У живущих на земле организмов проблемавоспроизведения потомства - одна из важнейших. Все должно плодиться и размножаться,чтобы безвозвратно не исчезнуть с лица Земли. Решение этой проблемы у животныхпроисходит соединением гамет, или половых клеток. Другого пути нет. Нетолько зачинается, но и развивается любой живой организм в принципе одинаково.А вот внешние условия развития эмбриона могут быть разными. И наше искушенноевоображение в очередной раз изумится, насколько же премудро, "не случайно"и в то же время до парадоксального причудливо, несуразно , с точки зренияотвлеченных схем и теорий, устроено все в природе.

Кандидат биологических наук К.МИХАЙЛОВ.

Инкубатор на спине Все мы хорошо знаем, что млекопитающиерождают живых детенышей, птицы откладывают яйца. Так же поступают многиерептилии, в том числе крокодилы и черепахи. Яйцекладущими были и исчезнувшиес лица Земли динозавры (см. "самый интересный журнал Наука и жизнь " № 5, 1997 г.). А вот о том,что у некоторых ящериц и змей, а также у земноводных рождаются живые детеныши,знают далеко не все.Большинство живородящих рептилий, строгоговоря, не по-настоящему живородящие. У зверей и человека образуется особое"место связи" нового организма с матерью - плацента. Через этот орган детенышполучает с кровью матери все питательные вещества и кислород, а выводитпродукты распада. У живородящих рептилий все несколько по-иному. Эмбрионразвивается у них внутри яиц, которые просто задерживаются в яйцеводахсамки на весь срок "беременности". Эмбрион получает из материнского организматолько воду, а питательные вещества черпает из желтка яйца. Живорождениебез образования плаценты биологи называют яйцеживорождением. Подобный способ"выбрали" многие ящерицы и змеи. Некоторым из них, например морским змеям-ластохвостам,и выбирать не приходится - всю жизнь они проводят в водной стихии, а вводе яйца рептилий развиваться не могут.Резкой границы между яйцеживорождениеми откладкой яиц не существует. Иногда яйца только на время задерживаютсяв яйцеводе, и самки откладывают их с частично сформированным эмбрионом,который потом развивается вне матери. Так происходит у обитающих в ЮжнойАмерике колючих, или, как их еще называют, заборных, игуан. Некоторые виды,живущие на равнине, откладывают яйца, а близкие им высокогорные виды "рождают"живых детенышей.Лишь у нескольких видов рептилий встречаетсятак называемое истинное живорождение. Количество желтка в яйце заметноуменьшается, и эмбрион во многом питается за счет материнского организма.У него даже образуется некое подобие плаценты: кожистая оболочка яйца рассасывается,и между кровеносными сосудами стенки яйцевода матери и детенышем устанавливаетсятесная взаимная связь. Так производят на свет потомство живущие в нашихлесах в средней полосе России живородящая ящерица и обыкновенная гадюка.Собственно, благодаря подобному совершенному способу вынашивания детенышейэти два вида и выжили в холодных северных широтах, где рептилиям в целомприходится нелегко. Такой же особенностью отличаются и многие виды сцинков- ящериц с удлиненным телом и короткими лапками (некоторые похожи на змей),ушедших "под землю" - в почву и заселивших многие горные массивы.Яйцеживорождение встречается не толькоу рептилий, но и у рыб, и у земноводных. Аквариумистам хорошо известныживородящие виды американских карповых рыб - гамбузии, молли, меченосцыи гуппи. Это свойство характерно и для саламандр и живородящих жаб.У суринамской пипы и сумчатых квакш яйцаразвиваются прямо на теле родителей, в особых выводковых "сумках" (ячейках)на спине. Во время спаривания пип самец надавливает на своеобразный "яйцеклад"самки, и яйца, выходя из него поодиночке, равномерно распределяются наспине самки в ячейках. Каждая ячейка, после того как в ней оказалось яйцо,приобретает шестигранную форму и покрывается кожистой крышечкой. Перегородкимежду ячейками очень тонкие и усеяны кровеносными сосудами, через которыеяйца получают воду и, вероятно, часть питательных веществ из организмаматери. Сформировавшаяся молоденькая пипа разрывает ячейку и покидает "ясли",устроенные на спине своей матери. Но еще более невероятны способы развитияяиц у чилийских лягушек ринодерм и австралийских лягушек реобатрахусов. "Беременные" папаши Самец ринодермы, небольшой и ярко окрашеннойгорной лягушки, захватывает ртом отложенные самкой в воду яйца и отправляетих - куда бы вы думали? - себе в горловой мешок. Там будут теперь развиватьсядетеныши. Сперва эмбрионы получают питательные вещества из желтка, а затемприрастают спиной к богатой кровеносными сосудами стенке горлового мешкасвоего родителя. Когда формирование зародышей заканчивается, молодежь разрываетэти "мостики" и благополучно выбирается из горлового мешка сначала в ротовуюполость отца, а затем и наружу. Самое забавное, что все это время самецпродолжает питаться.Не менее оригинальны австралийские реобатрахусы.У этих лягушек самка заглатывает отложенные икринки, и яйца (а затем иголовастики) развиваются прямо в желудке матери, питаясь выделениями егослизистой оболочки. Подросшие лягушата постепенно перебираются в ротовуюполость родительницы и наконец выходят из заточения на свободу. В этомслучае самка уже не может питаться (иначе она бы переварила своих детенышей),и у нее на определенный срок полностью отключается работа пищеварительныхжелез.

И еще о заботливых папашах, но теперь ужеиз класса птиц. Представьте себе антарктическую зиму: май-июль по нашемукалендарю. Сорокоградусный мороз, ураганные ветра, темная полярная ночь.И в самый разгар зимы самцы императорских пингвинов, сбившись в кучу, средиледяной равнины насиживают яйца! Невероятно, но факт. Правда, гнезда уних нет. В такой холод на любом грунте яйцо бы моментально погибло. Каждыйсамец держит единственное яйцо на лапах, оно утоплено в особую кожистуюскладку на брюшной стороне тела. Со всех сторон яйцо окружает тепло, нокаково несчастной птице! К тому моменту, когда вылупится птенец (сначалаон тоже будет сидеть на папиных лапах и греться в его теплой кожистой складке)и вернется с моря откормленная, нагулявшая вес мамаша, самец теряет до40% своего веса. А ему еще надо идти до открытой воды многие десятки километров.Теперь два месяца будет голодать самка. Поистине самоотверженные птицы,но ради чего такие невероятные жертвы? Если бы самка могла удерживать своеединственное яйцо в яйцеводе, как это делают ящерицы и змеи, то не былобы никаких проблем. Плавай, питайся, нагуливай жир, да и вылупившемусяптенцу не пришлось бы преодолевать десятки километров до спасительной воды.Что же препятствует птицам перейти к живорождению?И какая польза в живорождении амфибиями рептилиям?

В учебниках ответа нет Польза в живорождении несомненна и в разныхслучаях разная. Развитие детеныша внутри материнского организма надежнозащищает его от хищников и бактерий, а также снабжает яйцо водой. Это иболее надежное питание эмбриона, и благоприятный, без перепадов, микроклимат,и как результат - ускоренное развитие детеныша. Но и в откладывании яицесть свои преимущества. Во-первых, их можно отложить очень много, хотьдо двухсот (у амфибий и рептилий). Во-вторых, самка меньше истощается исохраняет большую жизнеспособность. Так что вариантов "за" и "против" можетбыть много, и в каждом конкретном случае природа делает отдельный выбор.Наибольшее число живородящих рептилий встречается в районах с холоднымклиматом.Почему же ящерицы и змеи извлекают пользуиз живорождения, а у черепах, крокодилов и птиц нет ни одного случая переходак живорождению, хотя бы в виде редчайшего исключения? Это действительностранно. Ведь крокодилы и многие черепахи - водные животные, для которыхсвязь с сушей в период размножения весьма тягостна, а иногда и опасна дляжизни. Сколько сотен, а нередко и тысяч километров, должны проплывать морскиечерепахи, чтобы попасть на те океанические острова или песчаные участкипобережья, где они выводят потомство. И что их там ждет? Гибель тысяч яици вылупившихся черепашат. Спасает лишь большое число откладываемых яиц(до полусотни и даже больше), повторяемость кладок - до семи за год.Почему же водные черепахи не вынашиваютсвое потомство, как это делали, например, древние ихтиозавры? То, что рыбоящерыбыли живородящими, мы знаем точно, поскольку в скелете взрослого ихтиозавра,как раз "под самым сердцем", нашли скелет маленького, еще неродившегосядетеныша. Да и не могло быть по-другому, ведь рыбоящеры совсем не выходилина сушу и, следовательно, были "обречены" на живорождение. Две из трехгрупп водных змей также живородящие. В третьей группе - морских змей подавляющеебольшинство видов рождает живых детенышей. Вне всяких сомнений, это "удобно"и безопасно для водных рептилий. Так зачем же так мучиться черепахам?А птицы? Уж кому как не теплокровным животнымбыть живородящими! Сколько яиц гибнет от переохлаждения, от затоплениягнезд и, главное, разоряется хищниками. Сколько проблем у эмбриона, замурованногов известковую крепость скорлупы! (см. "самый интересный журнал Наука и жизнь " № 10, 1998 г.). Даи для самой птицы насиживание яиц зачастую самый уязвимый период в жизни:хищники нередко ловят наседку прямо на яйцах. Живорождение решило бы многиепроблемы, и это прекрасно демонстрируют звери, или млекопитающие.Но птицы же летают... Ну и что? Преждевсего, многие виды птиц откладывают всего-то одно яйцо. Так поступают морскиепернатые - альбатросы, буревестники, фаэтоны и фрегаты, некоторые крупныехищные птицы. Еще больше птиц откладывают по два яйца - тоже невелика ноша.Ведь с одним яйцом, пока оно не отложено, птица летает! Многие утки вовремя насиживания яиц линяют и разом теряют все маховые перья. Летать имв это время не приходится. Наконец, пингвины совсем не летают, а о том,сколько мучений вынуждены испытывать из-за необходимости насиживать яйцо,мы уже говорили.В учебниках ответов на все эти вопросымы не найдем. Остается самим подумать, поразмышлять. Ясно одно: существуеткакой-то принципиальный запрет, не позволяющий черепахам, крокодилам иптицам перейти к живорождению. Что объединяет этих животных? Одни летают,другие почти не выходят из воды, третьи - как сухопутные черепахи - исключительноползают по суше. Все такие разные и...все откладывают яйца с твердой скорлупой,чего не делают ящерицы и змеи. Не здесь ли отгадка? Не стала ли скорлупанепреодолимым препятствием на пути столь несложного перехода к яйцеживорождению?Нет худа без добра - ведь скорлупа позволяет птицам откладывать яйца гдеугодно. Но, видимо, нет и добра без худа. За все приходится чем-то расплачиваться.Здесь важно отметить, что серьезное препятствиедля удержания яйца в яйцеводе - это кислородная недостаточность. Скорлупапрепятствует поступлению кислорода и выходу углекислого газа, и ее рассасываниев этом случае просто обязательно. Но возможно ли удаление скорлупы? По-видимому,нет. У эмбриона курицы, если он развивается в бесскорлуповом яйце, недооформляетсяскелет. Ведь у крокодилов, черепах и птиц эмбрион в основном получает кальцийдля своего скелета из скорлупы, тогда как у ящериц и змей - из желтка.А "накачка" кальция в яйцо и скорлупу - это часть единой системы кальциевогообмена организма. Перестройка ее очень сложна, а может быть, и невозможна,потому что с кальциевым балансом в организме лучше не шутить. Здесь чутьошибся - и смерть.Это лишь одно из возможных объяснений "запрета"на живорождение. науки о природе учат, что одно объяснение никогда не бываетисчерпывающим. Другое объяснение кроется в механизме определения пола.Известно, что у крокодилов пол определяется не хромосомами, а температуройинкубации яиц. То же происходит у многих черепах. И постоянство среды внутриорганизма матери было бы губительным для вида - вылуплялись бы особи толькоодного пола. Примечательно, что у тех ящериц, у которых почти нет живородящихвидов - у агам и гекконов, пол опять же зависит от температуры среды, ане от хромосом.Не лучшее ли это объяснение? Снова труднодать решительный ответ. Так, например, среди настоящих и варановых ящерицтоже нет живородящих форм. А у них пол определяется хромосомами. И, наконец,что делать с "яйцекладущими" птицами, которым свойственно исключительнохромосомное определение пола, хотя и обратное по отношению к млекопитающим?"Х-" и "Y-" хромосомы определяют здесь "девочек", а два "икса" - "мальчиков".Здесь уже на температурные проблемы не сослаться. Это объяснение "не работает".Какая бы из гипотез ни оказалась правильной- а скорее всего обе, как это часто бывает в науке, - запрет на живорождениеу птиц, крокодилов и черепах очевиден. Ни одного живородящего вида у этихживотных не существует. Ни у одного вида не происходит сколько-нибудь серьезнойзадержки яйца в яйцеводе. Но нельзя не восхищаться причудливо устроенным,таким не шаблонным, не схематичным, удивительным миром природы!

Сумчатая квакша с яйцами в выводковой сумкена спине.Суринамская пипа с сетью выводковых ячеекна спине. Из ячеек вылупляются головастики.Самец лягушки ринодермы с головастика мив горловом мешке.