Брайан Свитек - Кости - скрытая жизнь [Все о строительном материале нашего скелета, который расскажет, кто мы и как живем]

Казалось бы, удобно представить историю формирования нашего скелета в порядке постепенного приобретения новых элементов. Только вот на самом деле все происходило совершенно иначе. Хотя животные вроде пикайи и создали основу для строения тела позвоночных, происхождение кости и ее превращение в поддерживающий все остальные органы скелет было витиеватой историей, которая началась снаружи, а не изнутри организма. Эта история имеет смысл, лишь если смотреть на нее сквозь призму счастливого стечения эволюционных обстоятельств, и сначала в поле зрения попадают рыбы, ставшие обладателями первого в мире костного скелета.

Первичная ткань, которая начала походить на кость в известном нам виде, появилась в результате эволюции примерно 455 миллионов лет назад. Это был аспидин. Но назвать такую ткань костью еще нельзя, так как это жесткое вещество кардинально отличалось от настоящей кости: аспидин был бесклеточным материалом. Этот факт поначалу совершенно отказывался укладываться у меня в голове. В нашем теле клетки объединяются в ткани, а ткани образуют органы. Клетка — общий знаменатель для всего, даже для костей. Но это догма современности. Аспидин в ходе эволюции в итоге стал костной тканью, и по своим свойствам он был больше похож на зубы, плотно сидящие у нас во рту. У первых рыб, ставших его носителями, аспидин затвердевал, словно цемент. Он не менялся и не рос в течение их жизни, как делают наши с вами кости. Вместо этого он самостоятельно выстраивался, словно стена, изолируя древних позвоночных от внешнего мира.

Когда появился аспидин, земной океан был довольно безжалостным местом. В нем обитали хищники с клацающими ротовыми придатками, сжимающимися конечностями и фасеточными глазами, мгновенно хватающие проплывающую сквозь толщу воды добычу. У панцирных животных было больше шансов выжить и передать свой случайный анатомический дар потомкам. Позвоночные упустили шанс обзавестись гибкими ороговевшими раковинами, когда их древние предшественники отделились от последнего общего с членистоногими предка более 558 миллионов лет назад [18] Позвоночные упустили шанс: Satoh, Noriyuki, Daniel Roksar, and Teruaki Nishikawa. «Chordate evolution and the three-phylum system». Proceedings of the Royal Society B 281, no. 1794 (2014): 20141729; Erwin, Douglas, and Eric H. Davidson. «The last common bilaterian ancestor». Development 129 (2002): 3021–3032. . Кость стала совершенно новым ответом на опасности, грозившие нашей далекой родне, благодаря изобилию CaCO 3— карбоната кальция, попадавшего в море с движущихся, размываемых водой и разрушаемых ветром континентов. Жизни нужна была броня для защиты, и вокруг хватало свободного материала для ее образования.

Со временем кость превратилась из жесткой ткани в нечто более гибкое, более активное, способное менять свою форму и восстанавливаться после травмы. Впервые эта особенность появилась у группы рыб под названием «остракодермы», или «щитковые» — представьте себе бронированного головастика, и вы более-менее поймете, как они выглядели, — как в их внешнем скелете, так и в защитной оболочке вокруг их крошечного мозга. И кость возымела грандиозный успех. Древние моря вскоре наводнили всевозможные странные рыбы с костяным покровом. Коп сам лично дал некоторым из них названия, например антиархам. Это были панцирные рыбы, напоминавшие своим видом робот-пылесос с торчащим сзади хвостом: они всасывали небольшие кусочки пищи своим пока еще лишенным челюсти ртом. Но все только начиналось. С появлением кости открылась дорога и для челюстей. Рядом с антиархами плавали и куда более устрашающие артродиры — рыбы, облаченные в броню из костяных пластин, которые умели еще и кусаться. Самым знаменитым их представителем был дунклеостей — хищник размером с белую акулу с мощными челюстями, напоминавшими гигантский антистеплер. Но имелись и менее грозные гиганты вроде титанихтиса, схожего размером со своим устрашающим сородичем, однако с куда более скромными челюстными пластинами, из-за которых ему для питания приходилось довольствоваться процеживанием морской воды вместо пережевывания какой-нибудь крупной добычи.

Как и в случае с костями и скелетом, история происхождения челюстей не была идеально гладкой. Палеонтологи и анатомы по-прежнему не могут сойтись во мнении относительно того, как изначально сформировались эти неотъемлемые составляющие нашего с вами тела — стали они модификацией жаберных дуг древних рыб или образовались как-то иначе. Как бы то ни было, независимо от того, какую правду в итоге поведает нам палеонтологическая летопись, челюсти — это чертовски удобный механизм. У первых рыб были лишь отверстия, в которые они засасывали пищу. Наличие челюстей позволяет их обладателю контролировать, что поступает ему в рот. Кроме того, челюсти участвуют в дыхании, причем как в воде, так и на суше, — если акулы сжимают свои челюсти, отдыхая на морском дне, чтобы пропустить через жабры воду, то человек после пробежки широко открывает рот, чтобы набрать в легкие побольше воздуха. Без челюстей не было бы никаких марафонов, и если бы этот инструмент так никогда бы и не появился, роман Питера Бенчли «Челюсти» пришлось бы переименовать во что-нибудь вроде «Глоточная щель» или просто «Дыра» — понятное дело, эффект уже не тот.