Трилобиты: Свидетели эволюции

«Глазная» тема требует небольшого пояснения. Устройство глаза зависит от оптических свойств кальцита, а они, в свою очередь, зависят от свойств кристаллической решетки. Если разбить большой кусок кристаллического кальцита, то он расколется на фрагменты в соответствии со структурой связей своих атомов: здесь безоговорочно исполняются законы, которые диктует невидимая организация самого минерального вещества. У вас в руках останется шестигранный кусок кальцита в форме ромба. Не равносторонний куб с квадратными гранями, не параллелепипед с прямоугольными сторонами, подобный плитке шоколада, нет, стороны ромба совсем не прямоугольные. Геометрия минеральной формы описывается взаимным направлением нескольких главных осей, проходящих через центр кристалла. Простейший кристалл — это куб, его оси проходят через центры граней и пересекаются в центре куба под одинаковыми углами, причем все имеют одинаковую длину. Эти оси называются соответственно а, b и c (здесь в виде исключения наука выбрала наипростейшие имена). Структура кальцита подразумевает одну главную ось, которую пересекают три оси; все они пересекаются друг с другом под углом 120°, и в результате получаются ромбы. Чистый кальцит, который, как мы выяснили, совсем не куб, пропускает свет определенным образом. Падая на грань ромба, световой луч раздваивается, это явление известно как двойное лучепреломление. Один из получившихся лучей получил название обыкновенного, а второй — необыкновенного: их путь строго определен подобно самой форме кристалла взаиморасположением атомов в кристаллической решетке. На первом этаже Музея естественной истории в Лондоне стоит огромный образец исландского шпата, через него можно посмотреть на Мальтийский крест и увидеть два изображения: одно порождено обыкновенным лучом, а второе — необыкновенным. Но существует только одно-единственное направление, вдоль которого луч не расщепляется надвое. Оно проходит вдоль кристаллографической оси с: луч, бегущий по этому направлению, не разделится на два луча, а неизменным переправится сквозь кристалл. Можно было бы проскочить мимо рассуждений о том, как кальцит преобразует свет, они и вправду больше смахивают на некоторые заковыристые вопросы из теста на общую эрудицию. Но все же, все же… Избирательность оси с гарантирует предпочтение именно тем лучам, которые направлены вдоль нее. Если кристалл вытянут в призму параллельно оси с, то нерасщепленный свет пройдет через кристалл вдоль длинной стороны призмы. А если светить на эту призму под любым другим углом, то свет, как и положено, разойдется на обыкновенный и необыкновенный лучи, которые, дойдя до поверхности кристалла, снова отклонятся и частично отразятся, а затем снова преломятся и отразятся — и так снова и снова. Поэтому в призме, если она достаточно длинная, есть всего лишь одно направление, которое пропускает четкий луч, — это направление кристаллографической оси с. Иными словами, луч, который такой кристалл может «видеть», падает на кристалл только с одного конкретного направления. Удивительно, но трилобиты совладали с хитроумными свойствами кальцита и обратили их в свою пользу. У них кристаллические — буквально хрустальные — глаза.

Глаза трилобитов состоят из удлиненных призм чистейшего кальцита. У большинства призмы в глазах прижаты сторонами одна к другой. Очевидно, призмы работают как элементарные линзы, точно так же, как в сотовидных глазах других членистоногих каждый шестигранник является отдельной линзой — будь то муха, стрекоза или рак. У трилобита на голове еще один вариант такого же сложного, или фасетчатого, глаза — глаза, составленного из многочисленных зрительных модулей, которые, взявшись за дело вместе, рисуют портрет окружающего мира. Каждый зрительный модуль является линзой. И отличие трилобита от остальных только лишь в том, что линзы у него каменные, сделанные из твердого минерала. Если сказать: «трилобит смотрел на меня каменным взором», то в этих словах прозвучит совершенная правда. Здесь припоминаются странные строки одной из самых странных пьес Шекспира. Из «Бури»:

Отец твой спит на дне морском.
Кораллом стали кости в нем.
Два перла там, где взор сиял.
Он не исчез и не пропал,
Но пышно, чудно превращен
В сокровища морские он.
Вот похоронный слышен звон[20]

.