Кровь: река жизни. От древних легенд до научных открытий

Для более эффективного выполнения этих задач клетки животного, соединившиеся в сложном организме, должны обладать более широким спектром специализации, чем растительные. Одни клетки становятся мышечными, способными сокращаться и расслабляться. Другие превращаются в нервные клетки, улавливающие изменения в окружающей среде и отвечающие на них стимуляцией других клеток, чтобы те приспособились к этим изменениям. Есть клетки, вырабатывающие особые вещества, используемые всем организмом, а есть и такие, которые защищают поверхность организма.

По мере того как животных становилось все больше и они заполняли океан, усиливалась борьба между видами. Во многих случаях эта борьба закончилась тем, что один вид животных научился поедать другой, получая запасы чужой энергии, в свою очередь похищенной у растений. Выжили те животные, которые научились наиболее эффективно использовать условия окружающей среды. Увеличивающиеся размеры организмов и специализация их клеток были не единственным путем к достижению результата, в конце концов и сегодня процветает множество видов одноклеточных организмов. Но тем не менее это был один из путей, и по прошествии миллионов лет размеры животных все увеличивались, а вместе с ними росли и их отличительные особенности.

Но увеличение размера живых организмов повлекло за собой трудности. Огромным массам клеток стал исключен доступ к океану. Они были заблокированы в центральных органах тела животного, и от воды их отделяли слои других клеток. Как получать пищу? Кислород? Как им избавляться от продуктов распада?

Это было похоже на то, как если бы стол, за которым могли расположиться всего пять человек, накрыли на сто. Пятеро счастливцев могли наесться досыта. Стоящие за ними десять — двадцать человек способны поесть, но им нужно дотянуться до пищи. Но остальные, те, кто находится дальше расстояния вытянутой руки, умрут с голода, сколько бы пищи ни было на столе, если не смогут до нее добраться. Этот предел был быстро достигнут, животные достигли таких размеров, что им стали необходимы какие-то особые способы получения пищи.

К счастью, решение было найдено. Разрастающиеся клетки вместо плотной массы превращались в трубку, полую в центре. Внутрь трубки попадала вода, омывавшая животный организм изнутри, в то время как сам океан омывал его снаружи.

Клетки, расположенные близко к внешней поверхности тела животного, питались непосредственно из океана, поэтому тут проблем не возникало. Клетки, выстилающие внутреннюю поверхность организма, получали питание из постоянно заглатываемой животным воды. И наконец, те жизненно важные клетки, которые были расположены далеко от внешней и внутренней поверхности, омывались частицами морской воды, захваченной самими тканями животного, можно сказать, внутренним «океаном», так что и эта проблема была тоже решена.

Конечно, все было не так уж просто. Животному приходилось придумывать способы добывания пищи и кислорода для этих частиц океана, чтобы омываемые им внутренние клетки могли постоянно подпитываться. Более того, продукты жизнедеятельности этих клеток также попадали во внутреннюю океанскую среду, заключенную в тканях, и животному нужно было выводить их непосредственно в океан. Поэтому происходила дальнейшая более узкая специализация: появление новых типов клеток для формирования почек и жабер.

По мере увеличения размеров животных небольшого внутреннего запаса морской воды уже не хватало. Чтобы вода могла добраться до всех клеток, полость трубки все больше и больше разветвлялась, пронизывая все ткани сложной сетью, в итоге каждая клетка могла получить порцию воды из океана или хотя бы приблизиться к ней.

Однако любое решение одних проблем влечет возникновение новых. Предположим, пища и кислород из внешней среды поступали во внутренний «океан», наполняя сложную систему разветвлений. Можно ли быть уверенным, что они проникнут в каждую щелочку и уголок? Могут ли они проникнуть достаточно быстро в каждую мельчайшую внутреннюю извилинку и изгиб, чтобы снабдить пищей нетерпеливые клетки?

Ответ будет отрицательным. За исключением очень маленьких животных, никто не может рассчитывать на тщательное проникновение. Для этого внутренний океан должен стать рекой. Жидкость должна постоянно циркулировать, жизненно необходимые вещества должны разноситься ко всем клеткам, а не медленно плыть к ним.

Значит, в организме должен появиться насос, поддерживающий постоянное течение внутренней реки.

Когда это произошло, было налажено столь обильное жизнеобеспечение клеток, что животные могли достигать любого размера. Эффективность внутренней реки стала так велика, что многие животные могли выходить из океана, являвшегося непосредственным источником пищи и местом для выброса продуктов распада. Животные начали превращать в средство защиты внешнюю поверхность, утолщая ее, покрываясь чешуей, раковиной или костяными пластинками.