ВПЛАВЬ, ПЕШКОМ И ПО ВОЗДУХУ
Жизнь на Земле зародилась много миллионов лет назад. Скорее всего первые живые существа появились в океане. Это были бесформенные, студенистые комочки протоплазмы. Они, конечно, не умели передвигаться и носились в океане по воле волн и течения. Волны выкидывали их на берег, течение несло к трещинам в земной коре, откуда била раскаленная лава. Но живое вещество оказалось изменчивым, и в конце концов появились организмы, которые перестали быть игрушкой стихии и прочно прикрепились ко дну. Для того времени это было большим достижением — неподвижность избавила их от случайной гибели. Но со временем «неподвижность» уже не могла устроить животных: чтобы добывать пищу, спасаться от врагов, надо было двигаться. И постепенно появились животные с самыми разнообразными «движителями».
Рассмотрим под микроскопом каплю воды, взятую из какого-нибудь пруда. Мы почти наверняка увидим бесформенные полупрозрачные тельца, похожие на комочки не то слизи, не то грязи. Это простейшие одноклеточные животные — амебы. Приглядевшись внимательно, мы заметим, что они движутся. Вначале у амебы по ходу движения появляется выступ. Постепенно он растет, растягивается, и наконец в образовавшуюся выпуклость перетекает все тело амебы. Кажется, что они как бы шагают, подтягивая тело к переднему концу. Двигаются амебы медленно; чтобы проделать путь в несколько десятков сантиметров, им требуется чуть ли не целый час.
Трудно сказать, какой способ передвижения самый древний, самый примитивный — амебовидный или с помощью жгутиков.
Простейшие животные — жгутиконосцы — имеют нитевидные выросты-жгутики. Во время движения каждый жгутик свободным концом описывает круговое движение и как бы ввинчивается в воду. При этом, двигаясь вперед, животное вращается вокруг своей длинной оси, как снаряд, выпущенный из нарезного орудия.
У других простейших животных — инфузорий — тело в большинстве случаев окружено множеством ресничек. У инфузории-туфельки таких ресничек бывает до 14 000, и каждая из них работает как весло. Но, несмотря на такое огромное количество весел, скорость туфельки невелика: она едва проплывает пять метров за час.
Многоклеточные беспозвоночные, обитающие в морях и океанах, реках и озерах, освоили самые разнообразные способы передвижения.
Морские черви, пиявки плавают, волнообразно изгибая тело. Такой способ плавания требует очень сильной мускулатуры. И на самом деле, пиявки могут подтянуть груз, в 1500 раз превышающий их собственный вес!
Многие водные беспозвоночные плавают с помощью рычагов-весел.
Так плавают водяные жуки, водяные клопы, многие ракообразные. Чаще всего как весла используются ноги. Особенно интересно устроена пятая пара ног у плавающего краба. Суставы последних члеников этих ног расширены в виде лопасти весла. При заносе вперед членики сгибаются и не испытывают значительного сопротивления воды. А во время обратного движения нога выпрямляется и загребает воду как самое настоящее весло. У речного рака и омара веслом служит задняя часть «шейки». Подгребая под себя воду сильными хвостовыми лопастями, они плывут задом наперед.
Все, конечно, видели водных насекомых — водомерок, скользящих по поверхности воды, словно по льду. У них тело и лапки густо покрыты несмачивающимися волосками, и хотя удельный вес водомерок больше единицы, сила поверхностного натяжения водной пленки легко удерживает их на поверхности. Если пинцетом погрузить насекомое в воду, то оно все покрывается серебристым слоем воздуха, а если разжать пинцет, то водомерка как пробка всплывает на поверхность. Для гребли она пользуется самыми длинными, средними, ногами, и за один толчок «весел» проскальзывает чуть ли не на четверть метра вперед.
Некоторые сифонофоры плавают «под парусами». Это группа кишечнополостных животных, сросшихся вместе и живущих как один организм. Высовывающийся над поверхностью воды пластинчатый гребень служит им парусом, а свисающие вниз щупальца длиной до 18 метров — килем. Скорость хода сифонофор «под парусами» не так уж мала: при ветре 6 баллов они проплывают около 5 километров в час. Во время шторма сифонофоры выпускают воздух из особых камер и опускаются в глубину.
Наиболее прогрессивный способ движения водных беспозвоночных — гидрореактивный.
Считают, что простейшим реактивным двигателем обладают одноклеточные животные — грегарины. Они без видимых движений медленно скользят по воде. Долго недоумевали, как они движутся. Оказалось, что, выделяя из мельчайших отверстий на теле капли студенистого вещества, они отталкиваются от воды и таким образом продвигаются вперед.
Медузы тоже используют реактивный способ движения. У них к нижнему краю зонтика прикреплена мускулистая перепонка. Попеременным расширением и сокращением ее медуза набирает под купол воду, а затем выталкивает ее наружу. При выталкивании воды она получает толчок и движется выпуклой стороной вперед. Толчки следуют один за другим через 5—6 секунд, и поэтому медуза плавает медленно.
Подобие гидрореактивных двигателей имеют моллюски-гребешки, они плавают, или, вернее, прыгают в воде, хлопая створками раковины и выпрыскивая из-под них воду.
Более совершенный двигатель у личинок стрекоз. В минуту опасности они выбрасывают струю воды и быстрым скачком избегают преследования.
Признанные чемпионы по скоростному плаванию среди беспозвоночных животных — головоногие моллюски — кальмары. Они развивают скорость до 50 километров в час. Разогнавшись в воде, они могут взлетать над поверхностью моря на высоту 4—5 метров и пролетать по воздуху более 60 метров.
При движении кальмары пользуются самым совершенным гидрореактивным двигателем. Вода набирается в мантийную полость через отверстие, расположенное около хвоста. Мантия плотно запирается хрящевыми «запонками». Между ними на брюхе помещается воронка, сообщающаяся с мантийной полостью. Прижимая мантию к туловищу, кальмар с силой выталкивает набранную внутрь воду через переднее отверстие воронки и отталкивается от воды. Затем вновь происходит заполнение полости водой, новое сжатие мантии и новый толчок. Такие толчки, при быстром движении, повторяются до пяти раз в секунду! Плывет кальмар хвостом вперед и управляя большими ромбовидными плавниками, расположенными в задней части тела.
Чемпион по скоростному плаванию — меч-рыба. В момент броска она развивает скорость свыше 100 километров в час. Хорошие пловцы тунец и акулы — голубая, сельдевая, — они могут проплыть более 30—40 километров в час. Быстро плавают пеламида, скумбрия, кефаль, немного медленнее — сельдь, треска.
Все знают нашу пресноводную хищную щуку. Затаившись где-нибудь в камышах или за топляком, она стоит неподвижно, еле пошевеливая плавниками. Но вот щука заметила рыбку. Быстрый бросок — и жертва уже бьется в зубах хищницы. Настигнуть одним молниеносным броском добычу щуке позволяет вытянутое стреловидное тело. А мгновенно развернуться помогают сильные, сдвинутые к хвосту плавники.
Вытянутая веретенообразная форма тела характерна для речных рыб, держащихся на течении: форели, усача, жереха. Это позволяет им легко преодолевать пороги, перекаты и плавать долго, не утомляясь. К длительному плаванию приспособлены лосось, белорыбица, нельма — они высоко поднимаются по быстрым рекам для икрометания.
А вот пресноводным рыбам, обитающим в тиховодье, скорость и выносливость ни к чему. У карпа, карася, леща тело сжато с боков. Такая форма облегчает им движение среди водных растении, помогает поворачиваться в вертикальной плоскости и даже спасает от хищников, неохотно схватывающих рыб с широким телом.
У рыб, живущих вблизи дна, тело сплющено сверху вниз. Это позволяет им опираться на дно большей поверхностью. Таковы камбалы и скаты — плоские рыбы, обитающие во многих морях и океанах. Они часто лежат на дне и даже зарываются в грунт. Так их труднее заметить и врагу и добыче. Плавают камбалы и скаты, изгибая тело и плавники в вертикальной плоскости.
Плоское брюхо у бычков, налима, сома. Передвигаются они сравнительно медленно. Совсем плохие пловцы луна-рыба, иглобрюх, кузовок — они не могут изгибать туловище при движении, поэтому плавают только с помощью плавников.
В Индийском океане живет небольшая рыбка эолискус. Брюшке у нее заострено, рыло вытянуто в трубочку. Внешне она напоминает маленькую щучку. Плавает эолискус торчком, двигаясь брюшком вперед. Стайка этих рыбок выглядит очень забавно — совсем как солдаты на параде.
Существуют рыбы, которые ловко используют попутные течения и даже ветер. Длительные путешествия по течению совершают листовидные личинки угря.
Иглобрюх, попадая в попутное течение, раздувается, и оно несет его «к месту назначения».
Лягушки, где-то в процессе эволюции потерявшие хвост и рыбообразную форму тела, приспособленную для скоростного плавания, нашли удачный выход. Всем известная зеленая озерная лягушка неплохо передвигается и в воде, и на суше. У нее длинные сильные задние ноги, и, отталкиваясь ими, она в минуту опасности совершает чуть ли не метровые прыжки. Плавает и ныряет озерная лягушка также при помощи задних конечностей. Между пальцами у нее имеется тонкая кожистая перепонка; в воде она растопыривает задние лапки и энергично отталкивается ими. Только что выведшиеся из икринки лягушата-головастики лап не имеют и плавают по-рыбьи, волнообразно изгибая тело.
Лягушки травяная и чесночница тоже хорошо прыгают, но плавают много хуже, чем озерные. А вот жабы прыгать не умеют и передвигаются мелкими семенящими шажками.
На юго-западе СССР и на Дальнем Востоке живет лягушка-древесница, или квакша. Ночью она купается, охотится на лугах за насекомыми, а день проводит на дереве. Квакша может лазить по вертикальным стволам и сидеть на качающихся тоненьких веточках. Для этого у нее на кончиках пальцев расположены диски, действующие подобно резиновым присоскам, с помощью которых прикрепляют мыльницы на эмалированную или стеклянную поверхность. Но ведь присоски на лапках квакши должны удерживать ее не на зеркальной поверхности, а на шероховатой коре дерева. Поэтому, чтобы не было подсоса воздуха и сцепление было надежным, диски снабжены желёзками, выделяющими клейкую жидкость.
У яванской древесной лягушки пальцы на лапах очень длинные, и потому площадь перепонки значительно больше, чем у других лягушек. Растопырив пальцы, она может планировать, перелетая с ветки на ветку.
Ближайший родственник лягушки — тритон. Летом он живет в воде, а зимует на суше. Пока тритоны находятся в пруду, у них вокруг пальцев задних лап есть кожистая оторочка и на спине широкий плавниковый гребень. Они помогают тритону плавать. Когда поздней осенью тритоны покидают пруд и выходят на сушу, они теряют оторочку на пальцах и плавниковый гребень.