Полеты воображения. Разум и эволюция против гравитации - Ричард Докинз

Летучие мыши, единственные по-настоящему летающие млекопитающие, машут крыльями примерно так же, как птицы. Однако, хотя их крыльям недостает полезной кривизны, которую дают перья, летучие мыши, по-видимому, припрятали в своем кожаном рукаве другой козырь. Вдобавок к главным мышцам, которые управляют взмахами крыльев и промежутками между пальцами, на которых натянута перепонка, в коже крыльев есть ряды тонких, словно ниточки, мышц. Я не знаю, произошли ли эти plagiopatagiales от тех мышц, которые есть в коже всех млекопитающих и предназначены для того, чтобы поднимать волоски дыбом – чудесный реликт того времени, когда у нас было достаточно шерсти, чтобы согреться. Они, по-видимому, применяются для того, чтобы настраивать натяжение разных частей летательных поверхностей летучей мыши. А кроме того, возможно, чтобы добиваться кривизны иным способом, чем у птиц. Эти мышцы тонкой настройки внутри кожи вкупе с движениями пальцев, которые меняют конфигурацию крыла на более грубом уровне, обеспечивают мгновенный контроль над летательными поверхностями. Летучие мыши с их высокотехнологичными сонарами напоминают мне ультрасовременные самолеты-истребители. Конечно, если речь идет о мелких летучих мышах, которые охотятся на насекомых. Крупные крыланы, в том числе летучие лисицы, питаются плодами и не нуждаются в скоростной маневренности, поскольку не преследуют движущиеся цели.

В отличие от мелких летучих мышей, у крупных летучих мышей – крыланов – большие глаза. Зато у них нет сонара, либо он недоразвит и устроен иначе, что указывает на конвергентную эволюцию. Внешне крыланы напоминают мне птерозавров, хотя они, разумеется, млекопитающие. Были ли сонары у птерозавров? У некоторых были большие глаза, а значит, они летали по ночам, но, вероятно, полагались при этом на зрение. Кстати, мне всегда было интересно, был ли сонар у ихтиозавров – вымерших рептилий, напоминавших дельфинов. У дельфинов весьма чувствительный сонар, который возник в ходе эволюции совершенно независимо от летучих мышей. Но у ихтиозавров, в отличие от дельфинов, были очень большие глаза – и поэтому, возможно, не было сонара.

Летательному аппарату приходится мириться с компромиссом между устойчивостью и маневренностью. Джон Мейнард Смит, великий эволюционист и генетик, во время Второй мировой войны занимался проектированием самолетов, а затем вернулся в университет, чтобы стать биологом. Он подчеркивал, что этот компромисс важен для летающих существ вроде птиц точно так же, как и для рукотворных самолетов. Очень устойчивые воздушные суда могут, в сущности, летать сами – по крайней мере, ими сможет управлять даже относительно неопытный пилот. Но за это придется расплачиваться маневренностью. Устойчивые самолеты никуда не годятся как истребители, которым нужна подвижность и гибкость, умение быстро поворачивать и нырять в воздухе. А высокоманевренные самолеты неустойчивы – снова тот же компромисс. Ими могут управлять только асы с быстрой реакцией. Самые современные самолеты устроены так, что даже ас окажется бессилен без помощи бортового компьютера. Возможно, настанет день, когда даже лучших пилотов заменят электронные системы навигации.

Если поискать в царстве животных, окажется, что по части восхитительной маневренности и великолепного инструментария всех опережают мухи, особенно цветочницы. В отличие от других насекомых, все двукрылые (от гнуса и комаров до больших долгоножек, они же караморы, латинское название Diptera) обладают только одной парой крыльев. Вторая пара крыльев у них атрофировалась и в ходе эволюции превратилась в жужжальца — отростки с шишечками на концах, расположенные позади оставшихся крыльев. Жужжальца – это тоже летательные инструменты. Они трепещут, словно миниатюрные крылышки, но для полета совсем не той формы и слишком малы, они служат гироскопом, помогают рулить и сохранять равновесие. Если лишить насекомое жужжалец, оно не сможет летать – будет слишком неустойчивым. Устойчивость ему можно вернуть, приклеив хвост из перышка. Джон Мейнард Смит подчеркивал, что первые птерозавры, например, рамфоринх (Rhamphorhynchus), живший в юрский период, обладали очень длинными хвостами с чем-то вроде весла на конце. Вероятно, рамфоринхи очень устойчиво летали, но плохо маневрировали. Сравните их с птеранодонами (Pteranodon), которые жили на 100 миллионов лет позднее. У тех хвоста практически не было. Согласно Мейнарду Смиту, птеранодоны, вероятно, были маневренными, но неустойчивыми. Не имея хвоста-стабилизатора, им приходилось полагаться на тонкое управление летательными поверхностями, которое осуществлял мозг. А может быть, у птеранодона, как у современных летучих мышей, были мышцы в перепонках крыльев? Они очень пригодились бы ему, поскольку птерозаврам, у которых в крыле был только один палец, недоставало тонкой подстройки крыла, которую обеспечивают пальцы летучим мышам (таким же бесхвостым). Наверное, и мозг у птеранодона был сложнее, чем у рамфоринха, ведь ему нужно было обеспечивать весь необходимый “электронный” контроль? И зачем птеранодону огромный вырост на затылке, уравновешивавший торчащие вперед челюсти? Может быть, вся голова служила продольным рулем и автоматически разворачивала все тело птеранодона туда, куда он смотрел?

Такого длинного костистого хвоста, как у рамфоринха, нет ни у одной современной птицы. То, что мы привыкли называть хвостом птицы, – просто перья без костей, тогда как настоящий хвост – это та куцая гузка, которую мы видим у жареной курицы. Зато у археоптерикса, знаменитой ископаемой птицы юрского периода, которая, весьма вероятно, была предком всех птиц, был длинный костистый хвост, как и у большинства рептилий, в том числе и у рамфоринха. Можно предположить, что археоптерикс был аэродинамически устойчив, но не слишком маневрен, согласно Мейнарду Смиту.

ДОЛГОНОЖКА (КАРАМОРА) И ЕЕ “ГИРОСКОПЫ”

У большинства летающих насекомых четыре крыла, однако у мух – только два (отсюда название Diptera). Вторая пара крыльев в ходе эволюции превратилась в органы чувств под названием жужжальца – палочки с шишечкой на конце, которые служат крошечными гироскопами.

Птицам маневренность необходима, в частности, потому, что они летают стаями, где нужно избегать столкновений с соседками. А в стаи птицы сбиваются по самым разным причинам, важнейшая из которых состоит в том, что вместе безопаснее. Хищные птицы обычно хватают одну особь за раз, а расстояние между хищниками, как правило, большое, поскольку у каждого своя охотничья территория. Чем больше твоя стая, тем меньше вероятность, что именно тебя схватит ястреб или орел. Это правило действует особенно надежно, если удается заполучить место в середине стаи. Это преимущество справедливо и для косяков рыб, и для стад копытных. Такие группы могут быть очень большими, достигать сотен тысяч особей.

ДВА ПТЕРОЗАВРА С РАЗНИЦЕЙ В 100 МИЛЛИОНОВ ЛЕТ

Рамфоринх (вверху) – обладатель длинного хвоста, который, вероятно, позволял ему летать устойчиво, но без особой маневренности. Птеранодон (внизу), более поздний птерозавр, был практически лишен хвоста и в воздухе,