Под знаком спирали: как моллюски обрели раковины, не утратив свободу передвижения

Округлые и рогатые, перламутровые и фарфорово-глянцевые, миниатюрные и гигантские раковины моллюсков олицетворяют для нас естественную красоту и целесообразность. В форме их завитков ученые прошлого искали параллель с устройством Вселенной, математические закономерности, единые для всего живого, совершенные правила архитектоники. В становлении человеческой цивилизации раковины сыграли роль, вряд ли меньшую, чем каменные топоры. Их использовали как первые орудия труда, украшения, деньги. Но главное, глядя на диковинную раковину, следует помнить, что некогда она была неотъемлемой частью живого организма — моллюска, именно ей обязанного самим фактом своего существования.

В туманном прошлом кембрийского периода, более 500 млн. лет назад, возникла первая в истории многоклеточных организмов раковина. Как именно это произошло, точно не известно, но, основываясь на строении ископаемых и современных моллюсков, а также на их эмбриональном развитии, ученые воссоздали вероятную историю этого эволюционного приспособления.

Предки моллюсков, двусторонне-симметричные существа с мягким телом, ползали по дну древнего океана. Жизнь их не была безмятежной. Уже в те далекие времена находилось немало желающих полакомиться нежной плотью этих беззащитных организмов. И тем первым, кто сумел выработать на спинной стороне раковину, — только им и суждено было выжить.

Возможно, древнейшая раковина не была цельной, а состояла из нескольких пластинок, которые могли служить хорошей защитой, если свернуться в клубок, спрятав мягкое тело внутрь и подставив врагам жесткую спинку, как это делают на суше современные броненосцы. Стратегия спинных пластинок оказалась столь удачной, что такие моллюски дожили до наших дней — это панцирные моллюски, или хитоны.

Дальнейшая судьба раковины известна. Становясь все больше, она все лучше укрывала своего хозяина и превратилась в надежное убежище, которое можно носить на себе. Это выигрышное приобретение выдвинуло моллюсков в ряды самых процветающих групп животных. По числу видов, а их насчитывают около 80 тысяч, моллюски уступают лишь насекомым да круглым червям.

Магическая конструкция

В свою очередь раковина сильно повлияла на анатомическое строение и образ жизни своих хозяев. Она, большая и надежная, в форме простого колпачка, оказалась слишком громоздкой и неудобной для передвижения. Некоторые моллюски смирились с отсутствием движения: их раковинка разделилась на две створки — правую и левую, и они перешли к малоподвижному образу жизни. Таковы двустворчатые моллюски, из которых самые известные — устрицы, мидии и гребешки. Всю свою жизнь они проводят в одном месте, либо прикрепившись ко дну, либо зарывшись в ил, либо лежа на боку. При таком образе жизни у них даже голова атрофировалась.

Иначе обстояло с теми, кто не захотел терять свободу передвижения. Началась работа по усовершенствованию раковины. Она стала увеличиваться в размерах, на спине моллюска образовался горб, куда со временем переместились все жизненно важные органы. Но такая конструкция оказалась неустойчивой и при движении «заваливалась». Выход нашелся: макушка раковины немного наклонилась вперед, а потом целиком завернулась в спираль.

Дальнейшее усиление защитных свойств раковины снова сделало все сооружение неустойчивым, поэтому на следующем этапе макушка раковины выдвинулась, витки сомкнулись, заполнив внутреннюю пустоту. И вот перед нами та самая магическая конструкция — турбоспиральная раковина брюхоногих моллюсков, воспетая поэтами и встречающаяся буквально на каждом шагу: лужанка, виноградная улитка, прудовик, рапана.

Почему они такие разные?

Типичная раковина представляет собой завиток — собственно спиральную часть, с одной стороны заостряющуюся в макушку-вершину, а с другой — расширяющуюся в устье, из которого у живого моллюска высовываются мускулистая нога и голова. Все остальное разнообразие форм (шипы, грани, фактура) и расцветок раковин отражает особенности образа жизни их хозяев.

По разнообразию раковин двустворчатые моллюски сильно уступают своим брюхоногим сородичам, но полюбоваться все же есть чем: у одних створки волнистые, у других ребристые, разные по цвету и размеру. Створки раковины соединяются на спинной стороне моллюска органической перемычкой, которую называют «лигамент». Он служит и связкой, чтобы раковины не отделялись одна от другой, и пружиной, автоматически раскрывающей створки, если моллюск расслабит мышцы-замыкатели. Чтобы створки не смещались относительно друг друга, на внутренней стороне вблизи лигамента установлен «замок»: на одной из створок — зубчики, на другой, строго напротив, — выемки. Замок запирает створки, когда они сомкнуты.

Есть еще моллюски, которых называют лопатоногими за то, что у некоторых из них конец ноги похож на лопату. Сходство не только внешнее: с ее помощью эти животные действительно закапываются в грунт. Раковиной лопатоногие моллюски не похожи ни на кого из родственников: это просто трубка, внешне напоминающая слоновий бивень, только очень маленький, не длиннее 5 см. Они ведут роющий образ жизни и заднее отверстие трубки всегда выставляют над поверхностью грунта, чтобы дышать.

Большинству современных головоногих моллюсков похвастаться нечем: раковины у них небольшие, спрятаны под мантийной складкой, а то и вовсе исчезли. И только реликты — наутилусы не отказались от «завитков», в таинственных океанических водах они неспешно плавают, безразличные к грезам коллекционеров о великолепных перламутровых раковинах.

Алхимия перламутра

Раковины моллюсков состоят из трех слоев. Периостракум — наружный тонкий слой из органического вещества конхиолина, близкого по составу к рогу или волосу. У большинства видов он быстро стирается, у некоторых, наоборот, прочен, а иногда даже образует ворсистый, будто войлочный, слой.

Под органическим расположено два минеральных слоя из карбоната кальция в виде пластинчатых кристаллов кальцита и арагонита. Во внешнем минеральном слое — остракуме кристаллы ориентированы перпендикулярно поверхности раковины, по фактуре этот слой напоминает фарфор, но не имеет к настоящему фарфору никакого отношения.

Внутренний слой раковины — гипостракум примыкает к живой ткани мантии, в нем минеральные пластинки уложены легкими волнами параллельно поверхности. Преломление света на этих пластинках создает перламутровый эффект, а цвета перламутра — зеленоватый, синеватый, розоватый — зависят от примеси органических веществ, в том числе пигментов, получаемых моллюском из пищи.

От велигера до улитки

Мнение, что улитка может сбрасывать раковину, чтобы отрастить новую, глубоко ошибочно. Всякий раз, когда вы берете в руки раковину, будьте уверены, что она попала к вам ценой жизни ее хозяина.

Но родится моллюск голеньким. У большинства брюхоногих и двустворчатых моллюсков из икринок выходят личинки, кое-где покрытые ресничками. Такая личинка называется «велигер», что в переводе означает «парусник» по сходству выростов-лопастей с парусом. Велигеры крошечные, прозрачные, но вполне самостоятельные. Едва вылупившись, они пускаются в свободное плавание и при этом не обременены никакими тяжестями, ведь главная их задача — подальше уплыть и завоевать новые места обитания на благо своего вида.

На это им отведено от нескольких дней до месяца, после чего приходит время взрослеть. И первый признак грядущего созревания — раковинка. На спинной стороне у крошки появляется небольшая ямка — раковинная железа. Когда она начнет работать, в углублении образуется нежный роговой зачаток раковины, разрастаясь, он выпячивается наружу и продолжает расти. Если этот зачаток разделится на два — перед нами будущая двустворка, если вздуется и завернется — маленькая улиточка. Вскоре раковина утратит прозрачность, начнет накапливать известь, станет тяжелой, и — плаванию конец, приходит пора опуститься на дно.

Раковина растет вместе с моллюском. Мантия, главная работа которой заключается в наращивании раковины в длину и толщину, делает это всю жизнь, но неравномерно, из-за чего возникают кольца роста, и по ним можно определять возраст животного. А живут моллюски подолгу, некоторые — десятки лет.

Справедливости ради надо заметить, что моллюски — далеко не единственные существа, которые обладают раковинами. Защитный наружный скелет в животном мире — дело обычное. Одноклеточные фораминиферы тоже одеты в раковинки, порой очень похожие на улиточьи. Плеченогие, или брахиоподы, внешне очень похожие на двустворчатых моллюсков, но совсем им не родственные, прячут свое тело между двумя створками. Некоторые раки научились строить наружное укрытие, как, например, морские желуди — балянусы. Но все они дорого заплатили за безопасность: лишились подвижности. И только моллюски сумели сохранить свободу передвижения.

_{Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 8, август 2005, частично обновлен в феврале 2024}