Губкам, живущим в чрезвычайно бурной, турбулентной среде, как на рифах, рассыпа́ться противопоказано, особенно при жизни. У них спикулы срастаются между собой в прочную конструкцию. Из-за этого в ходе эволюции из разных обыкновенных губок неоднократно получались «литистиды» (буквально – «камню подобные»: от греч. λίθος – камень и ειδοσ – вид), а из известковых – фаретронные губки (от греч. ϕαρετρα – колчан; наверное, тот, кто придумал это название, имел в виду, что в скелете губки прячется множество острых наконечников). «Литистиды», чтобы упрочить скелет, уподобили спикулы кривым сучковатым палкам, сросшимся многочисленными отростками.
Некоторые обыкновенные губки в стремлении создать особо прочный скелет пошли еще дальше: поверх спонгинового каркаса, укрепленного кремневыми спикулами, «надевали» мощную известковую броню. Такой скелет складывался из шестоватых кристаллитов арагонита или магнезиального кальцита, которые, развиваясь из единого центра, образовывали сферические агрегаты. Они, в свою очередь, срастались между собой, образуя многослойную конструкцию. Как сосуществовали кремневые спикулы с известковыми отложениями? Очень просто: они были изолированы друг от друга органическими чехлами. После смерти губки, и даже во время ее жизни, когда нижняя часть скелета становилась невостребованной, оболочки разрушались и спикулы растворялись, а оставшиеся от них дырки заполнялись вторичным кальцитом. Поэтому догадаться, что они все-таки были, можно, изучая тонкие срезы скелетов.
Подобные известь-кремневые губки не очень типичны для современных морей. Их даже открывали два раза, не поверив первооткрывателю зоологу Рэндолфу Киркпатрику из Британского музея естественной истории. В 1908 г. он описал первых таких губок, которых знаменитое научное судно «Челленджер» выловило в Коралловом море с глубины более 100 м. Увы, пять лет спустя ученый заявил в многотомнике «Нуммулосфера: представление об органическом происхождении так называемых изверженных пород и глубоководных красных глин», что это не губки, а – нуммулиты (фораминиферы). Киркпатрик считал, что все горные породы на Земле, и даже метеориты, состоят из нуммулитов (на обложке книги лихая квадрига гиппокампов везла Посейдона с нуммулитом на трезубце и метеоритом в правой руке), поэтому научное сообщество стало воспринимать все его работы весьма скептически. Ну как скелет губки может состоять одновременно из кремневых спикул и карбоната кальция? Это просто коралл, в котором поселилась сверлящая губка. Они часто так делают. Лишь через 60 лет, когда морские биологи стали профессиональными ныряльщиками, эти губки нашли вновь (на этот раз в Карибском море), в том числе десяток новых родов. Один из них – васлетия (Vaceletia), получивший имя своего автора Жана Васле из Университета Экс-Марсель, вообще обходится без спикул, проживая в пористом многокамерном скелете (рис. 12.2а).
Благодаря этим открытиям, к концу прошлого века палеонтологи внезапно обрели огромное количество ископаемых губок. Строматопороидеи и хететиды, которых за 200 лет привыкли относить к гидрокораллам или настоящим коралловым полипнякам, а также археоциаты и сфинктозои, которых из-за необычного строения скелетов даже считали отдельными полностью вымершими типами животных, – все оказались обызвествленными губками (не путать с известковыми, чей скелет спикульный, а не сплошной!). Кстати, именно Киркпатрик первым обратил внимание на огромное сходство современных обызвествленных губок и строматопороидей.
На беду палеонтологам, дело обернулось гораздо худшими последствиями. Попытка установить новый класс губок (склероспонгии) закончилась неудачей: губки не пожелали облегчить участь ученых, и оказалось, что представители одних и тех же семейств обыкновенных губок способны формировать самые разные по форме и минеральному составу скелеты. Более того, близкие виды могут выделять массивный известковый скелет или полностью без него обходиться. Надежными признаками их родства служат только молекулярно-генетические особенности, характер личиночного развития и строение спикул. Из всего этого набора в ископаемом виде доступны только спикулы, и то далеко не всегда. Кремневые (изначально) спикулы удалось найти у хететид, мезозойских строматопороидей (рис. 12.3) и некоторых сфинктозоев, что позволило распределить их обладателей среди разных обыкновенных и известковых губок. Палеозойские строматопороидеи и археоциаты, видимо, всегда обходились без спикул.
Cтроматопороидеи (Stromatoporoidea; от греч. στρωμα – подстилка, ковер и ποροσ – отверстие, пора) обычно обладали куполовидными скелетами (до метра в поперечнике или в высоту), которые строились из ажурных известковых пористых слойков, соединенных столбиками или выпукло-вогнутыми пластинами (рис. 12.3, 12.4).
Полусферические скелеты хететид (Chaetetida; от греч. χαιτη – длинный волос) тоже были немаленькие (до метра в диаметре), состояли из тончайших (открывающихся на поверхности) известковых трубочек и действительно напоминали пучок волос на голове мраморной статуи (рис. 12.5). Если бы не астроризы – звездчатые каналы на поверхности скелета, строматопороидей и хететид вполне можно было бы спутать с массивными кораллами. Определить, кто это такие, помогли даже не современные губки, а закон Бернулли. Модели строматопоридей со звездчатыми каналами опустили в сосуд, где создавался ток воды разной скорости. Оказалось, что каналы улавливают малейшую разницу в скорости потока, проходящего над скелетом, и направляют течения туда, где могли находиться питающие клетки. Иначе говоря, такие скелеты – это прекрасные приспособления для фильтрации. (Астроризы образуются и у спикульных губок с массивными или, наоборот, сильно уплощенными скелетами.) Причем бóльшая часть известкового «массива» служила скорее постаментом, чем жилым помещением, и тело губки располагалось на его поверхности и немного под ней.
Со сфинктозоями (Sphinctozoa; от греч. σϕιγγω – сжимать и ζωον – животное), скелеты которых напоминают многократно пережатые сосиски, конечно тоже пористые, оказалось проще всего. Во-первых, есть живой организм такого же строения – васлетия (рис. 12.2). Во-вторых, большинство сфинктозоев со спикулами все-таки предпочитали не расставаться, и поскольку многие из них существовали в пермском периоде и мезозойской эре, то остатки этих элементов не успели раствориться без следа.
Наиболее сложно устроенной, но в то же время единой группой оказались археоциаты (Archaeocyatha; от греч. αρχαιοσ – древний и κυαθοσ – кубок), начавшие и закончившие жизненный путь в раннекембрийскую эпоху (530–510 млн лет назад), по крайней мере в своей скелетной реинкарнации. (Пара средне-позднекембрийских видов – не в счет.) Они резко выделяются среди других обызвествленных губок формой скелета, обычно состоящего из двух пористых, вложенных друг в друга перевернутых конусов (наружная и внутренняя стенки), соединенных между собой поперечными и продольными, тоже почти всегда пористыми, пластинами (днища и перегородки соответственно; рис. 12.6, 12.16.3). Именно из-за перегородок они на срезах больше похожи на кораллы, чем на губки. Кто эти странные животные, опять же подсказал закон Бернулли, который археоциаты свято соблюдали всю свою недолгую эволюционную жизнь.
Как уже отмечалось, таким существам, как губки, проще полагаться на пассивный ток воды. Этим путем и пошли археоциаты, целиком переложив на скелет функцию фильтровального аппарата. На первом этапе они просто увеличивали размер наружных пор. Однако в слишком крупные поры легко могут влезть мелкие хищники, а во время шторма – залететь песчинки, от которых организм уже не избавится. Поэтому на втором этапе эволюции археоциаты стали создавать дополнительные сита или элементы, сужающие размер внешних отверстий. А затем, на следующей стадии, преобразовали поры внутренней стенки в сложную систему каналов, направляющую ток воды прямо в центральное выходное отверстие – устье – с меньшими потерями на трение. (Ведь скорость отдельных потоков, особенно идущих почти встречным курсом, теряется из-за трения.) Ненужная нижняя часть скелета часто отсекалась вторичными кальцитовыми слоями, и наиболее продвинутые археоциаты уподобились будущим строматопороидеям, хететидам и сфинктозоям, у которых живые клетки были сосредоточены в самой верхней части скелета и на его поверхности (рис. 12.6).
Строительство столь изощренного скелета – процесс энергоемкий, и археоциаты предельно снизили затраты, используя в качестве строительного материала магнезиальный кальцит. (Если люди не в состоянии просчитать последствия своих решений и начинают производить горы разового пластика, не задумываясь о том, куда это все денется, то что с археоциат спрашивать?) Для выделения такого скелета нужен постоянный приток магния и не слишком много растворенного углекислого газа, чтобы среда не была чересчур кислой. Однако к концу раннекембрийской эпохи свежей подводной базальтовой лавы – главного источника магния – стало меньше, поскольку сложился суперконтинент Гондвана и закономерно сократилась протяженность срединно-океанических хребтов, где эта лава изливается. Уровень углекислого газа, наоборот, начал расти, а океан подкисляться. Археоциат не стало…
На этом можно было бы поставить точку в их истории, но приходится обойтись многоточием. Дело в том, что самая археоциатоподобная современная губка – васлетия, согласно молекулярно-генетическим данным, должна считаться… мягкой. Она принадлежит к роговым губкам. А другая обыкновенная губка – мерлия (Merlia), описанная еще Киркпатриком, может иметь сплошной известковый скелет с кремневыми спикулами, или только спикулы, или спикулы, но не все. В итоге специалисты так и не решили – один это вид или все четыре. А что, если и археоциаты не совсем исчезли, а отбросили ненужный известковый скелет, когда он из преимущества превратился в обузу? Вполне возможно: если полазить по кембрийским лагерштеттам Китая (что мы постоянно и делаем), удается найти множество удивительных окаменелостей, даже скелеты роговых губок (рис. 12.7, 12.16.4), неотличимые от археоциат… Вот теперь – многоточие, потому что работа продолжается.