Все живое распадается на животный и растительный мир: фауну и флору.
Между ними нет четкой границы. Наиболее крупная единица систематизации живых организмов — типы. Чтобы показать, какой широкой группой является тип, достаточно сказать, что к типу хордовых относятся, например, и шимпанзе, и морской конек. Внутри типа имеются более мелкие единицы — классы. Тип хордовых, например, включает класс рыб, птиц, земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих. Классы делятся на отряды, а отряды на семейства. В класс млекопитающих входит, например, около двадцати отрядов: хищные, парнокопытные, непарнокопытные, китообразные, грызуны и т. д. Семейство делится на роды, а род на виды. Вид является основной единицей систематики.
Начнем свой обзор с типа простейших. Сюда относятся одноклеточные организмы. Простейшие распадаются на четыре класса — ложноножковые, жгутиковые, споровики и инфузории. Среди простейших (класс ложноножковых и жгутиковых) имеются двадцать светящихся видов. Следующий по сложности устройства животных тип — губки. Среди трех классов этого типа нет ни одного люминесцирующего вида.
Зато третий тип — кишечнополостные — изобилует светящимися видами. Они имеются во всех четырех классах. В классе гидроидных (сюда относится и обыкновенная гидра) светящиеся животные существуют в пяти отрядах из шести. Всего в классе гидроидных зоологи обнаружили 23 светящихся вида.
Класс всем хорошо известных больших медуз включает в себя восемь люминесцирующих видов, относящихся к двум отрядам из четырех. Среди четырех отрядов класса коралловых полипов два отряда склонны к биолюминесценции; в этих отрядах насчитывается четырнадцать светящихся видов. Наконец, класс гребневиков состоит из четырех отрядов и в каждом из них имеются светящиеся виды (всего шесть таких видов).
Низшие черви, которые иногда выделяются в отдельный тип, а иногда объединяются с плоскими червями, содержат три класса. Как и в типе губок, здесь нет светящихся видов. То же самое можно сказать и о типах плоских и круглых червей.
Тип моллюскообразных объединяет три класса, из которых только класс мшанок имеет четыре светящихся вида.
Тип кольчатых червей также не чужд биолюминесценции. Из пяти классов этого типа (первичные кольчецы, щетинконогие, гефиреи, пиявки и мизостомиды) только щетинконогие содержат 19 светящихся видов.
Перейдем к типу иглокожих, к которому относятся экзотические морские звезды. Читатель, разумеется, ожидает, что эти животные светятся больше других, тем более, что мы уже упоминали светящуюся снэйк-стар. Однако настоящие звезды не способны к биолюминесценции. Из пяти классов иглокожих (морские звезды, змеехвостки, морские ежи, голотурии и морские лилии) светящиеся виды есть только в одном — в классе змеехвосток. Сюда относятся пять видов и среди них «снэйк-стар».
Дальше следует тип членистоногих — животных, обитающих в основном на поверхности земли и хорошо нам знакомых. Из четырех классов, на которые распадается этот тип: ракообразные, многоногие, насекомые и паукообразные — не светятся только паукообразные; во всех остальных классах имеются люминесцирующие виды. Среди ракообразных мы встречаем 24 светящихся вида. В классе многоножек только три вида светящихся животных.
Класс насекомых — самый обширный во всем животном царстве — охватывает в общей сложности больше полутора миллионов видов! Есть среди них и светящиеся. В отряде бескрылых мы находим три светящихся вида, среди новокрылых и мух — тоже по три, среди жуков— более семи видов. Представители остальных отрядов не светятся.
Перейдем к рассмотрению типа моллюсков. В классе боконервных нет светящихся видов. В классе двухстворчатых моллюсков, к которому относятся перловицы — объект промысла ловцов жемчуга — имеется один светящийся вид. Класс брюхоногих моллюсков, к которому относятся знакомые всем улитки, слизняки, береговики и т. д., располагает двумя светящимися видами. Класс головоногих моллюсков (осьминоги, каракатицы и кальмары) поражает, как мы уже знаем, обилием светящихся представителей. Здесь целых 44 светящихся вида.
Остался высший тип фауны — тип хордовых. Скажем сначала о его структуре. Классы, расположенные по степени сложности развития, таковы: аделохордовые, оболочники (или личиночнохордовые), бесчерепные, силостомы, рыбы, земноводные (или амфибии), пресмыкающиеся (или рептилии), птицы, млекопитающие. Последние пять классов объединяются в подтип позвоночных и составляют наиболее высокоорганизованную группу живых существ. Биолюминесценция установлена у адело-хордовых (три вида), оболочников (пять видов) и у рыб. Среди рыб — рекордное число светящихся видов — 52.
Распределение люминесцирующих организмов в животном царстве дает обильную пищу для размышления. Ведь систематика фауны построена по строго научным принципам, она отшлифована трудами многих поколений выдающихся ученых. Объединение живых организмов в отряды, классы и типы не произвольно, оно обосновано их внутренним родством и такими факторами, как общее происхождение от вымерших в процессе эволюции форм.
Всего светящихся видов 245. Это очень мало по сравнению с общим числом видов животного царства. Способность к излучению видимого света проявляет в среднем лишь один из 10 тыс. видов. Если мы теперь подсчитаем количество отрядов, содержащих светящихся животных, то получим число 38. Это около одной десятой от общего количества отрядов фауны.
Что же касается типов, то все они, кроме губок и примитивных червей, включают в себя светящиеся виды. Этот факт лишает почвы попытки связать биолюминесценцию со структурными особенностями организма.
Не имея полных данных о распределении светящихся видов в царстве животных, можно предположить, что люминесцируют лишь сравнительно примитивные организмы, но после ознакомления с такими данными становится ясно, что это предположение абсолютно беспочвенно. Хотя четыре высших класса — земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие — не светятся (отсюда и возникает иногда впечатление, что биолюминесценция свойственна лишь простым организмам), но такие сложные по своей организации животные, как рыбы, насчитывают 52 светящихся вида — больше чем в других классах. Если в первых шести типах (располагая их в порядке сложности организации) имеется 71 люминесцирующий вид, то в последних шести типах таких видов— 178. Однако неправильно считать, что светятся только высшие животные — наличие среди одноклеточных целых двадцати видов, способных к люминесценции, опровергает такое предположение.
Распределение светящихся существ в животном царстве выглядит совершенно хаотическим, случайным. Отсутствие корреляции между свечением животного и его местом в классификационной системе — чрезвычайно важный факт. Биолюминесценция составляет для современного зоолога такую же загадку, как и для наших далеких предков. Безуспешность поисков корреляции разжигает любопытство наиболее упорных исследователей. Проблема биолюминесценции приобретает особый интерес— она как бы обещает открыть настойчивому ученому не поверхностную, а глубокую внутреннюю закономерность. Действительно, все предположения о происхождении и смысле биолюминесценции быстро разрушаются после подробного ознакомления с таблицей распределения светящихся животных в природе.
Мы видели, что свечение не связано с пользой для животных, вернее, связано лишь изредка. Это значит, что оно не могло явиться результатом приспособления в ходе эволюции. Теперь мы убедились также, что свечение не зависит от существеннейших признаков организма, определяющих место животного в классификационной таблице. Можно предположить, что в принципе все существа могут светиться — ведь люминесцирующие виды встречаются среди различных групп животных. Это было бы, пожалуй, возможно в том случае, если когда-то все животные светились, а потом этот признак стал исчезать: у некоторых видов он сохранился, так как был полезным (например, у глубоководных животных), а у других просто не успел исчезнуть, остался как рудимент.
Любая теория, касающаяся происхождения и развития жизни, может быть признана серьезной, если она пытается объяснить явления не только животного, но и растительного царства. Мы не касались распределения светящихся видов в таблице систематики флоры за недостатком места, но ученый должен внимательно проанализировать и этот вопрос.
Распределение светящихся видов у растений не такое, как у фауны. Из четырех типов растительного царства лишь один — низший — содержит люминесцирующие виды. Это — несколько видов растительных бактерий и грибков. Почему высшие растения не светятся подобно высшим животным? Как говорил Огюст Пиккар, здесь что ни вопрос, то загадка.
Мысль о том, что биолюминесценция — остаточный признак, несомненно, заслуживает внимания. Однако она, по существу, лишь переносит проблему в другую область, не решая ее. Снимается один вопрос и ставится другой: почему раньше животные светились и почему это свойство затем оказалось лишним?
В конце книги мы подробнее познакомимся с попытками связать странное явление живого свечения с далеким прошлым нашей планеты. Вооружимся терпением и вместо обширной эволюционной панорамы начнем изучать крохотный мир живой клетки. Посмотрим, в чем состоит механизм биолюминесценции.