Погонофоры

Открытие погонофор

В 1958 году в Лондоне проходил очередной Международный зоологический конгресс. Самые известные ученые всех стран съехались в эти дни в столицу Великобритании. Международный зоологический конгресс сам по себе событие в ученом мире уже большое, но этот конгресс особенно ждали: на нем должен был делать сообщение русский ученый Артемий Васильевич Иванов. И когда Иванов появился перед участниками конгресса, они встали и бурей аплодисментов приветствовали человека, сделавшего в зоологии крупнейшее открытие века. У этого открытия длинная история.

В 1899 году голландское экспедиционное судно «Зибога» вело зоологические исследования в морях, омывающих Индонезийский архипелаг. Не все материалы, привезенные судном, были исследованы сразу, в этом убедился известный французский зоолог Морис Коллери, приглашенный в 1914 году изучить материалы экспедиции. Среди «трофеев», оставленных без внимания, были длинные тонкие трубочки, в которых находились какие-то неизвестные существа. Почти пятнадцать лет прошло после возвращения «Зибоги», а на трубочки никто не обратил внимания. Впрочем, это можно, очевидно, объяснить тем, что очень уж невзрачный вид был у трубочек и их обитателей. И только опытный ученый понял: перед ним что-то необычное.

М. Коллери тщательно изучил находку и убедился, что не ошибся. В 1914 году он опубликовал результаты своих исследований. Но слишком мало данных было у французского ученого. Коллери так и не установил природу загадочного существа. Он только описал его и дал ему звучное название — «зибоглинум». Первая часть этого слова — название корабля, привезшего в Европу животных, второе — «линум» — по-латыни означает «нить». Действительно, извлеченное из трубки животное оказалось необычайно длинным и тонким, почти нитевидным.

Небольшая статья Коллери осталась незамеченной и скоро была забыта.

Прошло восемнадцать лет.

Летом 1932 года русское экспедиционное судно «Гагара» работало в Охотском море. На судне находился молодой ученый Павел Васильевич Ушаков. Однажды трал, опущенный на глубину трех с половиной километров, доставил на палубу корабля тонкие, длиной сантиметров в пятнадцать, черновато-бурые трубки. Находились в них невиданные животные с пучками длинных щупалец на передней части тела. Они чем-то напоминали тех, которых описал Коллери, и в то же время сильно от них отличались. К тому же зибоглинумы были выловлены вблизи Индонезии, а эти в Охотском море. Ушаков решил, что перед ним представитель так называемых многощетинковых червей, некоторые виды которых живут в защитных трубках. Очевидно, это был какой-то новый вид. Не ясно только, какое место ему следовало занять в ряду подобных червей.

Ушаков решил проконсультироваться с известным шведским ученым Иоганссоном и послал ему из своей находки два экземпляра.

Каково же было удивление зоологов, когда Иоганссон, тщательно изучив находку Ушакова, пришел к выводу, что это животное никакого отношения к червям не имеет. Мало того, Иоганссон утверждал, что «черви», найденные Ушаковым, не входят ни в один из известных классов. Это что-то новое. И шведский ученый назвал найденных в Охотском море животных «погонофорами». В переводе на русский язык это означает «носящие бороду». Таким названием животные были обязаны своим щупальцам на передней части тела. Они действительно напоминали малярную кисть или бороду.

Итак, оказалось, что животные, найденные Ушаковым, представители особого класса. Но все-таки что же это за животные, ни Иоганссон, ни другие ученые сказать не могли.

Прошло ровно полвека со времени плавания «Зибоги». В 1949 году в строй вступило новое исследовательское судно «Витязь» — большой красивый корабль в 5600 тонн водоизмещением, с мощной машиной, с лабораториями, оборудованными по последнему слову техники. В первой же экспедиции «Витязя» участвовал Артемий Васильевич Иванов. Он отправился на поиски погонофоры. Иванов уже хорошо изучил этих животных, вернее, изучил все, что возможно, — десять с лишним лет назад Ушаков передал ему материалы по погонофорам. Но для ответа на вопрос: что же это за животные, материалов было недостаточно. И вот — экспедиция…

На «Витязе» много приспособлений для ловли животных: и могучие 12- и 22-тонные лебедки, на барабаны которых наматываются по 14 километров стального троса, и различные планктонные сетки для сбора одноклеточных водорослей, крошечных рачков, личинок, и громадные пелагические сетки для лова глубоководных рыб.

И конечно, тралы и драги — приспособления для сбора бентоса — животных, обитающих на дне моря. Эти тралы — сетчатые мешки на тяжелых рамах, и драги — тоже мешки с металлическими, но еще более тяжелыми рамами, снабженными острыми, зарывающимися в грунт ножами, были главной надеждой ученого. И они не обманули надежд: на юго-востоке Охотского моря, в тех самых местах, где семнадцать лет назад П. В. Ушаков добыл своих удивительных животных, с глубины 4 тысячи метров вновь были подняты погонофоры!

А вскоре в тех же местах были найдены и зибоглинумы. Да, конечно, они отличались от погонофор: у зибоглинумов одно щупальце, а у погонофор — много, целая борода. И все-таки — Иванов уже предполагал это и раньше, а теперь предположение начало переходить в уверенность — и погонофоры и зибоглинумы — одни и те же животные!

Однако для того, чтоб это доказать, фактов все еще было недостаточно. И Иванов продолжал их собирать.

Вскоре погонофор начали находить и в других местах, а однажды «Витязь» обнаружил сплошной ковер из этих животных на глубине всего 150 метров.

Вернувшись из экспедиции, Иванов занялся тщательным изучением собранного материала. А «Витязь», отправляясь в очередную экспедицию, каждый раз привозил ученому всё новые и новые материалы. Теперь погонофор стали находить во многих морях и океанах.

Не раз еще Иванов сам отправлялся в экспедиции, чтоб на месте проверить правильность своих выводов, а затем — снова и снова — кропотливая работа в лаборатории.

Изучение погонофор заняло много лет. Но вот наступил, наконец, такой день, когда ученый мог подробно и точно рассказать всему миру, что такое погонофоры.

Если бы водолаз, аквалангист или ныряльщик попал в то место, где обитают погонофоры, он вряд ли заметил бы их. А если бы и заметил, внимания на них не обратил бы: слишком уж невзрачны эти животные. Длина их колеблется от 5 до 35 сантиметров, а толщина — от 2 до десятых долей миллиметра. Тоненькое слабое тельце находится в цилиндрической защитной трубке из рогового вещества, которое погонофор сам образует. Трубка всегда длиннее самого животного — от 20 сантиметров у самого маленького до 150 у самого крупного из найденных. Большая часть трубки поднимается вертикально над поверхностью грунта, нижняя часть зарыта в ил. Действительно, не красавцы эти погонофоры. Существа длиною, в среднем, с крупную ящерицу, а толщиной — с булавку! Но внешность, как известно, бывает обманчива, и невзрачные существа часто бывают очень интересными. Вытащенные со дна моря, извлеченные из трубки и изученные, погонофоры доказали это.

Нитевидное или шнуровидное тело погонофор состоит из трех отделов. Первые два — короткие, а третий, задний,— длинный. На этом третьем отделе находятся многочисленные сосочки, при помощи которых погонофор довольно быстро передвигается внутри трубки, то высовываясь наружу, то уходя глубоко внутрь. А на переднем отделе погонофора находится «борода» — венчик щупалец. Может их быть и сто, и больше. Может быть и одно щупальце. Дело в том, что у некоторых погонофор щупальца срастаются. Тогда их становится гораздо меньше. А иногда срастаются все щупальца, превращаясь в один. Вот таких погонофор с одним щупальцем и описал Коллери, дав им название зибоглинумы. Вероятно, одно щупальце у зибоглинума и «борода» у погонофор и ввели в заблуждение зоологов, решивших, что это разные животные.

Но если причудлива внешность погонофор, то внутреннее строение их поистине удивительно. В тоненьком, как ниточка, теле имеется хорошо развитая мускулатура, у погонофор есть мозг — продольный спинной ствол, кровеносные сосуды, наполненные красной кровью, мускулистое сердце. Нет у погонофор только желудка и кишечника, нет у него и рта.

Науке известны животные, у которых нет кишечника. Например, некоторые паразиты, находящиеся в теле других животных. Но существо, которое живет свободно и не имеет рта и кишечника, — явление совершенно непонятное. К тому же у погонофор имеются щупальца. Зачем они?

Кораллы, морские черви, мшанки — все животные, имеющие щупальца, используют их для улавливания пищи, которую отправляют через ротовое отверстие в кишечник. Но погонофор не только кишечника — он даже рта не имеет. Для чего же щупальца?!

И вот выяснилось: и ртом, и желудком, и кишечником у них служат сами щупальца. Это открытие противоречило всем существующим до сего времени представлениям о способах питания животных. И, тем не менее, это было так.

Щупальца погонофор покрыты с внутренней стороны длинными и очень тонкими ворсинками, в которых проходят кровеносные сосуды, соединенные с сосудами щупалец. Голодные погонофоры вытягивают щупальца вверх, образуя как бы цилиндр со щелями, а ворсинки внутри цилиндра переплетаются в виде густой сетки. (Погонофоры, у которых одно щупальце, закручивают его в виде тугой спирали.) Сквозь этот цилиндр или спираль проходит вода. Мелкие организмы задерживаются в сетке из ворсинок, а вода выходит через щели. Когда пищи — крошечных животных и растений — накапливается достаточно, погонофор уходит в защитную трубку и начинает выделять пищевой фермент — вещество, растворяющее и как бы переваривающее пищу. Переваренная, так сказать «обработанная», пища через те же щупальца всасывается в организм.

Загадка питания погонофор была решена. Но главное все-таки заключалось не в этом.

Ученым известно, что зародыш часто обнаруживает сходство со своими отдаленными предками. С развитием зародыша эти черты сходства постепенно исчезают, и взрослое животное может их вовсе не иметь. Поэтому очень важно было проследить зародышевое развитие погонофор. Но как это сделать? Ведь погонофоры живут обычно на глубине от 2 до 10 километров и лишь отдельные виды обитают на мелководье. И тут на помощь ученому пришла сама природа. Оказывается, яйца самка откладывает в верхнем конце трубочки, а сама уходит в ее нижний конец. В трубке яйца зреют до той поры, пока не появляются молодые погонофоры. Тогда они выходят из трубки и поселяются рядом с матерью.

И вот А. В. Иванов среди множества выловленных в разное время трубок с животными стал отбирать такие, в которых находились оплодотворенные яйца и зародыши на разных стадиях развития. В конце концов, ему удалось изучить все стадии развития погонофор. И тут возникла новая проблема — куда же отнести этих животных?

Писатель-фантаст, человек с ярким воображением, может нарисовать нам необыкновенное животное. И если он опишет это выдуманное им животное достаточно подробно, опытный ученый, даже зная, что такого животного не существует, все-таки отнесет его к какому-нибудь определенному типу, уже известному науке. Это объяснить просто: человеческое воображение оперирует знакомыми представлениями и понятиями. Так, описывая фантастическое животное, человек соединит в одно части разных животных, но все равно части уже известные — голову, конечности, крылья, плавники и так далее. Получится неизвестное животное, но состоящее из известных частей.

И вдруг, оказывается, существует животное, которого не нарисует даже самое безудержное воображение. Без ног, без крыльев, без плавников, даже без головы и кишечника! Примитивное существо. Но оно имеет сердце, мозг, кровеносную и нервную систему, то есть явные признаки высших животных.

Куда же его отнести, к какому классу? Оказывается, оно не подходит ни к одному из классов. Оно даже не может быть отнесено ни к одному из типов, на которые ученые разделяют всех существующих и существовавших когда-либо на земле животных! Погонофоры образовали новый тип.

Но выяснилось, что и это еще не всё. Чтоб реальнее представить себе и показать другим развитие жизни на Земле, ученые рисуют генеалогическое «дерево». Его «корень» — простейшие организмы, давшие начало развитию животных на нашей планете. По мере совершенствования животных на «дереве» появляются всё новые и новые «ветви».

Однако не все было ясно на этом «дереве». Один из самых существенных пробелов был как раз в том месте, откуда поднимались «ветви», показывающие развитие некоторых высших животных. И вот наблюдения за развитием зародыша погонофор показали, что погонофоры — близкие родственники того не известного науке существа, от которого произошли многие высшие животные, в том числе и позвоночные.

Вот почему открытие погонофор, по мнению многих ученых, — в зоологии крупнейшее открытие прошлого века.