видим у современных наутилусов: животное выдавливает воду из сифона, втягивая тело глубже в камеру. Вскоре эволюция освободит мантию от оков раковины, открывая путь к более эффективному реактивному движению, которому помогают еще и плавники.
Hematites, скорее всего, был чем-то похож на жившего в силурийском периоде сотню миллионов лет назад головоногого моллюска рода Sphooceras, каким мы его себе представляли: его мантия покрывала наружную сторону раковины. У этих двух головоногих могло быть и еще кое-что общее: укорачивание раковины. У многих ископаемых Hematites не хватает первых камер фрагмокона, которые должны были формироваться в яйце и сразу после вылупления: на основании этого некоторые ученые предположили, что это животное появлялось на свет с частично внешней раковиной. Сломав «младенческую раковину», мантия, видимо, обрастала вокруг оставшейся части раковины и выделяла не просто материал для крышечки, как у Sphooceras, а полноценный ростр{11}, и всю дальнейшую жизнь животное проводило с полностью внутренней раковиной[128]. Впрочем, находили экземпляры Hematites и с нетронутой младенческой раковиной, так что гипотеза укорачивания остается неподтвержденной. Но несомненно, что мантия всегда выделяла материал для ростра вокруг кончика фрагмокона.
Внушительный ростр Hematites станет обязательным атрибутом колеоидов в последующие 200 млн лет, вплоть до их вымирания в конце мелового периода. Это всего лишь усложненная версия тактики эндоцераса (древнего крупного прямораковинного головоногого, с которым мы познакомились в главе 2), который откладывал минеральные вещества в камеры на кончике фрагмокона, чтобы создать противовес и удерживаться в горизонтальном положении в воде.
Белемниты, с которыми связана грандиозная история успеха колеоидов в мезозое, всегда оснащены рострами. Точнее сказать, прекрасно сохраняющийся в окаменелом виде ростр зачастую оказывается единственной найденной частью белемнита. Однако обнаружено достаточно много целых окаменелостей, служащих свидетельством эволюционного прорыва у белемнитов: цилиндрическая жилая камера сократилась до одной только крыши. Теперь мантия могла не оборачиваться вокруг раковины, а свисать со стержня (который носит замысловатое название «проостракум»{12}). Переход от цилиндра к стержню позволил белемнитам развить более эффективный способ реактивного движения — накачивание через мантию, которое можно сравнить с тем, как мы надуваем, а затем сразу выпускаем из рук воздушный шар.
Рис. 5.3. Оставшиеся от белемнитов окаменелости ничем не напоминают кальмаров, однако живые белемниты были вполне на них похожи. Заметное отличие — десять одинаковых рук и тяжелый «хвост», в котором скрывается ростр
C. A. Clark
На изображении белемнита вы видите пару плавников: это первый головоногий с плавниками, который встретился нам в нашем рассказе об истории этой группы животных. Почему именно плавники? Реактивное движение в принципе менее эффективно, чем гребковые или волнообразные движения, при помощи которых плавают рыбы, морские рептилии, морские млекопитающие и практически все другие активно передвигающиеся водные существа. У головоногих независимо друг от друга развились различные способы для повышения эффективности плавания. Так, наутилусы развили альтернативный способ движения с помощью сифонов. У колеоидов появились плавники. Некоторые современные колеоиды (например, каракатицы) при движении почти постоянно пользуются плавниками, оставляя реактивный способ движения только для чрезвычайных ситуаций.
Художники уже почти целый век рисовали белемнитов с плавниками, но их существование почти все это время оставалось чисто гипотетическим. Первым наличие плавников у белемнитов предположил гениальный исследователь головоногих швейцарец Адольф Нэф, родившийся в 1883 г. Как и многие ученые того поколения, Нэф публиковал работы, посвященные широкому спектру дисциплин: систематике, палеонтологии и биологии развития. Но при этом всегда возвращался к головоногим. Нэф был одним из первых, кто стал работать с обыкновенным кальмаром как с подопытным животным, заложив основы для фундаментальной работы Ходжкина и Хаксли по гигантским аксонам. Он составил каталог стадий эмбрионального развития кальмара, которую я регулярно цитировала в своих университетских работах, а это было еще в самом начале 2000-х гг.[129]
Что касается ископаемых головоногих, Нэф тщательно изучал ростры белемнитов и обнаружил пары бороздок, которые могли быть идеальным местом крепления плавников. И с тех пор, как Нэф опубликовал это предположение в 1922 г., плавники белемнитов вели свое безмятежное гипотетическое существование на страницах многих научных и научно-популярных работ. Накапливались новые данные, в том числе были обнаружены следы кровеносных сосудов в некоторых хорошо сохранившихся рострах. Наконец, в 2016 г. благодаря одной уникальной находке плавники белемнитов из области гипотез перешли в область доказанных фактов. Группа ученых, в которую входили Клуг, Фукс и Крюта, впервые обнаружила и плавники, и сифон у ископаемого белемнита Acanthoteuthis (что означает «колючий кальмар»), найденного в районе Зольнхофена в Германии, известняковые карьеры которого известны своими окаменелостями[130].
С первого взгляда плавники показались еле заметными следами на камне. Но, направив на образцы ультрафиолетовый свет и рассмотрев их сквозь специальные фильтры, ученые смогли увидеть плавники полностью — они сохранились в виде структур из фосфата, светящегося в ультрафиолете. Ультрафиолетовый свет также высветил сифон и два вида соединительной ткани, которыми голова и сифон прочно крепились к мантии.
Если вы когда-нибудь разреза́ли кальмара или пользовались им как наживкой для рыбной ловли, вы могли заметить, как слабо голова соединяется с телом, особенно если кальмара заморозили, а затем разморозили. Поднимите его за голову, и тело отвалится (или наоборот). При жизни животного это соединение укреплено мускульным воротником, а специальный хрящ удерживает сифон на месте, по словам Клуга и его коллег, «усиливая действенность водяной струи для быстрого плавания»[131]. Конечно, животное может пускать и более сильную струю, если не побоится, что она разорвет его тело на части.
Вдобавок к плавникам и сифону ультрафиолетовые лучи высветили небольшую, но показательную особенность ископаемого головоногого — статоцисты, аналог нашего внутреннего уха. Статоцисты — это крошечные полости, выстланные волосками и заполненные жидкостью; в каждой из них находится маленький камешек — статолит. При ускорении статолит «вжимает в спинку сиденья», как человека в разгоняющейся машине. При замедлении статолит катится вперед. Его движение давит на волоски, которые посылают сигналы в мозг. Таким образом кальмар удерживает равновесие.
Статоцисты современных головоногих различаются в зависимости от плавучести животного и его умения передвигаться в воде. Статоцисты Acanthoteuthis больше всего похожи на статоцисты гладких мускулистых хищников вроде кальмара Гумбольдта. Структура плавников, сифона и воротника белемнита подкрепляют это сравнение.
Клуг и его коллеги предупреждали: «Невозможно достоверно восстановить истинную скорость движения доисторического животного», но потом все же попытались это сделать: «Таким образом, мы предполагаем, что белемнитиды развивали скорости 0,3–0,5 м/с, сравнимые со скоростью современного Todarodes [тихоокеанского летающего кальмара] во время миграции»[132]. Это примерно соответствует скорости плавания «по-собачьи», достаточной, чтобы продвигаться против океанских течений на дальние
