще у этих современных костистых рыб с дыханием дело обстоит хуже, чем у девонских, таких, как многоперые, панцирные щуки. Их легкие переделаны в плавательный пузырь, структура, приспособленная быть поплавком. Его свойства прямо противоположные легким, потому что он должен быть для газов непроницаемым, чтобы газ не просачивался в кровь, а легкие должны быть максимально проницаемые, чтобы газ просачивался из легких в кровь и обратно.
Ольга Орлова: Известно, как рыбы вышли на сушу?
Александр Кузнецов: Сегодня ответ на этот вопрос практически ясен. Огромная проблема, как рыбы стали четвероногими, уже перестала быть загадкой. Остались детали, которые мы и можем наблюдать. Специфика моего подхода в том, что я не палеонтолог, а ищу аналоги среди современной фауны и пытаюсь при помощи современных рыб понять, что именно было тогда в девоне.
Александр Марков: Тогда давайте вспомним о палеонтологических данных. Какие есть конкретные находки, иллюстрирующие этот процесс?
Александр Кузнецов: Костей много уже накопилось. Настолько решение проблемы в хорошем состоянии, что буквально последняя находка тиктаалика была просто как запланированное действие. Группа американских палеонтологов знала куда ехать, знала, где рыть. Поехала и оперативно нашла несколько замечательных скелетов.
Ольга Орлова: То есть нашла переходные формы?
Александр Кузнецов: На самом деле они немножко раздули значение этой находки, потому что пандерихт, который был известен за 35 лет до этого, не намного хуже и отличается в деталях. Но тем не менее. Результаты этой работы были опубликованы в 2006 году, группа американских ученых поехали в заполярную Канаду на большой северный остров Элсмир и в девонских толщах, которые называются старым красным песчаником, нашли этих тиктааликов среди других характерных видов рыб того времени. Нашли отличные скелеты, собранны с чешуей. Правда, ни у одного нет задней части тела, и все они сильно сплющены.
Ольга Орлова: Чем интересны были эти тиктаалики?
Александр Кузнецов: Тем, что, глядя на них, трудно доказать, что это не наш прямой предок. То есть они заполняют проем между рыбами и четвероногими первыми, амфибиями. Но в Латвии до этого за 35 лет до этого еще были известны пандерихты, тоже в отличной сохранности, правда, они глинистых сланцах в сереньких, а не красных, но они немножко больше рыбы, чем тиктаалики.
Ольга Орлова: А что указывало, что тиктаалик уже не обычная рыба, а переходная форма?
Александр Кузнецов: Самое существенное отличие – это то, что у него нет жаберной крышки. Жабры были, но этого жаберного дыхания, характерного для рыб, у него уже не было.
Ольга Орлова: А как он дышал?
Александр Кузнецов: Жабрами. Но несомненно, у всех древних костных рыб были легкие -и у пандерихта, и тиктаалика, у всех. С самого начала эволюции костных рыб появились легкие. С точки зрения рационального подхода понятно, что именно то, что они стали глотать воздух, позволило покрыть себя костной броней, чего не смогли сделать акулы, например, у которых легких нет и поэтому они хрящевые, чтобы быть достаточно плавучими в воде.
Ольга Орлова: Это надо объяснить немножко. Акулы должны быстро плавать?
Александр Кузнецов: Нет, первые акулы были донными рыбами. Дело в том, что когда они стали плавать немножко дальше, чем в паре метров ото дна, то любой рыбе требуется иметь примерно плотность воды, чтобы не тратить лишней энергии. Для этого есть два способа в принципе. Один способ – это утратить кости и сделать внутренний скелет из хряща, который в воде не весит ничего. А другой способ – это оставить кости, но при этом набирать, заглатывать воздух. И так 400 с лишним миллионов лет назад произошло разделение на костных рыб и хрящевых. Одни оставались с хрящом, но без костей, а другие остались с костями, но зато приобрели воздушный мешок внутри, которым они, видимо, стали сразу дышать. Древние костные рыбы имели такую специфическую чешую – упругие браслеты упругие. И они за счет связок между чешуйками внутри браслета имеют способность саморасправляться. Поэтому если рыба выдавливает из себя воздух, то есть выдыхает, а потом расслабляет мышцы, которыми этот воздух выдула, то чешуя расправляется и обратно вглатывает воздух. Это требует специфической структуры чешуи, не самих чешуек, а конструкции, браслетов. Доказывается это тем, что две группы рыб – многоперы и панцирные щуки, которые до сих пор сохранили специальную чешую, именно так и дышат.
Александр Марков: У современных рыб есть легкие?.
Александр Кузнецов: У современных рыб есть легкие. Правда кроме двоякодышащих, которые просто заглатывают воздух, как мы еду. Кроме того, есть легкие у многоперов африканских и у североамериканских панцирных щук, огромных рыб. Они достигают более двух метров. И они тоже дышат воздухом кроме жабр.
Ольга Орлова: Хорошо, система дыхания, которая отличается у этих тиктааликов - это все-таки не исчерпывающий ответ на то, как произошел выход рыб на сушу.
Александр Кузнецов: Исследователи выхода рыб на сушу, и я в том числе, всегда считали, что вообще рыбе по суше трудно ходить, надо прикладывать усилия, иметь специальные приспособления. Но благодаря моей недавней поездке во Вьетнам для изучения современных сухопутных рыб, мне стало совершенно ясно, что рыбы легко ходят по суше любым доступным способом, одна рыба так, другая сяк. Для того, чтобы выйти на сушу, надо, во-первых, иметь органы воздушного дыхания, а он был несомненно в девоне. И во-вторых, иметь некое желание, какие-то побудительные мотивы, которые могут быть разные. То ли их из воды должны гнать, что в воде плохо, то ли на суше чем-то хорошо, например, с едой. Но с едой тогда в девоне как раз было плохо. То ли это просто необходимость расселяться. Например, молодежь, маленьким рыбкам легче ходить по суше, чем большим, разбегаются, чтобы не жить вместе с хищными старшими. А рыбы, от которых четвероногие произошли, были очень хищные. Так же как маленькие крокодилы не любят жить, где большие крокодилы, они живут в узеньких ручейках, а только потом, подрастая, спускаются в большие реки, где уже встречаются со своими столетними родителями.
Ольга Орлова: И что же вы наблюдали во Вьетнаме?
Александр Кузнецов: Как-то мне попались в книге такие обзоры, один касался того, что во Флориде сухопутные рыбы, завезенные из Юго-восточной Азии - это сомики ходячие, которых завезли туда еще случайно в 60 годах 20 века, и в начале 21 века завезен был туда змееголов. Благодаря тому, что они могут преодолевать промежутки между соседними прудами и речками, они гораздо свободнее себя чувствуют. Они на суше не едят. Они едят в каком-нибудь водоеме. Когда им надоедает, они съели икру местных рыб во время нереста, мальков съели, стало им мало еды, они взяли и ушли в соседний водоем и удержать их практически невозможно. И даже они вредят местным фермерским хозяйствам рыборазводным и от них ставят заборы специальные, чтобы они туда не внедрились и не съели разводимую фермерами рыбу.
Ольга Орлова: Подождите, Александр, это какая-то совершенно невероятная вещь. Зачем на суше ставить забор? Неужели рыбы прямо пешком идут?
Александр Кузнецов: Да, они ходят пешком. Обычно по росистой траве прохладными ночами. Они могут часами дышать на суше, они дышат не так как тиктааники, у них даже хуже конституция, чем у девонских рыб.
Ольга Орлова: А чем они перебираются по суше, как это происходит технически?
Александр Кузнецов: Они опираются на грудные плавники по очереди, у сомика есть шип, а потом они хвост вбок, толкаются, как бы перекатываются через плавник. Потом машут хвостом в другую сторону и через другой плавник.
Ольга Орлова: Это похоже на то, как ползают моржи?
Александр Кузнецов: Нет, моржи на манер галопа передвигаются по суше, они вертикально гнутся, а рыбы - вбок. Сомик заносит хвост в бок и, опираясь этим хвостом, себя накатывает.
Ольга Орлова: Как гусеница? На что это похоже?
Александр Кузнецов: Это похоже на ходьбу четвероногих по суше, какой-нибудь тритон, только вместо задних ног они используют хвост или на черепаху похоже. Она задней ногой толкается при опоре на переднюю другой стороны. У сомиков и змееголовых задних ног нет, а у девонских рыб были зачатки задних ног, брюшные плавники хорошие далеко сзади.
Ольга Орлова: А вы лично это видели?
Александр Кузнецов: Конечно, я снимал во Вьетнаме этих рыб. Я специально поехал снимать, как ходят эти рыбы.
Александр Марков: Да, когда смотришь эти фильмы, которые Саша снимал, то движение передних плавников ходячих рыб очень похожи на то, как ставят ноги какие-то современные тритоны или ящерицы.
Александр Кузнецов: Шагающие движения передними, а хвостом наталкивают себя на передние лапы.
Ольга Орлова: Это исключительная ситуация, которая возникла в этом районе Вьетнама? Почему это не массовое явление?
Александр Кузнецов: Я не знаю, почему там эпицентр. По климату, конечно, там, видимо, идеальные условия. Во Флориде они прижились. Там местность очень похожая: то болото, то речки, то жарко, то ливень.
Ольга Орлова: Должна быть местность с одной стороны, где влажность в воздухе, с другой стороны, где перебежками можно от одного водоема до другого добежать, доползти?
Александр Кузнецов: Конечно, да. Поэтому там же, кстати, живет и илистый прыгун.
Это такая маленькая рыбка, которая использует то обстоятельство, что лягушки и тритоны не могут жить в соленой воде, поэтому такую среду по краям тропических морей занимают очень похожие внешне на лягушек илистые прыгуны. Только у них нет больших задних лап, у них есть передние лапки и у них есть полезный хвост. Такие маленькие рыбки до 20 сантиметров, а часто и меньше, которые имеют на суше, это не суша - это то, что заливается в прилив, в манговых зарослях часто бывает, они имеют два интереса. Они, во-первых, там питаются какими-нибудь крабами.
Александр Марков: Это важно. Некоторые рыбы могут питаться на суше. Это стимул.
Александр Кузнецов: Да, верно, стимулов для того, чтобы рыбе вылезать на сушу, может быть много. Рыбе это легко дается, если она может дышать воздухом. А илистый прыгун может дышать воздухом, хотя у него нет легких. Вообще у этих современных костистых рыб с дыханием дело обстоит хуже, чем у девонских, таких, как многоперые, панцирные щуки. Их легкие переделаны в плавательный пузырь, структура, приспособленная быть поплавком. Его свойства прямо противоположные легким, потому что он должен быть для газов непроницаемым, чтобы газ не просачивался в кровь, а легкие должны быть максимально проницаемые, чтобы газ просачивался из легких в кровь и обратно.