Ирина Лагунина: В предыдущей научной рубрике нашей программы доктор биологических наук Александр Кузнецов рассказывал, что наблюдал собственными глазами рыб, путешествующих по суше пешком. Оказалось, что во Вьетнаме фермеры на своих участках вдоль водоемов даже строят заборы от непрошеных водных гостей. Однако, по мнению ученого, этот курьез, который сейчас можно увидеть лишь в отдельных точках нашей планете – в Юго-Восточной Азии или во Флориде - очень важен с научной точки зрения. Ведь он помогает восстановить подробности великого исхода рыб из воды, когда в девонском периоде на суше появились наши четвероногие предки. С Александром Кузнецовым беседуют Ольга Орлова и Александр Марков.
Ольга Орлова: Если вспомнить про рыб девонского периода, которые вышли из воды на сушу, у них дыхательная система лучше была приспособлена, чем у современных рыб? Можно ли предположить, что в девоне этот процесс рыбам легче давался? И потому выход на сушу был массовым, активным? Рыбы легче преодолевали препятствия?
Александр Кузнецов: В девоне со всех сторон было больше факторов для выхода. Единственное, чего тогда не было на суше - так это нормальной еды. Ведь это были хищные рыбы, почти как крокодилы.
Александр Марков: Им нужна была крупная добыча?
Александр Кузнецов: Судя по зубам, нужна была добыча килограмм. Взрослый тиктаалик вряд ли стал бы гоняться за маленькими рыбками типа илистых прыгунов.
Ольга Орлова: А кого килограммового он мог тогда на суше съесть?
Александр Кузнецов: А он на суше не ел. Вообще не исключено, что очень большие, старые тиктаалики не выходили на сушу, а может быть этим занимались только молодые в ходе миграции. Это еще полностью неясно. На суше еды не было для них, были членистоногие, но не для таких могучих хищников. Так что видимо ели они как раз в воде. А в воде было полным-полно всякой другой рыбы, которую можно было съесть. Там было много панцирных рыбок. Этих девонских рыб и первых четвероногих находят вместе с панцирными рыбами, которые если разложившиеся растительные остатки. Просто встречались захоронения, они там бывают кучами. Короче говоря, питаться можно было в воде, на суше была полная свобода, делай, что хочешь. Легкие были, не надо было наджаберного органа дополнительного, плавники были лучше. Кроме того в воде было жить не очень хорошо. Потому что происходило это чуть ли не по всем континентам, сейчас эти рыбы выходят в районе Вьетнама и Камбоджи, то есть Юго-восточной Азии, тогда этот выход происходил на таком континенте, который был образован Северной Америкой и Европой. Сибирь тогда была в стороне от Европы, а Северная Америка и Европа были вместе. Этот конгломерат Европы и Северной Америки находился не на севере, а ровно на экваторе, температура на Земном шаре была на несколько градусов выше, чем сейчас, кислорода было не 21% в атмосфере, а 15, то есть дышать было и на воздухе хуже, а самое неприятное, что углекислого газа была в 10 больше концентрация в атмосфере. Сейчас 0,03%, тогда было 0,3%. Хотя вроде маленькие величины, но на самом деле поскольку углекислый газ основной источник строительного материала для растений, то десятикратное повышение в то время по сравнению с современностью создавало крайне благоприятные условия для произрастания растений, как в морях, так и на суше.
Александр Марков: Это как раз был период появления первых лесов на планете.
Александр Кузнецов: Я не знаю, из-за чего была огромная концентрация углекислого газа, но явно в связи с этим произошло такое первое серьезное заселение растениями суши.
Ольга Орлова: Получается, это было грандиозное событие, когда наша планета заселялась лесами, а в это время рыбы двинулись на сушу. Такое великое переселение всех и вокруг. Если представить себе, что, скажем, концентрация углекислого газа была меньше намного и вообще в какое-то время планета была в другом состоянии, был бы другой ход эволюции развития? Вы когда-нибудь себе представляли, что все могло быть совсем иначе?
Александр Кузнецов: Совсем иначе быть не может. Просто там практически принудительно произошло. Потому что леса выросли колоссально, появились деревья толщиной до метра ствол, а до этого 10 сантиметров были растения. Они были листопадные и начался страшный сток органики с этой суши в воду, окружающие мелкие моря и лагуны. Они наполнились органической гнилью, на окисление которой уходил весь кислород, которого в атмосфере не хватало. Поэтому в воде дышать было нечем. То есть даже если рыба оставалась в воде, она выныривала, чтобы подышать воздухом. Поэтому было хорошо тем, что там было много еды, там была органика, на ней посалили панцирные рыбки. Еды было много, а дышать приходилось на воздухе. Если бы не было такой штуки, леса все равно появились рано или поздно, но как только бы появились бы леса, они не сбалансированные, наверное, органикой засорялись окрестные реки и лагуны. То есть так же было бы.
Ольга Орлова: Хорошо, а то, что вы наблюдали в наши дни – это такая местная аномалия или из этого тоже может что-то развиться с современными рыбами или такой казус, который носит временный характер?
Александр Кузнецов: Казус ли временный - это нельзя сказать, потому что ведь занимаются несколько не родственных групп лиц, которые легко интродуцируются на другом континенте, из Юго-Восточной Азии во Флориду и наносят ущерб не то, что фауне, а даже фермерам. То есть это не казус, а серьезная вещь.
Ольга Орлова: Можно пофантазировать о последствиях этого? Из этих рыб когда-нибудь получатся человеки?
Александр Кузнецов: Нет, я не думаю, потому что у них нет ног. У них есть только передние руки.
Ольга Орлова: Я имею в виду, они могут эволюционировать спустя много миллионов лет?
Александр Кузнецов: В принципе, хотя эти костистые рыбы, о которых идет речь, они очень специфические создания, у них много ограничений. Если взять в отдельности, то она не такая универсальная, как те же разноперые африканские, которые дышат легкими. Но с другой стороны костистые рыбы на порядок превосходят по числу видов всех остальных позвоночных вместе взятых. Потенциал эволюционный огромный.
Александр Марков: Причем это молодая группа, такое разнообразие появилось недавно, они после вымирания динозавров начали.
Александр Кузнецов: Это молодая группа. Большая вспышка эволюционная, просто потрясающая. Никогда до тех пор ни одна группа рыб, даже если не говорить о наземных позвоночных, ничего такого не вытворяла.
Александр Марков: Может быть у них эволюционный потенциал не весь исчерпан, может еще чего-нибудь от них произойдет.
Александр Кузнецов: Во всяком случае, что характерно - это что дает такое преимущество - это их чрезвычайная плодовитость. Если сравнивать с акулами, то это вообще даже несравнимая вещь, потому что у нормальной акулы несколько десятков яиц она мечет или рождает живых, а костистые рыбы мечут сотни тысяч некоторые икринок.
Александр Марков: Причем они могут о ней заботиться. Илистый прыгун охраняет свою икру.
Александр Кузнецов: Илистый прыгун охраняет. Есть среди костных рыб, я сейчас так, чтобы ясно было, есть хрящевые рыбы и костные, а костные делятся в свою очередь на мясистолопастных или лопастеперых. Тиктаалик - это все были лопастеперые рыбы. Сейчас из них живут только двоякодышащие. Кстати сказать, африканский протопторус, он тоже довольно плодовитый, мечет пять тысяч икринок и заботится о своем гнезде. То есть это не эксклюзивное свойство костистых рыб, но для них особенно характерно. А альтернатива нашим предкам и двоякодышащим рыбам - это лучеперые рыбы, из них есть примитивные, дышащие воздухом, многопер и панцирные щуки и осетровые, и вершина эволюции лучеперых - это костистые рыбы, которые всех превзошли видовым разнообразием и плодовитостью и нашли лазейки на сушу.
Александр Марков: Скажите, получается, что плавники, пригодные, чтобы ими ходить по суше, они все-таки сформировались еще в воде. Для чего могут рыбы использовать такие плавники, напоминающие лапы?
Александр Кузнецов: Это на самом деле серьезная вещь, что, с одной стороны, вьетнамские рыбы, которыми я занимался, они говорят, что можно ходить с помощью плавников и гораздо хуже, чем у девонских рыб, потому что там нет сложного скелета и сложных мышц. С другой стороны высказывается предположение, что на самом деле лапы с пальцами четвероногих, неклассический подход, считали, что пальцы образовались потом, сначала рыбы вышли на плавниках, а потом они приобрели пальцы и тут стали нормальными четвероногими. Новые веяния, которых сейчас придерживается большинство из палеонтологов, занимающихся этим вопросом, что у четвероногих пальцы сформировались еще в воде для чисто водных нужд, когда они на сушу еще не выходили. Но я с этим не согласен, но тем не менее, прецеденты имеются, есть рыбки, костистые рыбки, у которых о настоящих пальцах речи быть не может, но у которых пальцевидная рассеченность кожного окончания плавников. Это известный многим морской петух, который бегает на трех пальчиках, на каждом грудном плавнике по три пальчика. То есть он как насекомое ножками перебирает и бегает по дну. Смысл вот в чем, что когда рыба живет у дна, то ей чисто энергетически выгоднее не плавать, разбрасывая воду во все стороны, а цепляться за твердое дно, которое дает надежную опору. Но особенно впечатляют неглубоководные рыбы-удильщики, у которых действительно лапы с пальцами, и они при помощи них перебираются по кораллам. И по-видимому, очень полезны во время приливов и отливов, чтобы не унесло в открытое море. Потому что рыба довольно корявые, и как она доберется обратно. А коралл, который может едва плавать, и если унесет далеко в море, то назад не дойдет. Причем смешно, как у илистого прыгуна задние ноги брюшные, они вытянуты далеко вперед и поэтому он ходит особенно, как инвалид на костылях. То есть шире и длиннее руки и ножки коротенькие. Вот он переставит руки, потом ноги подвигает, руки переставит, ноги подвигает. Под водой им вольнее, потому что под водой ходить легче. Там проблема не в том, чтобы держать тяжесть тела, а в том, чтобы в отсутствии этой тяжести немного толкнуться в нужную сторону, поэтому нужны на концах крючочки, чтобы зацепиться.
Ольга Орлова: Если вспомнить про рыб девонского периода, которые вышли из воды на сушу, у них дыхательная система лучше была приспособлена, чем у современных рыб? Можно ли предположить, что в девоне этот процесс рыбам легче давался? И потому выход на сушу был массовым, активным? Рыбы легче преодолевали препятствия?
Александр Кузнецов: В девоне со всех сторон было больше факторов для выхода. Единственное, чего тогда не было на суше - так это нормальной еды. Ведь это были хищные рыбы, почти как крокодилы.
Александр Марков: Им нужна была крупная добыча?
Александр Кузнецов: Судя по зубам, нужна была добыча килограмм. Взрослый тиктаалик вряд ли стал бы гоняться за маленькими рыбками типа илистых прыгунов.
Ольга Орлова: А кого килограммового он мог тогда на суше съесть?
Александр Кузнецов: А он на суше не ел. Вообще не исключено, что очень большие, старые тиктаалики не выходили на сушу, а может быть этим занимались только молодые в ходе миграции. Это еще полностью неясно. На суше еды не было для них, были членистоногие, но не для таких могучих хищников. Так что видимо ели они как раз в воде. А в воде было полным-полно всякой другой рыбы, которую можно было съесть. Там было много панцирных рыбок. Этих девонских рыб и первых четвероногих находят вместе с панцирными рыбами, которые если разложившиеся растительные остатки. Просто встречались захоронения, они там бывают кучами. Короче говоря, питаться можно было в воде, на суше была полная свобода, делай, что хочешь. Легкие были, не надо было наджаберного органа дополнительного, плавники были лучше. Кроме того в воде было жить не очень хорошо. Потому что происходило это чуть ли не по всем континентам, сейчас эти рыбы выходят в районе Вьетнама и Камбоджи, то есть Юго-восточной Азии, тогда этот выход происходил на таком континенте, который был образован Северной Америкой и Европой. Сибирь тогда была в стороне от Европы, а Северная Америка и Европа были вместе. Этот конгломерат Европы и Северной Америки находился не на севере, а ровно на экваторе, температура на Земном шаре была на несколько градусов выше, чем сейчас, кислорода было не 21% в атмосфере, а 15, то есть дышать было и на воздухе хуже, а самое неприятное, что углекислого газа была в 10 больше концентрация в атмосфере. Сейчас 0,03%, тогда было 0,3%. Хотя вроде маленькие величины, но на самом деле поскольку углекислый газ основной источник строительного материала для растений, то десятикратное повышение в то время по сравнению с современностью создавало крайне благоприятные условия для произрастания растений, как в морях, так и на суше.
Александр Марков: Это как раз был период появления первых лесов на планете.
Александр Кузнецов: Я не знаю, из-за чего была огромная концентрация углекислого газа, но явно в связи с этим произошло такое первое серьезное заселение растениями суши.
Ольга Орлова: Получается, это было грандиозное событие, когда наша планета заселялась лесами, а в это время рыбы двинулись на сушу. Такое великое переселение всех и вокруг. Если представить себе, что, скажем, концентрация углекислого газа была меньше намного и вообще в какое-то время планета была в другом состоянии, был бы другой ход эволюции развития? Вы когда-нибудь себе представляли, что все могло быть совсем иначе?
Александр Кузнецов: Совсем иначе быть не может. Просто там практически принудительно произошло. Потому что леса выросли колоссально, появились деревья толщиной до метра ствол, а до этого 10 сантиметров были растения. Они были листопадные и начался страшный сток органики с этой суши в воду, окружающие мелкие моря и лагуны. Они наполнились органической гнилью, на окисление которой уходил весь кислород, которого в атмосфере не хватало. Поэтому в воде дышать было нечем. То есть даже если рыба оставалась в воде, она выныривала, чтобы подышать воздухом. Поэтому было хорошо тем, что там было много еды, там была органика, на ней посалили панцирные рыбки. Еды было много, а дышать приходилось на воздухе. Если бы не было такой штуки, леса все равно появились рано или поздно, но как только бы появились бы леса, они не сбалансированные, наверное, органикой засорялись окрестные реки и лагуны. То есть так же было бы.
Ольга Орлова: Хорошо, а то, что вы наблюдали в наши дни – это такая местная аномалия или из этого тоже может что-то развиться с современными рыбами или такой казус, который носит временный характер?
Александр Кузнецов: Казус ли временный - это нельзя сказать, потому что ведь занимаются несколько не родственных групп лиц, которые легко интродуцируются на другом континенте, из Юго-Восточной Азии во Флориду и наносят ущерб не то, что фауне, а даже фермерам. То есть это не казус, а серьезная вещь.
Ольга Орлова: Можно пофантазировать о последствиях этого? Из этих рыб когда-нибудь получатся человеки?
Александр Кузнецов: Нет, я не думаю, потому что у них нет ног. У них есть только передние руки.
Ольга Орлова: Я имею в виду, они могут эволюционировать спустя много миллионов лет?
Александр Кузнецов: В принципе, хотя эти костистые рыбы, о которых идет речь, они очень специфические создания, у них много ограничений. Если взять в отдельности, то она не такая универсальная, как те же разноперые африканские, которые дышат легкими. Но с другой стороны костистые рыбы на порядок превосходят по числу видов всех остальных позвоночных вместе взятых. Потенциал эволюционный огромный.
Александр Марков: Причем это молодая группа, такое разнообразие появилось недавно, они после вымирания динозавров начали.
Александр Кузнецов: Это молодая группа. Большая вспышка эволюционная, просто потрясающая. Никогда до тех пор ни одна группа рыб, даже если не говорить о наземных позвоночных, ничего такого не вытворяла.
Александр Марков: Может быть у них эволюционный потенциал не весь исчерпан, может еще чего-нибудь от них произойдет.
Александр Кузнецов: Во всяком случае, что характерно - это что дает такое преимущество - это их чрезвычайная плодовитость. Если сравнивать с акулами, то это вообще даже несравнимая вещь, потому что у нормальной акулы несколько десятков яиц она мечет или рождает живых, а костистые рыбы мечут сотни тысяч некоторые икринок.
Александр Марков: Причем они могут о ней заботиться. Илистый прыгун охраняет свою икру.
Александр Кузнецов: Илистый прыгун охраняет. Есть среди костных рыб, я сейчас так, чтобы ясно было, есть хрящевые рыбы и костные, а костные делятся в свою очередь на мясистолопастных или лопастеперых. Тиктаалик - это все были лопастеперые рыбы. Сейчас из них живут только двоякодышащие. Кстати сказать, африканский протопторус, он тоже довольно плодовитый, мечет пять тысяч икринок и заботится о своем гнезде. То есть это не эксклюзивное свойство костистых рыб, но для них особенно характерно. А альтернатива нашим предкам и двоякодышащим рыбам - это лучеперые рыбы, из них есть примитивные, дышащие воздухом, многопер и панцирные щуки и осетровые, и вершина эволюции лучеперых - это костистые рыбы, которые всех превзошли видовым разнообразием и плодовитостью и нашли лазейки на сушу.
Александр Марков: Скажите, получается, что плавники, пригодные, чтобы ими ходить по суше, они все-таки сформировались еще в воде. Для чего могут рыбы использовать такие плавники, напоминающие лапы?
Александр Кузнецов: Это на самом деле серьезная вещь, что, с одной стороны, вьетнамские рыбы, которыми я занимался, они говорят, что можно ходить с помощью плавников и гораздо хуже, чем у девонских рыб, потому что там нет сложного скелета и сложных мышц. С другой стороны высказывается предположение, что на самом деле лапы с пальцами четвероногих, неклассический подход, считали, что пальцы образовались потом, сначала рыбы вышли на плавниках, а потом они приобрели пальцы и тут стали нормальными четвероногими. Новые веяния, которых сейчас придерживается большинство из палеонтологов, занимающихся этим вопросом, что у четвероногих пальцы сформировались еще в воде для чисто водных нужд, когда они на сушу еще не выходили. Но я с этим не согласен, но тем не менее, прецеденты имеются, есть рыбки, костистые рыбки, у которых о настоящих пальцах речи быть не может, но у которых пальцевидная рассеченность кожного окончания плавников. Это известный многим морской петух, который бегает на трех пальчиках, на каждом грудном плавнике по три пальчика. То есть он как насекомое ножками перебирает и бегает по дну. Смысл вот в чем, что когда рыба живет у дна, то ей чисто энергетически выгоднее не плавать, разбрасывая воду во все стороны, а цепляться за твердое дно, которое дает надежную опору. Но особенно впечатляют неглубоководные рыбы-удильщики, у которых действительно лапы с пальцами, и они при помощи них перебираются по кораллам. И по-видимому, очень полезны во время приливов и отливов, чтобы не унесло в открытое море. Потому что рыба довольно корявые, и как она доберется обратно. А коралл, который может едва плавать, и если унесет далеко в море, то назад не дойдет. Причем смешно, как у илистого прыгуна задние ноги брюшные, они вытянуты далеко вперед и поэтому он ходит особенно, как инвалид на костылях. То есть шире и длиннее руки и ножки коротенькие. Вот он переставит руки, потом ноги подвигает, руки переставит, ноги подвигает. Под водой им вольнее, потому что под водой ходить легче. Там проблема не в том, чтобы держать тяжесть тела, а в том, чтобы в отсутствии этой тяжести немного толкнуться в нужную сторону, поэтому нужны на концах крючочки, чтобы зацепиться.
