Но как древние рыбы решали задачу дыхания вне воды? Илистый прыгун для этой цели набирает полный рот воды и, мотая головой, перекатывает ее во рту, чтобы извлечь кислород внутренней поверхностью ротовой полости. Кроме того, он поглощает его непосредственно влажной кожей. Но все эти приспособления позволяют ему находиться вне воды только короткое время. Каждые несколько минут он должен возвращаться обратно, чтобы увлажнить кожу и набрать новую порцию воды в рот. Не дает ответа и ныне живущий целакант, так как он теперь обитает только на больших глубинах. Но все-таки ответ можно найти среди современных живых существ.
На топких заливных низинах по берегам многих африканских рек в сухое время года жидкая грязь высыхает под солнцем и становится твердой как камень. И однако же есть такая двоякодышащая рыба под названием протоптер, которая выживает и в этих условиях. Протоптер целые месяцы может дышать воздухом. Когда вода отступает, он зарывается в ил на самое дно. Здесь он сворачивается в шар, голову прикрывает хвостом и выделяет слизь, которой выстилает свою норку. Когда на солнце из грязи выпаривается последняя влага, слой слизи превращается в сухую капсулу наподобие кокона. У бишира и других примитивных пресноводных рыб есть особый мешок, соединенный с кишечником; с его помощью они дышат кислородом воздуха. У протоптера таких мешков два, и, оставшись без воды, он полностью полагается на них. Зарываясь, он прокладывает в иле канал трехсантиметровой ширины. Теперь по этому каналу поступает воздух и через микроскопические отверстия в стенке кокона попадает в рот. Раздувая горловые мышцы, рыбка прогоняет воздух через горло в воздушные мешки, стенки которых покрыты густой сетью кровеносных сосудов, и здесь происходит поглощение газообразного кислорода. Мешки эти представляют собой примитивные легкие, с их помощью протоптер может существовать без воды месяцы и даже годы.
Когда же наконец опять приходят дожди и вода разливается, протоптер за несколько часов оживает, выбирается из кокона, вылезает наверх из размякшей грязи и пускается в плавание. В воде он дышит жабрами подобно всем рыбам, но при этом, как и бишир, пользуется еще и легкими, время от времени всплывая на поверхность и заглатывая ртом воздух — способность, особенно ценная, когда разогретая вода загнивает и теряет почти весь кислород.
Двоякодышащих рыб в Африке насчитывается четыре разных вида, еще один есть в Австралии и один в Южной Америке. А вот 350 млн. лет назад их было гораздо больше, и их окаменелые остатки встречаются в тех же отложениях, где и отпечатки целаканта. И те и другие обладали свойствами, которые были необходимы древним рыбам — пионерам освоения суши. Но ни те, ни другие не были прямыми предками настоящих обитателей суши. У них череп устроен совсем иначе, чем даже у самых ранних ископаемых земноводных, так что произойти от этих рыб земноводные никак не могли.
Однако в отложениях этого же давнего и решающего периода встречаются остатки еще одной рыбы. Она относится к той же большой группе, что и целакант, и протоптер. У нее, как у целаканта, были похожие на конечности плавники с мускульным основанием и, по-видимому, имелись соединенные с кишечником воздушные дыхательные мешки, как у протоптера. Однако в устройстве ее черепа есть одна особенность, которой нет у целакантов и двоякодышащих: особый проход, соединяющий ноздри с нёбом. Такая черта свойственна всем без исключения наземным позвоночным, и, стало быть, можно считать, что эта рыба очень близка к их непосредственным предкам.
Она получила название эустеноптерон. Ее окаменелые остатки ученые изучали методом последовательных тонких срезов: это позволило им узнать очень многое об ее строении, вплоть до структуры кровеносных сосудов. Когда таким тщательным образом рассекли окаменелые плавники, то оказалось, что мясистые их основания содержат внутри одну толстую кость, примыкающую к туловищу, затем идут две кости, примыкающие к ней, и, наконец, группа мелких косточек и фаланг. По такому же принципу устроены конечности всех наземных позвоночных.
Но для чего было потомкам эустеноптерона трудиться и вылезать на сушу? Возможно, они, как и современные двоякодышащие, жили в пересыхающих в жаркое время года водоемах и, когда вся вода испарялась, пользовались легкими и конечностями, чтобы найти другую лужу. Или же их, подобно илистым прыгунам, суша манила как новый источник пищи, ведь в этот период на Земле уже в изобилии водились черви, слизни и предки насекомых. Может быть, их привлекала незаселенность суши; не было еще ни рептилий, ни птиц, ни млекопитающих, и им некого было бояться. А может быть, имели значение все три этих фактора. Но что бы ни манило эти существа на сушу, чтобы ни гнало их вон из родной стихии, несомненно одно: поначалу с трудом переваливаясь по земле, они за тысячелетия обучились достаточно ловко передвигаться и дышать вне воды.
Болота, по которым они разбрелись, густо поросли гигантскими древовидными папоротниками и плаунами. Из этой растительности со временем образовался каменный уголь, и теперь именно в угольных шахтах находят кости первых позвоночных обитателей суши — земноводных.
Некоторые из них были, должно быть, настоящие страшилища. Ростом в два-три метра, челюсти густо усажены рядами острых конических зубов. На протяжении 100 млн. лет они безраздельно господствовали на Земле. Но потом их затмили пресмыкающиеся, и число земноводных сильно сократилось: в позднейших геологических периодах их окаменелые остатки встречаются все реже, и в геологической истории этих существ сегодня имеются большие пробелы. Современные формы во многих отношениях существенно отличаются от ископаемых, и связь между ними требует дальнейших исследований.
Из ныне живущих земноводных самое яркое представление об облике своих доисторических предков дают саламандры и тритоны. Они объединяются под общим названием «хвостатые». Самое крупное из хвостатых земноводных водится в реках Японии. Это существо довольно отталкивающего вида — с плоской, как лопата, головой, крохотными пуговками-глазками и сморщенной бородавчатой кожей, свисающей вокруг туловища складками. Оно достигает полутора метров в длину, то есть только четверти размера своих предков, но среди современных земноводных это — редкость, исполин. В большинстве своем они теперь животные мелкие. Гораздо более типичным представителем хвостатых земноводных является сегодня тритон, он имеет в длину всего каких-нибудь 10 см.
У тритона ноги, хотя и более совершенные, чем плавники целаканта или прыгуна, все же еще довольно беспомощные — короткие и тонкие. Чтобы сделать шаг вперед задней ногой, тритон вынужден изогнуть все туловище. Большую часть жизни он проводит на суше — прячется под камнями или укрывается среди влажных мхов, разыскивая червей, слизней и насекомых, которые составляют его пищу. Но отходить далеко от воды он не может. Прежде всего потому, что у него кожа легко пропускает влагу и в сухом воздухе он быстро погибнет от обезвоживания. Но еще хуже то, что тритон, как и другие земноводные, не приспособлен пить ртом. Всю необходимую его организму воду он получает только через кожу. И для дыхания ему тоже нужно, чтобы кожа его была влажной. Легкие у тритона устроены сравнительно примитивно и не могут полностью удовлетворять его потребность в кислороде, поэтому он, как и илистый прыгун, дополнительно усваивает кислород мокрой кожей. Вот почему тритон, а с ним и большинство других амфибий должны держаться во влажных местах. Этому есть еще одна причина: икра. У земноводных, как и у рыб, икринки не заключены в водонепроницаемую оболочку, так что для размножения им нужна вода.
Переходя на брачный период в воду, тритон становится во всем похож на рыбу. Он плавает, вытянув прижатые лапки вдоль тела, чтобы не мешали, только виляет туловищем и бьет хвостом. У некоторых видов самец обзаводится гребешком на спине наподобие спинного плавника и приобретает яркую окраску, как рыбы в период ухаживания. Чтобы привлечь к себе внимание, он бьет по воде хвостом, изгибает гребешок, посылая к самке или к соперникам мощные волны. Те воспринимают их особыми чувствительными органами, расположенными в ряд по всей голове и туловищу, — это устройство унаследовано от рыб и является аналогом их боковой линии.
