Альтернативная эволюция⁠⁠

Если вы любитель фильмов вроде "Земля через 100 миллионов лет" или "животные других планет", то эта серия постов - для вас.

В подобных передачах ученые предположили, как могли бы выглядеть такие животные. Они использовали для реконструкции биологические закономерности эволюции, но конечно же, вообще не претендовали на точность таких прогнозов. И правильно.

А в случае с фильмом о том, как мог бы выглядеть животный мир другой планете, допускали большую ошибку: они реконструировали животных, больше похожих на наших земных позвоночных, чем даже другие Земные животные.

Почему? Странно? А всё потому, что способности воображения имеют рамки. Оно тяжело справляется с созданием образов, которые не опираются на предыдущие образы. Мозг просто искажает и перекомбинирует увиденные образы и их признаки. Я постараюсь учесть, даже не так, бросить вызов этому, бросить вызов рамкам, и попробую выполнить задачу подобной игры без этой ошибки. Итак, погнали?..

Или нет? Чтобы начать, я начала кое-что поясню. Во-первых, чтобы в текст не вызывал когнитивного диссонанса, я кое-что поясню тем, кто говорит "животные и птицы", "животные и насекомые". Поймите, что животные-это не только млекопитающие. Животные, значит, существа, которые не создают сами органические вещества, в отличии от растений. Птицы-животные, членистоногие-животные, инфузории-животные, вы-животное, и то, что будет в посте, тоже животные.

И второе пяснение: у многих животных до половой зрелости не доживает более 90% потомства, поэтому выживание особи зачастую зависит от мелочей и случайных обстоятельств. Даже особь с хорошим признаком имеет большие шансы случайно не выжить. Потому-то эволюция и работает медленнее селекции, что избирает не так точно, и выживание особи часто определяют случайности. Организм, на данный момент породивший любую крупную эволюционную ветвь, мог бы запросто не выжить. Более того, вероятность этого была выше, чем вероятность его выживания. А в случае, если он погибнет, место его потомков займут потомки кого-то другого. И их аналоги в этой эволюционной нише будут отличаться. Даже если животные занимают одну нишу, они не идентичны. Например, в Австралии вместо наших плацентарных такие ниши занимают сумчатые аналоги, и они сильно отличаются от нас.

Мир Австралии таков потому, что все группы сформировались от другого мышеобразного зверька, нежели мы, плацентарные.

Но это млекопитающие. С ними мы раздельно эволюционируем относительно недавно. А теперь представьте, как бы выглядели потомки другого предка многоклеточных? Представьте, что реальный предок многоклеточных не выжил, и через какое-то время мнококлеточные образовались совершено от другого вида сцепленых клеток, и следовательно, все следующие от нее классы формировались совершенно по-другому...

Насколько непохожими на нас они могли бы быть? Как могла бы пойти эволюция? А вот теперь, действительно, погнали!

Представьте себе душный мир с низкой концентрацией кислорода. Цианобактерии будут трудиться для того, чтобы сделать его более насыщенным им. Что это? Правильно, это протерозойская эра

Протоокеаны сливаются в океаны. Но многоклеточных там нет.

Когда-то их потенциальный предок погиб. Поэтому примитивные одноклеточные организмы процветают. Эукариоты, и даже бактерии, выше которых так и не появляются трофические уровни высокоорганизованных многоклеточных, тоже процветают, захватывают и заполоняют собой все среды. Обмен веществ в цепи питания работает только между ними, их экосистема развивается. Даже в воздушной среде их концентрация высока. Их видов очень много. Эти массы одноклеточных образуют особенную среду, благополучные условия которой напоминают огромную питательную биомассу для будущих многоклеточных. Такие обстоятельства предвосхищают развитие животных, которые воспользуются этим и будут питаться более удобными готовыми орг. веществами.

Это должно было поизойти, и наконец-то, через 200 млн лет, произошло.

Это аирфильтр.

Парящие на ветру несколько колоний одноклеточных, произошедших от склеенных между собой клеток.

У их общего предка была мутация, порождающая болезнь- сбой при делении: стенки клеток расходятся не до конца. Как оказалось, колония обеспечивает клеткам возможность хранить бОльшие запасы пищи и дальше передвигаться.

Способность колонии передвигаться решила проблему питания одноклеточных. Одноклеточные, поглощающие поверхностью вещества вокруг себя, образуют там пустоты, в пределах которых лишены пищи и травятся собственными отходами. Колонии организмов, решившие эту проблему, оказались успешнеее, широко распространились и их популяции эволюционировали во множество новых видов. А в чем заключается симбиоз колоний в аирфильтре? Клетки-фильтры (в гребешке), собирающие своей поверхностью и поглощающие другие микроорганизмы, тяжелы для самостоятельного полёта.  А лёгкие клетки, поедающие продукты их жизнедеятельности, в симбиозе с колонией фильтров оказались полезны для того, чтобы быть парусом. В этом симбиозе тяжелые фильтры успешнее "охотятся" на бактерии, а лёгкие клетки туловища, в свою очередь, питаются их богатыми отходами.

Постепенно эволюционировал механизм поляризации клеток колоний с помощощью катениноподобных белков. Это привело к усложнению организма, формированию тканей.

Ушло еще ≈150 млн лет на то, чтобы у аирфильтров сформировались зачатки основных систем органов.

Это просектоцерры, самые совершенные из сложных аирфильтров. Они породят в будущем животных нового уровня организации. Они невероятно примитивны относительно поздних сектоцерров, но так сложны в сравнении с первым аирфильтрами! ..

Они не способны контролировать свой полет, и просто парят на ветру, подобно семенам клёна.

Но для поддержания полета у них имеются первые железы секреции легких газов и полости для них. Вырабатываемые газы легче воздуха, и их выработка, или  накопление поднимает просектоцерра. Стравливание газов из полости позволяет просектоцерру опускаться. Такой орган предшевствует зарождению

биореактивной системы у их потомков.

Так же у просектоцерров имеются внутренние щитковые уплотнения наружних тканей- зачатки секций тела.

Они защищают мягкие ткани от ударов. Эластичность связей между секциями, которые способны растягиваться, усиливает ударостойкость животных. В случае, если сила удара превышает прочность "скелета", животное не расколется, как единый твердый пласт, а согнется. Мышечные ткани, соединяющие секции, способны сокращаться, возвращая в исходное состояние тело просектоцерра.

Они представляют собой комплексы продолговатых полостей с жидкостью. Сократительные ткани связаны подобием вен между собой и с внутренней полостью. Жидкость перекачивается специальными "насосами" по сократительным тканям, заставляя их расширяться, вытягиваться в длину, или сжиматься.

Все это образует

опорно-двигательную систему просектоцерров.

У некоторых их видов межсектарные сократительные ткани способны сжать полость и выпустить из тела газы. Тогда просектоцерры опускаются вниз. Все процессы в их организме останавливаются, микротрубочки склеиваются, органы тоже сжимаются, и секции на 2/3 входят друг в друга, образуя бОльшую защиту от внешнего холода. Так просектоцерры переживают сильные похолодания. При перегреве (например, при трении об препятствие) они тоже спускают воздушную полость, однако не тормозят свой метаболизм. Лежа на земле, без риска налететь на преграду, они вытягиваются, раздвигая секции. Через растянутые межсекционные ткани лучше осуществляется обмен температурами с окружающей средой. За запуск этих процессов отвечают единственнные органы чувств просектоцерров - рецепторы температуры.

Такие адаптивные виды просектоцерров распространились шире всего.

Просектоцерры не осознают событий, происходящих с ними, и даже не ориентируются в пространстве, ведь еще не имеют соответсвующих органов чувств. Все механизмы защиты просектоцерров сформировались так, чтобы работать и без этой способности.

Просектоцерры питаются  более мелкими простыми аирфильтрами, и вообще всем органическим, что попадает на пушистые волокна гребешка в полёте. Гребешок снабжен железами для выработки серной кислоты. Ею смочены поверхности волокон, похожих на мех. Эти волокна избирательно впитывают из кислотной оболочки полезные вещества. Это образует наружную пищеварительную систему, но она во многом не совершенна.

Многие вещества не растворяются и не поглощаются при таким поверхностном питании. Со временем они стекают на старой жидкостью под напором новой, вырабатываемой для гребешка. Просектоцеррам нужно очень много пищи, чтобы прокормить свой организм при таким несовершенном способе усвоения веществ. Эти животные летят и едят всё время, кроме моментов, когда по каким-то причинам легли на землю.

У просектоцерра в мягких тканях и в тканях секционного скелета имеется сеть питательных микротрубок с циркулирующей жидкостью, и сеть полых микротрубок для снабжения  органов воздухом. Воздух способен просочиться через ткань ограниченной толщины, потому просектоцерр не велик по размерам. Микротрубочки образуют его

дыхательную систему.

За миллионы лет китайский просектоцерр  сформировал подвижные вертикальные крылья, которые можно сложить, чтобы зависнуть в воздухе, и распрямить, когда достиг необходимого воздушного потока, чтобы в нем двигаться. Китайские просектоцерры поднимались вверх с помощью легких газов, чтобы поймать ветер нужного направления. Как они определяли, с какой стороны и в какую сторону на них дул ветер? У них были  рецепторы давления. А еще у них были обонятельные волокна в гребешке для определения направления, в котором насыщенность воздуха бактериями больше, голосовой сонар (и внутренние ушные отверстия) для ориентации в пространстве, а также зачатки когнитивный системы для анализа информации с рецепторов. Такими были звуки, которыми китайский сектоцерр сканировал среду вокруг себя.

Принцип работы его примитивной когнитивный системы имеет кое-что общее с принципами фотосинтеза. В обоих процессах используется способность фотонов находиться сразу в нескольких местах. Если в фотосинтезе принцип из квантовой физики используется, чтобы в клетке фотон сразу попал в цель, одновременно побывав во всей клетке, то в "мышлении" просектоцерров он применяется для одновременной переработки нескольких данных. В клетках их тел присутствуют органоиды, отвечающие за квантовый анализ данных с органов чувств. Когнитивные органоиды всех клеток взаимодействуют друг с другом по принципам квантовой запутанности. Это обеспечивает быструю реакцию китайского просектоцерра, так как обмен информацией по законам квантовой запутанности происходит мгновенно. С помощью когнитивной системы китайский просектоцерр способен распознавать и выстраивать 3D модель пространства. Ориентируясь в этой модели, и перебирая все варианты направлений и действий, он может выполнять инстинктивную команду уклонения от препятствий по сонару, поиска пищи посредством обоняния, и выбора потоков воздуха.

Так же он имел более совершенный гребешок. Его волоски (как у перьев) включали в себя волокна первого, второго, третьего и четвёртого порядка.

Он процветал и его средние размеры выросли. От него произошёл крутильщик гигантский, достигавший 4 см.

Такой совершенный вид породил огромную по колличеству видов группу мелких животных, а так же группу более крупных животных с усложненной системой дыхания.

Сначала рассмотрим первых.

Все эти животные произошли от крутильщика воздушного.

1 - большой крутильщик и малый крутильщик. Это два разных вида, которые не скрещиваются. Их длины  2 -3 и 1,5 см.

С помощью сонаров они сканируют окружающую среду, обращая внимание на движущиеся предметы. Крутильщики цепляются за большого носителя крючкообразными ступнями и передвигаются на нём (крупных животных мы рассмотрим позже). Прислонившись боком, эти крутильщики выделяют кожей серную кислоту на носителя и  впитывают питательные вещества всей "шерстью". Их тело покрыто питательными клетками, как в гребешке.

Крутильщики впрыскивают через крючки обезболивающее. Малый крутильщик способен впрыскивать и яд, если сработают рецепторы давления. Это произойдёт, если жертва схватит его, чтобы оторвать, или если его попробует съесть хищник. Большой крутильщик не ядовит, и просто мимикрирует под ядовитого малого крутильщика.

2 - Крутильщик острокрылый. Достигает в длину 5 - 6 см. Питается простыми аирфильтрами и бактериями в воздухе, как и его предок, но летает гораздо быстрее.

3 - крутильщик горизонтальный

Длина 1 - 3 см. Его тело лежит на боку. При этом оно симперично и приспособлено махать крыльями. Орган выработки легких газов уменьшен.

4 - крутильщик-бегунок. Длина 3,5 см.

Его крючкообразные выросты на концах конечностей превратились в широкие ступни, на которых он ходит. Может зависать с помощью крючков, и  летать используя лёгкие газы, как просектоцерр. Способность находиться на весу позволяет ему экономить энергию. А хождение - передвигаться более точно и направленно, чем при полёте.

5 - Сибирский крутильщик.  Длина ~2 см. Летает недолго. Закрепляется в земле в ветренных местах и ловит бактерии и простых аирфильтров широким гребешком. Оседлый.

6 - водяной крутильщик. Длина 2-4 см. Обитает под водой, использует газы для вертикального перемещения, а потоки воды - для горизонтального. Гребешком фильтрует воду для питания.

7 - крутильщик подземный.  Достигает в  длину 6 - 8 см. Извиваясь туловищем, ползает под землей и фильтрует полезные вещества почвы.

При всём своём разнообразии ни один представитель группы не скрывался за камуфляжной окраской, так как здесь никто не ищет жертву, ориентируясь на глаза. Окраска всех видов животных случайна.

Впоследствии данные животные широко распространились и эти виды образовали новые рода. А потом, в триасовом вымирании вымерло 90 % видов из этих родов.  Из потомков крутильщика - бегунка не осталось ни одного вида.. Тем не менее, рода возродилась в течении мезозоя.

Другие потомки китайского просектоцерра отличаются более совершенной дыхательной системой. У них имеется подобие насоса для воздуха из тканей, выросших из узла сократительных межсекционнных связок. Этот насос создает внутреннее давление при прогоне воздуха в трубочках. Усовершенствованная дыхательная система позволила этим организмам вырасти в размерах. Это сектоцерры, самое прогрессивное их семейство.

1 - Обыкновенный сектоцерр. Жил в раннем триасе. Первый обладатель полноценных секций тела, образующих секционный каркас. Секции содержали внутри органы и жёсткие поддерживающие волокна, которые были оптимально направленны с учетом того, в какую сторону оказывается давление на каждую часть каркаса. Сектоцерр обыкновенный имел зачатки усиков.

Обонятельные волокна находятся в них, а не в гребешке со всасывающими волокнами. Благодаря этому им не нужен слой, защищающий от кислоты, и они могут быть более чувствительными.

Подобие насоса, у просектоцерра отвечавшее за контроль высоты и дыхание, усложнилось. Теперь оно еще нагнетает спереди и выталкивает назад воздух одним из своих отделов, образуя биотурбину. Для ускорения сектоцерр мог так же выстрелить  назад легкими газами.

Его хвост служил рулём. Питался обыкновенный сектоцер безсекторными. Чтобы находить место их наибольшей концентрации он использовал обоняние. От него произошёл акулий сектоцер(2). Несмотря на потрясающее обоняние, он не пережил триасовое вымирание.

Зато его пережил другой потомок сектоцерра обыкновенного - сектоцер свистящий(3)

Его биоотурбина развита сильнее. Его гребешок  способен складываться, что придавало обтекаемую форму, способствующая ускорению.

Но эволюция не стояла на месте, и бессекторные выработали новую модель поведения.

При встрече с сектоцерром они опускались на землю. Тогда они визуально смешивались с неревностями, камушками и прочими неживыми объектами.

Сонар хищника не помогал отличить неподвижное живое от неживого.  Мощности когнитивной системы не хватало, чтобы найти закономерности, чем отличается живое от неживого при огромном разнообразии форм живого. Это только триас, начало развития их интеллекта. Что же им поможет? Усы. Усы используются для отслеживания магнитных полей мелких бессектарных. Подобно устройству, делающему электроэнцефалографию мозга, но бесконтакно, они воспринимают магнитное поле всех предметов вокруг. У живых существ они мощнее. Так сектоцерр найдет, где лежат безсекторные, и соберёт их гребнем. С помощью усиков сектоцерр свистящий определяет и где летать. Там, где скопление безсекторных. Гребешок  сектоцерра свистящего снабжён не только кислотой, но и липкой жидкостью, на которую прочно прилипают безсекторные.

Так же у этого вида возникла коробочка между усиками, как критерий полового отбора.

Есть два подвида свистящих сектоцерров  с разной формой коробочки.

4 - Сектоцерр азиатский. Это животное охотится на сектоцерров чуть меньше своего размера. Не брезгует и канибализмом. Имеет в передней части коробки яму для термозрения, инструмент для поиска жертвы, видящий дальше, чем усики. Под коробкой находится орган  для нанесения удара жалом. Жало удерживается мощными мышцами, чтобы не вылететь полностью. В организме вырабатывается два вещества, которые взрываются при взаимодействии. Они смешиваются в специальном органе, и с огромной силой и скоростью выталкивают жало. Это применяется для убийства добычи. После удара жало втягивается специальными мышцами.

А боковой каркас гребешка преобразовался в челюсти. Волокна, представляющие из себя пищеварительную систему, переместились в яму в грудной клетке.

Там есть рецепторы, определяющие состав вещества, и органы секреции разных кислот и просто веществ, которые в ходе химической реакции превращают небольшое количество оставшихся ненужны веществ в полезные вещества. Затем они тоже всасываются. Таким образом, азиатский сектоцерр извлекает из пищи максимальную пользу для организма.

А относительно совершенный интеллект - позволяет найти эту пищу.

Тем временем у безсекторных продолжалась независимая эволюция. Размер ограничивал их в количестве клеток, и, следовательно, вычислительных органоидов в сравнении с сектоцеррами. Поэтому эволюция когнитивной системы шла по пути специализации отделов и совершенствования организации когнитивных органоидов, а не увеличения их количества. Это оказалось тоже эффективной эволюционной стратегией. Среди безсекторных образовалось немало своих "гениев", видов со сложнейшим поведением. Маленький размер они компенсировали образованием больших колоний. Это позволяла их развитая когнитивная система со сложными рефлекторными программами, которая смогла обеспечить эффективную коммуникацию особей. Особи были способны к гибкости интеллекта на уровне распознавания разных образов. А на уровне обороны колонии, построения дома колонии, поведенческой реакции на ферамоны сородича, они подчинялись заложенной цепи рефлексов, выработанной эволюцией. Их когнитивная система была совершенна. И гибка, где это нужно, и содержала жизненно важные программы поведения.

Для выживания развивать систему, управляющую поведением организма, не менее важно, чем совершенствовать остальные его системы, поэтому конвергентная эволюция вела обе ветви к развитию когнитивных способностей. Однако у разных видов с разной скоростью. Всё зависило как от условий окружающей среды, сложности образа жизни, так и от особенностей строения организма и ограничений, которые они накладывают.

Тем временем сектоцерры заселили небо Юрского периода и породили множество видов с различным питанием.

Их органы термозрения стали совершеннее, чем были у азиатского сектоцерра. Перед ямкой, покрытой термочувствительным клетками, сформировалась тепловая линза. У хищников с двойными термочувствительными ямками зрение было 3-х мерным, как если бы было 2 глаза. Над термо-радаром развился щиток с защитными волосками и выступами. У некоторых не плотоядных видов жало преобразовалось в орган осязания и вкуса.

Со временем сформировалось три типа сектоцерров - двукрылые, трёхкрылые и четырех крылые. Ниже вы видите орнатилию - типичного представителя четырёхкрылых сектоцерров.

Как и у всех сектоцерров, у нее органы находятся под надежной защитой секций

Орнатилиям характерен крупный размер. Например, орнатилия гигантская  достигает 7 - ми метров в длину. На хвосте орнатилии есть плоский шип с режущими краями.

Когда орнатилия принимает положение боевой готовности, ее хвост находится под телом, направленный шипом вперёд.

Как у хищника, у неё очень мощный орган, приводящий жало в движение. Когда ее жало поражает жертву, оно бъёт с силой в 1 тонну на квадратный сантиметр. Орнатилии гигантские очень свирепы. Даже израненая в драке орнатилия продолжает бороться с жертвой, пока та не умрёт.

Четыре крыла дают ей маневренность, а анатомия, позволяющая регулировать ширину мембраны крыльев, делает доступной узкую фомру крыльев и высокую скорость.

Помимо звуков, издаваемых для сканирования, орнатилия способна издавать звуки, предупреждающие сородичей о том, что территория занята, а так же звуки коммуникации.

В следующем посту мы рассмотрим других потомков аирфильтра, и классы животных, которые от них произойдут.

Мы рассмотрим все события триаса, юры, мела, и даже заглянем в кайнозой. Подписывайтесь.