Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира

Изучением симметрии многоклеточных занимались многие великие биологи, начиная от Жоржа Кювье и Эрнста Геккеля. Уже в XIX в. удалось создать довольно полную классификацию типов симметрии у животных. В основе ее лежат такие важные понятия, как плоскость симметрии и ось симметрии. Плоскость симметрии — это воображаемая линия, которая делит тело животного (или любой иной изучаемый объект) на две равные и зеркально подобные половины (представьте лист березы или черепаший панцирь). Если в данном теле две и больше плоскости симметрии, пересекающиеся вдоль одной прямой, то эта прямая становится осью симметрии, вокруг которой и происходит воображаемое (или вполне реальное) вращение объекта. Если повернуть тело вокруг этой оси на определенный угол, оно обязательно совпадет само с собой.

Рассмотрим два крайних состояния, известных в живой природе. На одном полюсе находятся абсолютно бесформенные организмы типа амебы или трихоплакса. У них нет ни плоскости симметрии, ни оси симметрии. Они не только совершенно асимметричны, но и не имеют постоянной формы тела (рис. 7.2). Только посмотрите, как амеба медленно ползет по плоской поверхности, выпячивая и снова втягивая свои ложноножки[134]. Недаром же Линней нарек амебу «протеем» в честь древнегреческого морского божества, способного превращаться во что угодно.

Противоположная крайность — шаровидная колония вольвокса или другого протиста (или морской еж). Через нее можно провести бесконечное множество осей и плоскостей симметрии, причем оси неизбежно пересекутся в центральной точке шара. Свойства такой колонии одинаковы почти во всех ее участках, в ней невозможно выделить ни переднего, ни заднего конца, все направления равнозначны. Как и асимметричных амеб, такие колонии в морфологическом отношении принято считать очень примитивными.

Среди многоклеточных животных такие крайности встречаются довольно редко. Гораздо чаще можно найти существ, тело которых построено по принципу радиальной симметрии. В этом случае вдоль оси пересекаются несколько плоскостей симметрии, например четыре, как у некоторых медуз. Загляните под зонтик медузы аурелии, туда, где находится ротовое отверстие, и вы увидите четыре щупальца, бегущих по радиусам от центральной точки, причем соседние радиусы практически перпендикулярны друг другу (см. рис. 7.2). Само собой, количество радиусов не обязательно должно быть равно четырем, встречаются животные с 6-, 8-, 10-, 24-лучевой симметрией и так далее; для многих иглокожих характерна пятилучевая симметрия.

Нам, людям, гораздо более близка и понятна билатеральная (двусторонняя) симметрия, свойственная вообще подавляющему большинству метазоев. Для билатеральных существ характерно наличие одной-единственной плоскости симметрии, которая делит их тело на левую и правую половины, зеркальные по отношению друг к другу (рис. 7.2, средний ряд).

* Все рисунки, кроме изображения человека, взяты из старых книг по зоологии, опубликованных еще в XIX в. Обратите внимание на рисунок медузы. Его выполнил сам Эрнст Геккель, который не только внес большой вклад в изучение этих животных, но и оставил целую серию прекрасных изображений медуз и других кишечнополостных.

Таковы основные идеальные типы симметрии, представленные в животном мире. Строение реальных организмов может довольно сильно от них отклоняться. Например, у человека двусторонняя симметрия хорошо выражена во внешнем строении тела, но заметно нарушена, если заглянуть внутрь него. Наряду с парными, симметрично расположенными органами (полушария головного мозга, легкие, почки) у нас есть органы непарные, например такие важнейшие, как сердце и печень.

У некоторых животных встречаются комбинированные формы симметрии. Мягкое тело улитки внешне вполне билатерально симметрично, но ее наружный скелет, раковина, построен совсем по другому принципу (см. рис. 7.2). Симметрию спиральнозавитой раковины описывают как винтовую. Асимметрично строение человеческой ладони: левая и правая ее стороны не являются зеркальным подобием друг друга.

Кроме того, тип симметрии у одного и того же организма может изменяться в течение жизни. Личинки иглокожих, той же морской звезды, — это вполне билатеральные и активно плавающие организмы. После того как они осядут на дно и перейдут к сравнительно малоподвижному существованию, тип симметрии у них «переключится» на радиальный.