Kitobni o'qish: «Тварини»
ЧИМ ЦІКАВІ ДЛЯ НАС ТВАРИНИ
Тварини цікавили людей завжди. І свідчення цьому – виразні малюнки, залишені нашими давніми предками на стінах печер і занурених у вічний морок підземних лабіринтів. На них зображені олені, коні, зубри, а ще досить-таки дивні звірі, скажімо, волохаті носороги й такі ж волохаті слони – мамонти. Вік цих малюнків – десятки тисяч років. Первісні люди, які мешкали в печерах, створили цю, можна сказати, настінну енциклопедію тварин. Дарма, що в ній лише малюнки. Саме вони можуть розповісти багато цікавого і сучасним людям, навіть ученим, які з отих створених у сиву давнину енциклопедій черпають дуже важливі відомості про тогочасний тваринний світ. Скажімо, про левів, котрі зараз мешкають в Африці та Індії, а колись були розповсюджені в Європі, зокрема на території України.
Зрозуміло, чому печерних людей не могли не цікавити тварини: надто вже важливе значення відігравали вони в їхньому житті – і як мисливська здобич, і як хижаки, що становили постійну загрозу. Деякі хижі звірі, як і наші пращури, полюбляли селитися у печерах, знаходячи там надійний прихисток. Тож доводилося людям відвойовувати у звірів ті печери. А коли з кимсь воюєш, треба знати його вразливі місця. Тому на стінах печер можна бачити так звані «рентгенівські малюнки». На них показано внутрішню будову тіла тварин, розташування найважливіших органів, приміром, серця (подібні малюнки-схеми є і в нашій енциклопедії).
Проте люди не тільки воювали з тваринами, але й дружили. Найперше – з собаками, охоронцями житла і помічниками на ловах. А іноді тваринами, мабуть, просто милувалися. Принаймні, важко позбутися такої думки, дивлячись на деякі зразки печерного мистецтва.
Згодом люди приручили деяких тварин (вони стали свійськими), навчилися вирощувати сільськогосподарські рослини, побудували села, міста, дісталися найвіддаленіших куточків планети Земля. У далеких краях вони зустрічали нові небачені істоти. Відомості про цих тварин не завжди були достовірними. Часто їх описи набували фантастичних рис, і тоді уява людини малювала казкові істоти. Ось що писав Марко Поло, славетний італійський мандрівник, який жив у епоху середньовіччя, про тваринний світ острова Суматра: «Тут мешкають дикі слони та єдинороги, що не поступаються слонам розмірами. Вовна в них, як у буйвола, а ноги, як у слона, посеред лоба товстий чорний ріг; кусають вони, кажу я вам, язиком, на язику в них великі колючки, ними вони і кусають. Голова як у дикого вепра і завжди дивиться в землю; живе на трясовинах і болотах. На вигляд звір потворний».
А ось розповідь цього ж мандрівника про тваринний світ Індії: «Різних звірів тут багато; на звірів інших країн вони не схожі. Мешкають тут зовсім чорні леви (пантери) без жодної цяточки; є тут різноманітні папуги; є й як сніг білі, з червоними ніжками і червоним дзьобом, є також червоні і білі папуги, найкрасивіші у світі. Є тут і дуже маленькі, також дуже гарні». Змальовану мандрівником картину, дивовижну для його сучасників та співвітчизників, ми зараз можемо бачити в багатьох зоопарках. Але деякі розповіді Марка Поло аж ніяк не здатні викликати довіру сучасних зоологів, зокрема розповіді про людей, які мали голови та хвости, як у собаки.
Проте не тільки в далеких краях знаходили люди таємничих, не відомих досі тварин. Близько трьохсот років тому голландський дослід-ник-аматор Антоні ван Левенгук виготовив перші мікроскопи. Власне кажучи, це ще були не мікроскопи в сучасному розумінні, а лише дуже досконалі лінзи. Але вони дозволяли збільшувати зображення в кілька сот разів.
Цього виявилося досить, щоб Левенгук відкрив у крапельках води із звичайних калюж чимало крихітних істот, до того людям не відомих. Відтоді, як з’явилися мікроскопи, вчений, не подорожуючи далі найближчого ставка, зміг вивчати цілий світ не видимих неозброєному оку чудернацьких тварин. Якщо ви вважаєте цих тварин нецікавими порівняно з левами та жирафами, тоді уявіть собі, що ви зменшилися до їхніх розмірів або ж вони збільшилися до вашого. Деякі пись-менники-фантасти зробили таку спробу. Так, наш з вами співвітчизник, український фантаст Володимир Владко примусив свого героя під час подорожі Венерою зустрітися з велетенськими одноклітинними організмами. Зустріч ця виявилася вельми драматичною: «Ван Лун прискорив ходу, здивовано поглядаючи на незрозумілих істот, повз яких він швидко проходив. Що ж це таке, зрештою? Драглисті пульсуючі тіла їхні були зодягнені у зморшкувату щільну плівку, часом блискучу, часом тьмяну. Вони не мали ані голів, ані кінцівок – і все ж вони поводилися наче живі істоти, жодної миті не лишаючись нерухомими. Наче великі пухкі бульбашки, вони накочувалися одна на одну, мінялися місцями, верхні зісковзували з нижніх, знову нагромаджувалися в купи. Очевидно, саме так вони і пересувалися по плато… Втім, зараз у Ван Луна не було часу для спостережень. Його значно більше непокоїло, що проходи між купами дедалі вужчали, йому все важче доводилося протискуватися ними. Складалося враження, що кожна з куп тільки чекала наближення Ван Луна, щоб перекинутись на нього усією своєю вагою. Вже двічи чи тричі йому ледве вдавалося проскочити повз них, високі купи перекинулися не далі як за півметра від нього, розсипавшись м’якими важкими кулями.
– Зауважу, ролі помінялися,– пробурмотів Ван Лун, криво посміхаючись. – Полюю вже не я. Вони полюють на мене, чорти їх забирай!»
Мусимо сказати, що змальована письменником моторошна картинка наче відтворює картину полювання найпростіших тварин – не на людину, звичайно, а, скажімо, на маленького рачка-дафнію. Проте озброєні мікроскопами вчені змогли побачити у краплині води не лише картини безжальної боротьби за існування. Вони відкрили для себе і витончену красу не відомих їм досі форм життя.
Відкриття ще одного світу небачених тварин пов’язане з початком розкопок французького вченого Кюв’є на пагорбі Монмартр, що знаходиться просто посеред Парижа. Під час цих робіт були знайдені кістки невідомих тварин, що жили колись на нашій планеті і з часом зникли, вимерли. Такі тварини називаються викопними, бо відомі лише за кістками та скам’янілими відбитками, що їх знаходять під час розкопок. Кюв’є розробив засоби відновлення (реконструкції) за відбитками й кістками вигляду викопних істот – таких як динозаври, приміром. І знову відкрився людському оку цілий світ нових небачених істот. Про Кюв’є часто кажуть, що за одним лише зубом викопної тварини цей геніальний вчений здатен був повністю відтворити її зовнішній вигляд та спосіб життя. Таке твердження, може, дещо й перебільшене, бо існують тварини, скелет яких досить добре зберігся, а вчені і нині сперечаються про подробиці їх вигляду. Дехто стверджує, що динозаври були вкриті лускою, а дехто – що пір’ями. Про тварин, яких довго вважали чотириногими, висуваються версії, що насправді вони пересувались на двох ногах, використовуючи передні кінцівки для хапання.
Але незважаючи на такі розбіжності, можна стверджувати, що одна кістка, і зокрема зуб, може дуже багато розповісти спеціалісту про тварину. Адже форма зубів залежить від їжі, яку тварина вживає, а виходячи з цього, можна висловлювати припущення про місцевість, де вона переважно мешкає, і про засоби полювання, які вона застосовує. Звичайно, є й значно складніші методи здобуття інформації про вимерлих тварин, зрозумілі лише спеціалістам. Ми ж розповіли вам про найпростіші.
Та нові відкриття в зоології, такі, як зробив Кюв’є і його колеги, були надто захоплюючими, щоб зацікавити лише спеціалістів. Широка публіка теж виявляла до них інтерес. Протягом ХІХ ст. в багатьох країнах добре вихована людина була просто зобов’язана вміти підтримати розмову на цю тему.
Наприкінці ХІХ ст. професор зоології стає навіть звичайним героєм роману, помітно потіснивши в художній літературі образ закоханого офіцера. Найвідоміший літературний твір такого типу – славетний роман Артура Конан Дойля «Загублений світ», герої якого (у тому числі й двоє вчених-зоо-логів) потрапляють у місцевість, де мешкають тварини, що давно вимерли. Щоправда, хоч Конан Дойль і був досить освіченою людиною, для сучасного читача, навіть і не спеціаліста, його зоологічні міркування є трохи наївними, адже знання людства про навколишній світ, у тому числі і тваринний, весь час поповнюються. Щодо інтересу до цієї теми, то він може час від часу спадати, але ніколи не зійде нанівець.
Тварини завжди будуть для людей цікавими. І не лише ті, від яких є якась користь чи, навпаки, – шкода. Яка, скажімо, особлива користь або шкода від австралійського качконоса? Живе собі такий невеличкий начебто звір, але відкладає яйця, як птиця, або, скоріше, як плазун, рептилія (як крокодил, приміром). Дитинчат, що з тих яєць вилуплюються, вигодовує молоком, як це роблять звірі. Це звір, але чимось споріднений з плазунами. А спорідненість тварин дуже цікавить вчених. Адже люди теж споріднені з тваринами: найбільше з мавпами, але чимось – і з рибами, а чимось навіть з морськими зірками. Важливо знати – чим саме, щоб знати що в якої тварини можна взяти корисного для людини. Бо ж, приміром, з крові тварин виготовляються сироватки й вакцини проти таких небезпечних хвороб людини, як віспа або сказ. М’ясом та хутром нас також забезпечують тварини. Користуємося ми також їхнім, так би мовити, життєвим досві-дом, що складався протягом мільйонів років. Досвідом пристосування до найрізноманітніших умов існування. Бо за сотні мільйонів років тварини на планеті Земля опанували майже весь суходіл, найбільші глибини океану і навіть повітря. Для того в них є безліч пристосувань, які дуже цікавлять, зокрема, конструкторів і інженерів. Існує навіть окрема наука біоніка, яка вивчає можливості залучення певних рис з будови «живих механізмів» до людської техніки. Зазначимо, що залучати є що і є з чого. Бо в природі існує величезне розмаїття «конструкторських схем» будови тіла тварин. Про це розмаїття розповість перший розділ нашої книги, тоді як другий, менший за обсягом, присвячений взаєминам між тваринами й людьми, ролі, яку відігравали тварини у розвитку людської культури.
На Землі нині налічується близько двох мільйонів видів тварин (тільки комах – десь півтора мільйона видів). Це їх стільки існує на нашій планеті зараз. Та є ще вимерлі тварини, вони жили в сиву давнину, а потім зникли. Зоологічний вид найпростіше можна визначити як сукупність тварин, схожих між собою (так, як бувають схожими між собою батьки і діти). Тварини одного виду здатні давати плодюче потомство, схоже на себе: у слонів народжуються слоненята, у кішок – кошенята, у качок – каченята. (Звісно, йдеться про рідних дітей, а не, скажімо, про каченят, що вивелися з яєць, підкладених курці людиною.) Звичайно тварини одного виду у природі мешкають на спільній території: індійські слони в Індії та суміжних з нею країнах, африканські слоні – в Африці.
Як же вчені упорядковують це надзвичайне розмаїття тварин? Для цього була проведена величезна робота: кожен вид описали, замалювали або сфотографували; його чучело, скелет або засушений чи заспиртований зразок помістили до музейних колекцій. Щоб збагатити ці колекції, вчені вирушали в наукові подорожі, експедиції, в далекі, маловідомі краї, у плавання навколо земної кулі. Кожному виду тварин було знайдено місце серед інших видів поруч з родичами – видами, найбільш схожими між собою.
Все розмаїття видів учені розподіляють на великі й малі групи:
види-родичі об’єднуються в роди;
найбільш схожі роди в родини;
родини – в ряди;
ряди – в класи;
класи – в типи.
Тож найбільша група, яка об’єднує схожі види, називається типом. Далі йде клас. Клас – це вже менша за тип група видів. Разом з іншими класами вона входить до складу якогось типу (проте бувають рідкісні, не схожі на інші типи, до складу яких входить лише один клас). Ми поведемо мову переважно про типи й класи. Види тварин учені розподіляють на підтипи й підкласи, таким чином «розкладаючи по шухлядах» усі види тварин. У кожного виду є назва, яку дали йому вчені, а в кожної «шухляди» – типу, класу, родини, ряду, роду – у свою чергу є своя назва. Імена видів здебільшого загальновизнані всіма науковцями світу. А ось назви «шухлядок» і спосіб «розкладання» по них видів бувають різними – з цих питань часом виникають у вчених розбіжності у міркуваннях.
Таке «розкладання по шухлядах» усього розмаїття тварин називається науковою класифікацією і номенклатурою царства Тварини. Бо вчені виокремлюють тварин в окреме царство живої природи, яке так і зветься – царство Тварини. Важливо знати, в чому його відмінність від іншого великого царства живих істот – царства Рослини. На перший погляд ця відмінність здається простою і зрозумілою. Тварини більшу частину свого життя рухаються, шукаючи їжу або рятуючись від хижаків. А рослини стоять собі на одному місці – там, де вони виросли, шукати кращих умов для життя не можуть, хіба що повернутися листям до сонечка. Не можуть і втекти від тих, хто їх їсть, єдиний їхній спосіб захисту – отрута або колючки. Але й отруйні рослини хтось їсть. А щодо колючок, можна згадати, приміром, верблюжу колючку. Вона названа так тому, що верблюди її залюбки їдять. Ось така досить проста і зрозуміла відмінність. Зрозуміла доти, доки ми не дізнаємося про тварин, які живуть, прирісши до якогось одного місця. Йдеться передусім про мідій, або візьмімо, наприклад, морську лілію. Від рослини – в неї тільки назва, бо це – тварина, дуже схожа на квіти лілеї. Подібно до квітів, вона прикріплена до одного місця. Докладніше про морські лілії та інших тварин, які схожі на рослини, ми розповімо далі, а зараз з’ясуємо: у чому ж таки полягає відмінність царства Тварини від царства Рослини.
Рослини створюють своє тіло з речовин неживої природи – мінеральних сполук, розчинених у воді або ж присутніх у ґрунті, вуглекислого газу, що вони беруть з повітря (тваринам велика кількість вуглекислого газу заважає дихати, рослини ж ним живляться, тож рослини чистять повітря, роблять його придатним для дихання тварин).
Представники тваринного царства живляться або вже готовими органічними сполуками, тобто – тілами інших тварин (це – хижаки), або ж тілами рослин: їхнім стеблом, листям, корінням, зерном, плодами (так живляться рослиноїдні тварини). Хижаку треба наздогнати здобич, рослиноїдній тварині – пошукати кращого пасовиська. Є ще тварини-тру-поїди. Вони живляться мертвими тілами інших тварин, падаллю. Але й падаль треба знайти. І зробити це швиденько, поки не випередили тебе інші трупоїди. Отже, рухливість тварин – не випадкова для них риса. Вона пов’язана з головною – живленням тварин тілами (живими або мертвими) інших тварин або рослин.
Розглядаючи далі розмаїття царства Тварини, ми з вами побачимо, що найбільшого розвитку досягли тварини, налаштовані на швидкий рух. Для свого руху тварини мають багато різних пристроїв. Ці пристрої призначені для різних умов. Здається, ніби якийсь конструктор розробив безліч живих механізмів для різних завдань. Хтось вважає, що за розмаїттям форм життя у світі стоїть могутня творча сила, хтось вбачає в цьому лише результат дії об’єктивних законів. Ми у своїй книзі не будемо торкатися цього непростого питання, але для зручності розуміння деяких проблем введемо умовний образ конструктора Природи, що, вирішуючи щоразу нові завдання, створює і нові різновиди живих істот.
Ми вже говорили, що найбільша «шухляда» наукового поділу видів тварин називається типом. До одного типу належать дуже різні тварини – ті, що існують нині на Землі, і ті, що існували в давні часи, а тепер зникли, вимерли.
Як вимерлі динозаври, так і ми з вами, любі читачі, належимо до одного типу – типу Хордові. До цього типу також належать і тварини, які схожі на нас ще менше, ніж ми на динозаврів. Про це ви у відповідному розділі нашої книжки ще прочитаєте. Надалі ми будемо говорити про зоологічний тип як про певний напрямок розробок конструкторського бюро Природи. Описуючи окремі типи, ми навіть інколи проводитимемо аналогії з технічними пристроями, складними і не дуже складними. Свою розповідь про тваринний світ Землі ми розпочнемо з найпростіших природних пристроїв. Вони і назву мають таку – Найпростіші, або Одноклітинні.
І. РОЗМАЇТТЯ ТВАРИННОГО СВІТУ
Глава 1. НАЙДАВНІШІ МЕШКАНЦІ ЗЕМЛІ (ПІДЦАРСТВО НАЙПРОСТІШІ)
При слові «тварина» більшість з нас уявляє щось чотириноге і вкрите шерстю або принаймні лускою. Але таке уявлення, хоч і дуже поширене, невірне, про що ми вже говорили. Тваринний світ надзвичайно різноманітний. Чотириногі і взагалі хребетні істоти – лише невелика його частинка. Знайомство з тваринним світом нашої планети ми почнемо з тих, кого вчені називають Найпростішими.
Представники підцарства Найпростіші – це тварини, тіло яких складається з однієї клітини. Тому найпростіших називають ще одноклітинними. За цією дуже важливою ознакою вони й відокремлені від інших тварин, що об’єднуються в підцарcтво Багатоклітинні.
У 1953 р. французький геолог Ж. Мерсьє знайшов у Сирії залишки одноклітинних організмів, діаметр яких становив 16 см.
Звичайно? клітина має невеликі розміри. Тому найпростіші тварини дуже малі – мікроскопічні (тобто такі, що їх можна побачити лише в мікроскоп). Частіше за все їх розміри коливаються в межах від 0,05 до 0,15 мм. Але трапляються серед них «карлики» розміром в кілька мікронів (тисячних часток міліметра, мільйонних – метра) і «велетні», що сягають зросту 10 і навіть 60 мм.
Слід сказати, що вивчення будови навіть цих велетнів серед найпростіших неможливе без мікроскопа. Проте без мікроскопа неможливе ретельне вивчення й будови тіла таких справжніх велетнів, як слони або динозаври. Це зрозуміло, адже тіло всіх тварин побудоване з клітин. Якщо бути точним – усіх, за винятком найпростіших. Бо їхнє тіло і є єдиною, однісінькою, клітиною. У тілі таких складно побудованих тварин, як, приміром, риби, птахи, звірі, комахи, є органи – серце, легені, шлунок тощо. Матеріалом для цих органів служать тканини, складені з клітин певного типу (наприклад м’язових або нервових). Зрозуміло, що тіло, у складі якого є лише одна клітина, тканин мати не може. Тож не може мати й справжніх органів. За органи найпростішим правлять так звані органели. У клітинах усіх тварин присутні такі органели: ядро, ядерце, рибосоми, мітохонд-рії, лізосоми, комплекс Гольджі та ендоплазматична стінка, клітинна оболонка.
Ядро. У ядрі на хромосомах записана генетична інформація про будову і роботу тіла тварини. Це щось на зразок креслення, «технічної докуметації», за якими будують і ремонтують машини і механізми. На відміну від машин і механізмів, створених людьми, тварини «ремонтують» себе самі й самі ж створюють нові «живі механізми» – своїх нащадків.
Ядерце. Це щільніша за ядро ділянка, яка має відношення до копіювання «технічної документації» хромосом.
Рибосомами називають пристрої, що відповідають за зчитування «технічної документації», яка записана на хромосомах, для «ремонту» або створення нової клітини.
Мітохондрії – це органели, які виробляють необхідну клітині енергію. їхнє призначення подібне до призначення електричних генераторів, електростанцій у технічних системах.
Лізосоми – це пухирці, що перетравлюють їжу, щось подібне до шлунка у більш складно побудованих тварин – така собі камера згорання.
Комплекс Гольджі та ендоплазматична сітка виконують роль транспортних комунікацій. У досить складних за будовою тварин таку функцію виконує кровоносна система, її аналогом у техніці можуть бути транспортні системи.
Інфузорія туфелька – великий весельний корабель у «просторі» краплини води з калюжі
Клітинна оболонка тримає форму клітини й забезпечує обмін речовин з навколишнім середовищем. За своєю функцією клітинна оболонка дещо подібна до шкіри вищих тварин.
Інфузорії, які живлятъся, відфільтровуючи з води дрібнеткі частки їжі
Найпростіші мають також органели, притаманні тим чи іншим їхнім групам. На думку деяких учених, підцарство Найпростіші має у своєму складі один-єдиний тип з тією ж назвою. Нині більш поширеною є точка зору, згідно з якою в підцарстві Найпростіші слід вирізняти такі три типи: Сар-коджгутикові, Інфузорії, Споровики. Іноді ці три типи вважають підрозділами типу Найпростіші.
Характерною рисою споровиків є істотне спрощення будови тіла, пов’язане з паразитичним способом існування в організмі іншої живої істоти (яка зветься хазяїн). Паразитуючи на хазяїні, споровик не потребує спеціальних органел травлення або ж руху. Натомість він створює у своєму життєвому циклі особливі, призначені для розмноження форми – спори. Це клітини, що несуть спадкову генетичну інформацію й покриті дуже щільною оболонкою. Один з видів споровика (малярійний плазмодій) є збудником малярії.
Інфузорії – найскладніші з найпростіших. Вони мають спеціальні органели травлення й виділення – вакуолі (пухирці в тілі, що перетравлюють здобич, збирають і виводять відходи життєдіяльності). Є в них також спеціальні органели руху – війки (інфузорія дещо нагадуєдавній багатовесельний корабель).
Деякі найпростіші, об’єднавшись у групи з 10—20 істот, здатні нападати на багатоклітинних тварин, наприклад на дрібних рачків.
На поверхні тіла розташовані навіть спеціальні органели нападу та захисту – тро-хоцисти, що «стріляють» отруйними нитками (на давніх галерах і триремах теж були стрільці). Серед інфузорій є як вільноживучі, так і паразитичні види.
Саркоджгутикові також бувають вільноживучі й паразити. В них є спеціальні органели руху – джгутики та несправжні ніжки, а також спеціальні органели травлення й виділення – вакуолі. Деякі представники цієї групи, наприклад евглена зелена, мають хлоропласти – органели фотосинтезу – риса, що поєднує їх з рослинами. До саркоджгутикових належить такий представник світу найпростіших, як амеба. Ця тварина весь час перебуває в русі і не має постійної форми.
З усіх боків її оточують відростки, так звані несправжні ніжки. Основна маса тіла поступово перетікає в якусь із ніжок. Таким чином амеба рухається – повільно, але невідступно. Натрапивши на їжу (менший за неї мікроорганізм або шматочки загиблих істот), вона обтікає її з усіх боків і, захопивши, перетравлює у вакуолі.
