Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации

Как у всех членистоногих (насекомых, ракообразных, многоножек, пауков, скорпионов и т. д.), тело насекомых состоит из сегментов. Особенно наглядно эта структура видна у многоножек. Они устроены словно поезд из множества вагончиков, выстроенных друг за другом, и у каждого сегмента есть свои ножки. У других членистоногих, например у раков и насекомых, сегментация тоже есть, но она несколько сложнее – разные сегменты (вагончики) в ходе эволюции стали непохожи друг на друга. В поездах тоже иногда много одинаковых вагонов, а иногда у них мало общего, кроме колес и одинаковых механизмов сцепки. Мы, позвоночные, тоже сегментированы, это очевидно по устройству позвоночного столба. Но сегментирована у нас даже голова, надо лишь присмотреться к ней, особенно у эмбриона.

У насекомых первые шесть сегментов составляют голову, однако они срощены, поэтому не сразу заметно, что структура у них как у поезда. То же самое мы наблюдаем у млекопитающих. Следующие три сегмента – грудь. Остальные сегменты составляют брюшко. Каждый из трех сегментов грудки снабжен парой лапок, а у большинства насекомых на двух последних грудных сегментах есть еще и крылья. Мухи (и их родичи, в частности, комары и гнус), как мы уже знаем, – особый случай, поскольку у них только одна пара крыльев, а вторая пара в ходе эволюции уменьшилась и превратилась в гироскопы-жужжальца.

В отличие от крыльев позвоночных, крылья насекомых – не видоизмененные конечности. Мы видели, что это отростки панциря груди. Все шесть ножек освобождаются для ходьбы. По поводу того, как появились крылья, есть много разных теорий. Многие летающие насекомые проходят личиночную стадию развития, и их личинки живут в воде, а на воздух выходят только взрослыми насекомыми. Некоторые такие личинки – нимфы — дышат под водой при помощи жабр. Эти жабры похожи не на рыбьи, а на жабры головастиков – они представляют собой перистые отростки. Некоторые ученые полагают, что крылья насекомых развились из видоизмененных жабр. Другая теория гласит, что водяные нимфы приобрели “паруса”, чтобы скользить по поверхности воды, а в дальнейшем они превратились в крылья.

Главенствующая в наши дни теория объясняет, что маленькие отростки экзоскелета на груди насекомого сначала служили не летательными поверхностями, а своего рода солнечными батареями, увеличивавшими поверхность тела, чтобы улавливать солнечный свет и греть насекомое. Авторы этой теории проделывали опыты на моделях насекомых, частично в аэродинамической трубе. Результаты указывают, что очень маленькие грудные отростки лучше годятся для того, чтобы впитывать солнечный свет, чем для того, чтобы улучшать аэродинамику. А чем больше становились эти зачатки крыльев, тем лучше было для аэродинамики. При исследовании свойств плоских отростков на груди насекомого выяснилось, что существует некий пороговый размер, после которого летательная поверхность становится главным преимуществом, вытесняя солнечную батарею. Так что насекомым нужно было просто стать больше, что делается часто и без всякого труда по самым разным причинам. А когда и крылья у них стали больше, оказалось, что ими удобнее пользоваться в качестве летательных поверхностей, из этих отростков развились полноценные крылья.

Итак, согласно этой теории, первые шаги в сторону эволюционного подъема были проделаны ради солнечного тепла. А когда был преодолен пороговый размер, отростки стали пригодны сначала для парения, а затем и для взмахов с использованием мышц, которые уже имелись в груди насекомого. Вспомним, что говорилось о крыльях насекомых в 8-й главе: они машут в норме потому, что мышцы просто-напросто меняют форму груди. И задумаемся над тем, что лучшая панель для поглощения солнечного света должна быть тонкой – как крыло.

ДАЖЕ НЕ ПОЛОВИНА КРЫЛА

Летающая змея, живущая в джунглях, показывает, как можно летать, просто сделав тело плоским и вдвое увеличив его ширину – и после этого, извиваясь, “плыть” по воздуху с дерева на дерево.

Теорий предлагается много, и какая бы ни пришлась вам по душе, мы так или иначе приходим к выводу, что вопрос “что толку в половине крыла?” – не проблема. И у насекомых, и у птерозавров, и у птиц, и у летучих мышей постепенная, шаг за шагом, эволюция путем естественного отбора отвечает на него сама.

Глава 15

Зов пространства. За пределами полета