Под знаком спирали: как моллюски обрели раковины

Округлые и рогатые, перламутровые и фарфорово-глянцевые, миниатюрные и гигантские — раковины моллюсков издавна олицетворяют естественную красоту и целесообразность. В их завитках учёные прошлого искали параллели с устройством Вселенной, математические закономерности и совершенные правила архитектоники. Для человеческой цивилизации раковины значили не меньше, чем каменные топоры: их использовали как орудия труда, украшения и даже деньги. Но главное, глядя на диковинную раковину, стоит помнить: она была неотъемлемой частью живого организма — моллюска, которому даровала само существование.

В кембрийском периоде, более 500 миллионов лет назад, появилась первая раковина в истории многоклеточных. Точные обстоятельства её возникновения неизвестны, но, изучая строение ископаемых и современных моллюсков, а также их эмбриональное развитие, учёные восстановили вероятный сценарий этого эволюционного приобретения.

Предки моллюсков — двусторонне-симметричные существа с мягким телом — ползали по дну древнего океана. Их жизнь была полна опасностей: хищников, желавших полакомиться нежной плотью, хватало. Выжить удалось лишь тем, кто выработал на спинной стороне защитное образование — раковину.

Возможно, древнейшая раковина не была цельной, а состояла из нескольких пластинок. Защищаясь, моллюск мог свернуться в клубок, спрятав мягкое тело внутрь и подставив врагам жёсткую спинку, как это делают современные броненосцы. Стратегия оказалась столь удачной, что такие моллюски дожили до наших дней — это панцирные, или хитоны.

Дальнейшая эволюция раковины известна лучше. Становясь всё больше, она превратилась в надёжное убежище, которое можно носить на себе. Это приобретение выдвинуло моллюсков в ряды самых процветающих групп животных: по числу видов (около 80 тысяч) они уступают лишь насекомым и круглым червям.

Раковина, в свою очередь, сильно повлияла на анатомию и образ жизни хозяев. Простая форма колпачка была слишком громоздкой для активного передвижения. Некоторые моллюски смирились с малоподвижностью: их раковина разделилась на две створки — правую и левую. Так появились двустворчатые моллюски, самые известные из которых — устрицы, мидии и гребешки. Всю жизнь они проводят на одном месте: прикрепившись ко дну, зарывшись в ил или лёжа на боку. При таком образе жизни у них даже атрофировалась голова.

Иначе поступили те, кто не захотел терять свободу. Раковина стала увеличиваться, на спине моллюска образовался горб, куда переместились жизненно важные органы. Но конструкция оказалась неустойчивой: при движении она «заваливалась». Выход нашёлся: макушка раковины наклонилась вперёд, а затем целиком завернулась в спираль.

Усиление защитных свойств снова сделало сооружение неустойчивым, поэтому на следующем этапе макушка выдвинулась, витки сомкнулись, заполнив внутреннюю пустоту. Так возникла та самая магическая конструкция — турбоспиральная раковина брюхоногих моллюсков, воспетая поэтами и встречающаяся повсюду: лужанка, виноградная улитка, прудовик, рапана.

Типичная раковина — это завиток: спиральная часть, заострённая с одной стороны в макушку-вершину, а с другой — расширяющаяся в устье, из которого у живого моллюска высовываются мускулистая нога и голова. Всё остальное разнообразие форм (шипы, грани, фактура) и расцветок отражает особенности образа жизни хозяев.

По разнообразию раковин двустворчатые уступают брюхоногим, но полюбоваться есть чем: у одних створки волнистые, у других ребристые, разные по цвету и размеру. Створки соединяются на спинной стороне органической перемычкой — лигаментом. Он служит и связкой, не позволяющей створкам разъединяться, и пружиной, автоматически раскрывающей их, когда моллюск расслабляет мышцы-замыкатели. Чтобы створки не смещались, на внутренней стороне возле лигамента есть «замок»: зубчики на одной створке и выемки на другой. Замок запирает створки, когда они сомкнуты.

Есть и лопатоногие моллюски — их нога напоминает лопату, с помощью которой они закапываются в грунт. Раковина у них необычная: простая трубка, похожая на крошечный слоновий бивень, не длиннее 5 сантиметров. Ведут они роющий образ жизни и заднее отверстие трубки всегда выставляют над поверхностью, чтобы дышать.

Большинство современных головоногих моллюсков раковинами похвастаться не могут: они небольшие, спрятаны под мантийной складкой или вовсе исчезли. Исключение — реликтовые наутилусы, которые не отказались от «завитков»: в таинственных океанических водах они неспешно плавают, безразличные к грезам коллекционеров о великолепных перламутровых раковинах.

Раковины моллюсков состоят из трёх слоёв. Периостракум — наружный тонкий слой из органического вещества конхиолина, близкого по составу к рогу или волосу. У большинства видов он быстро стирается, у некоторых прочен, а иногда образует ворсистый, войлочный слой.

Под органическим слоем расположены два минеральных слоя из карбоната кальция в виде пластинчатых кристаллов кальцита и арагонита. Во внешнем минеральном слое (остракуме) кристаллы ориентированы перпендикулярно поверхности, фактура напоминает фарфор, хотя к настоящему фарфору отношения не имеет.

Внутренний слой — гипостракум — примыкает к живой ткани мантии: минеральные пластинки уложены лёгкими волнами параллельно поверхности. Преломление света на этих пластинках создаёт перламутровый эффект, а цвета — зеленоватый, синеватый, розоватый — зависят от примеси органических веществ и пигментов, которые моллюск получает из пищи.

Убеждение, что улитка может сбросить раковину и отрастить новую, глубоко ошибочно. Всякий раз, когда вы берёте в руки раковину, помните: она досталась вам ценой жизни хозяина.

Но рождается моллюск голеньким. У большинства брюхоногих и двустворчатых из икринок выходят личинки, покрытые ресничками. Такая личинка называется «велигер», что значит «парусник» — из-за сходства выростов-лопастей с парусом. Велигеры крошечные, прозрачные, но самостоятельные. Едва вылупившись, они пускаются в свободное плавание, не обременённые тяжестями: главная задача — уплыть подальше и завоевать новые места обитания для своего вида.

На это им отведено от нескольких дней до месяца, после чего приходит время взрослеть. Первый признак созревания — раковинка. На спинной стороне у крошки появляется ямка — раковинная железа. Когда она начинает работать, в углублении образуется нежный роговой зачаток, который разрастается, выпячивается наружу и продолжает расти. Если зачаток разделится надвое — получится будущая двустворка, если вздуется и завернётся — маленькая улитка. Вскоре раковина утрачивает прозрачность, накапливает известь, становится тяжёлой — и плаванию конец, пора опускаться на дно.

Раковина растёт вместе с моллюском. Мантия наращивает её в длину и толщину всю жизнь, но неравномерно, из-за чего возникают кольца роста, по которым можно определять возраст животного. Живут моллюски подолгу, некоторые — десятки лет.

Справедливости ради заметим: моллюски — далеко не единственные обладатели раковин. Защитный наружный скелет в животном мире — дело обычное. Одноклеточные фораминиферы одеты в раковинки, порой очень похожие на улиточьи. Плеченогие, или брахиоподы, внешне похожие на двустворчатых моллюсков, но совсем им не родственные, прячут тело между двумя створками. Некоторые раки научились строить наружное укрытие, как морские желуди-балянусы. Но все они дорого заплатили за безопасность — лишились подвижности. И только моллюски сумели сохранить свободу передвижения.