Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК

Находясь в воде, саламандры засасывают насекомых или мелких ракообразных к себе в рот. Мелкие косточки в основании их гортани, а также другие кости верхней части черепа позволяют расширять ротовую полость и создавать вакуум, за счет которого вода и добыча попадают в рот. В воде такая стратегия работает хорошо, но на суше она не годится. Чтобы достичь достаточной мощности для всасывания крупной добычи в воздухе и ее перемещения в рот, на суше животным понадобился бы вакуумный насос размером больше их собственного тела.

На суше для доставки добычи в рот саламандры используют множество трюков. Некоторые виды быстро раскручивают язык, захватывают добычу и скручивают язык. Их язык высовывается почти на половину длины тела, высвобождая липкий кончик, что позволяет схватить мелких насекомых и засунуть их в рот. Для этого фокуса у саламандр есть два механизма, которые позволяют выбрасывать язык наружу и убирать его внутрь. Такой специализированный язык – одно из самых удивительных изобретений природы, и в этом механизме кроются сюрпризы, углубляющие наше понимание истории жизни на Земле в целом (пусть для кого-то подобное утверждение и отдает эзотерикой). Поскольку ценность и красота этой системы проявляются в анатомических деталях, нам нужно немного глубже исследовать анатомию саламандр.

Прежде чем начать анализировать механизм действия языка саламандры, попробуйте быстро высунуть собственный язык. Это движение обеспечивается сложным взаимодействием мышц. Наш язык представляет собой группу мышц, обернутых соединительной тканью и покрытых вкусовыми сосочками. Другие мышцы соединяют язык с костями челюсти и гортани. Когда вы высовываете язык, работают его внутренние мышцы (которые меняют форму и из расслабленных и плоских становятся твердыми и вытянутыми) и внешние, выталкивающие язык наружу. Одна из главных мышц, заставляющих язык высовываться, прикрепляется к основанию подбородка и тянется до основания языка. Когда эта мышца, называемая подбородочно-язычной, сокращается, ваш язык высовывается наружу.

Люди используют подбородочно-язычную мышцу, чтобы есть и говорить. Иногда на этой мышце проводят хирургическую операцию для избавления от храпа. Подтяжка мышцы приводит к тому, что в состоянии покоя язык немного выдвигается вперед из гортани. И в результате перестает препятствовать движению воздуха во время сна, чем избавляет от храпа и, возможно, от апноэ.

Хотя мы справедливо гордимся своей способностью говорить, важную роль в которой играют движения языка и подбородочно-язычной мышцы, нам бессмысленно пытаться ухватить языком летящее насекомое. Такой язык, как у нас, высовывается недостаточно далеко и недостаточно быстро. Вероятно, это неплохо, учитывая наши нормы общественного поведения и пищевые предпочтения, но у саламандр совсем иная ситуация.

У многих саламандр тоже есть подбородочно-язычная мышца, и она важна для питания. У ряда видов эта мышца превратилась в длинную ленту, сокращение которой позволяет языку выстреливать изо рта. Именно такой тип высовывания языка чаще всего встречается у разных видов саламандр. Однако на Олимпийских играх такие животные не прошли бы даже отборочные соревнования: это хороший механизм, но он несравним с другими невероятными механизмами. Скорость сокращения подбородочно-язычной мышцы накладывает физические ограничения на скорость работы ротового аппарата. Это быстрая система, но ее скорость недостаточно высока, чтобы ловить многих быстрых насекомых.

Саламандры из рода Bolitoglossa, которых, в частности, изучал Уэйк, могут высовывать язык на половину длины тела и убирать его обратно меньше чем за две тысячные доли секунды. То, как они едят, производит неизгладимое впечатление. Их язык движется так быстро, что его перемещение практически невозможно заметить, даже в замедленной съемке в видео на YouTube. Ставит в тупик тот факт, что ни одна мышца саламандры не может сокращаться с такой скоростью, с которой высовывается язык; язык выстреливает быстрее, чем движутся мышцы. Кажется, что эти саламандры опровергают законы физики.

В 1960-х Дэвид Уэйк и его аспирант Эрик Ломбард почти десять лет потратили на изучение языка саламандр, чтобы понять, как он работает и, что также очень важно, как он появился. Они препарировали языки саламандр разных видов и внимательно изучали каждую мышцу, косточку и связку. С помощью пинцета они манипулировали разными костями и мышцами, пытаясь имитировать движение языка. Через несколько десятков лет один из учеников Уэйка заснял эти мгновенные движения языка, чтобы увидеть, как мышцы и кости совместными усилиями делают то, что кажется невозможным.