Я познаю мир. Живой мир - Страница 49

image l:href="#image183.png"

Строение яйца: 1 – белок; 2 – халаза; 3 – развивающийся эмбрион; 4 – желток

Но зародышу нужно ещё и дышать. Хотя скорлупа яйца и пропускает кислород, но яйцо, снабженное запасами воды и желтка, оказывается весьма крупным. А кислорода в крупном яйце зародышу всегда не хватает, мы говорили уже об этом в главе «Между двух стульев». Кроме того, водонепроницаемая оболочка не позволяет выводить из яйца продукты обмена зародыша. И у зародыша начинает развиваться особый мешок с замысловатым названием аллантоис. Этот мешок, протиснувшись из–под амниона и сплющившись, расползается под скорлупой яйца, окружая зародыш с амнионом ещё одной оболочкой. Внутренность этого «мешка» служит накопителем отбросов. А его оболочка, прилегающая к скорлупе и густо пронизанная кровеносными сосудами, служит зародышу органом дыхания.

Зародыш в таком яйце не нуждается в воде, защищен от высыхания (и, кстати, от многих паразитов, хищников и микроорганизмов) и может спокойно развиваться на суше. Рептилии бесповоротно рвут связь с водоемами и становятся настоящими сухопутными животными. Такого рода яйцом обладают и потомки рептилий – птицы и млекопитающие. Все эти три класса относятся к высшим позвоночным. Ещё их называют амниотами, по названию одной из зародышевых оболочек. А амфибии, три класса рыб и бесчелюстные относятся к низшим позвоночным или анамниям.

Млекопитающие, кстати, довольно долго размножались яйцами, как современные утконосы и ехидны. Живорождение они разработали позже и воспользовались аллантоисом для прямого подключения зародыша к кровеносной системе матери. Аллантоис зародыша срастается со стенкой матки, а его кровеносные сосуды – с кровеносными сосудами самки. Теперь аллантоис называется плацентой, а яйцевые оболочки теряются за ненадобностью. Амнион же сохраняется, он предохраняет плод от травм. Только перед самыми родами он лопается, амниотическая жидкость вытекает (отходят воды), а ребенок (теленок, щенок или мышонок) появляются на свет или разорвав амнион окончательно, или прямо в нем, и тогда про них говорят, что они «родились в рубашке».

Любая рептилия, если она хочет двигаться по пути прогресса, должна решить несколько задач. Поскольку для животного прогресс – это прогресс поведения, движения, то в первую очередь нужно решить вопрос лучшего обеспечения организма топливом и кислородом. Это необходимо, кроме всего прочего, для развития более совершенного центра управления – мозга. Мозг рептилий уже довольно сложная машина и, чтобы он работал эффективно, желательна высокая и постоянная температура тела. Сложнейшие комплексы биохимических реакций, идущих в нервных клетках, весьма болезненно реагируют на скачки температуры. Весь этот клубок взаимосвязанных проблем требовал перестройки кровеносной системы, в том числе системы управления сосудами. Кровь не только разносит по телу кислород и пищу, она вдобавок несет тепло. Тепло выделяют интенсивно работающие внутренние органы, не только мышцы, очень много тепла выделяется при переваривании пищи, при работе печени, греется при работе мозг. Поверхностные сосуды либо теряют тепло – в холодную погоду, – либо перегреваются – в жару. Поддержание постоянной температуры тела – это умение так регулировать интенсивность кровотока между разными частями тела, чтобы поддерживать равновесие между приходом и расходом тепла. Второй комплекс задач связан уже непосредственно с движением – требуется перестройка скелета и мышечной системы.

image l:href="#image184.png"

Ранняя синапсида биорамазух

За решение этих задач взялись две группы древних рептилий: архозавры из ветви диапсид и терапсиды из ветви синапсид. Поскольку и архозавры, и терапсиды были рептилиями, то и задачи перед ними стояли сходные. Но поскольку они были разными рептилиями и делали ставку на разные стратегии выживания, то и пути решения этих задач оказались не вполне одинаковыми. Несколько различным оказался и результат. Терапсиды дали начало млекопитающим, а архозавры – птицам.

Птицы

Активный маневренный полет – самая, пожалуй, сложная форма движения. Он требует огромных затрат энергии и необыкновенно точной и сложной координации работы мышц. Соответственно, требуются очень интенсивный обмен веществ, сложный и быстродействующий центр управления, эффективная и бесперебойная работа всех остальных систем. Все это у птиц есть, и во многих отношениях это самые совершенные позвоночные.

Дыхание птиц не имеет аналогов среди современных позвоночных. У амфибий, рептилий и млекопитающих легкие работают на вдох–выдох. При таком способе вентиляции легких, как бы глубоко вы ни дышали, в дыхательных путях всегда остается весьма приличный «мертвый» запас воздуха, который вам никак не удастся «выдавить». Птицам кислорода нужно много, и они не могут позволить себе такой роскоши, как неполное использование объема легких. У них развиваются особые воздушные мешки, проникающие даже в легкие пустотелые птичьи кости. Воздух из бронхов поступает сначала в эти мешки, а только из них – в легкие. В результате воздух через легкие идет непрерывным потоком и только в одном направлении – на выход.

image l:href="#image185.png"

Воздушные мешки птиц:А – расположение в теле птицы; Б – схема циркуляции воздуха в дыхательной системе птиц; 1 – трахея; 2 – легкое (показано только одно); 3 – воздушные мешки; 4 – киль грудины; 5 – сердце; 6 – вдох; 7 – выдох

Таскать в животе запас пищи и неторопливо его переваривать птицы не могут. У большинства млекопитающих содержимое желудка и кишечника составляет до четверти веса тела, попробуйте–ка взлететь с таким грузом. Поэтому кишечник у птиц короткий и работает очень эффективно, пища буквально проскакивает через него за считаные десятки минут. Необыкновенно быстро, эффективно и экономично работают и все остальные системы органов.

В результате птица, накопив запас легкого и калорийного топлива – жира, – способна несколько суток подряд находиться в воздухе. Даже такие, в общем, неважные летуны, как мелкие воробьиные, во время миграций могут продержаться в воздухе сорок–пятьдесят часов. Приблизительно столько длится беспосадочный перелет через Средиземное море и Сахару – маршрут, по которому летят на зимовку европейские овсянки, трясогузки и прочая мелочь. Ни одно другое позвоночное не способно находиться в непрерывном движении так долго.

За все, однако, приходится платить. Расплатой за полет стал, в частности, почти постоянный" голод, который испытывают птицы. Кормежка – основное занятие большинства птиц, отвлекаются они от нее только ради совсем уж неотложных дел – для размножения, постройки гнезд, выкармливания птенцов. «Задуматься» об отвлеченных материях – для этого у птиц просто нет времени. Это не шутка. Хотя среди птиц есть на удивление сообразительные создания, те же врановые или попугаи, но развитие умственных способностей сверх необходимого у птиц не в моде, и в целом они в гораздо большей степени полагаются на врожденные программы поведения, чем неторопливые млекопитающие.

image l:href="#image186.png"

Длиннохвостая синица (ополовник) с выводком птенцов

Ещё один тупик, в который загнало птиц их совершенство, – размножение. Беременность для птицы невозможна, с таким животом, какой бывает у самок рептилий и млекопитающих, ни одна птица не поднимется в воздух. Птицы вынуждены откладывать яйца, причем формируются и откладываются яйца по одному. Но яйца нужно высиживать, а потом выкармливать прожорливых (ведь они же птицы) отпрысков. И быстрее, быстрее – постоянная потребность в пище подгоняет родителей и детей хлеще любого свирепого надсмотрщика. На общение с детьми и на передачу опыта времени почти не остается. И это тоже заставляет птиц полагаться на врожденные программы поведения в значительно большей степени, чем полагаются на них рептилии и млекопитающие. Полет ставит ещё одну преграду на пути эволюции птиц. Чем больше размер и, соответственно, вес птицы, тем большее мышечное усилие требуется ей, чтобы подняться в воздух. Но мы уже говорили о том, что при увеличении объема мышцы её вес увеличивается быстрее, чем сила (глава «Бронированный червяк»). И поэтому–то летающие птицы – сравнительно мелкие создания, во всяком случае, по сравнению с млекопитающими. Самые крупные не превышают веса нескольких килограммов.