Страница 5 из 54
Что касается беспозвоночных, обитающих на суше, то их массу можно фактически не принимать во внимание. Самые большие сухопутные крабы и улитки редко обгоняют в весе даже самых маленьких млекопитающих. Это справедливо и для самого процветающего, важного класса беспозвоночных — для насекомых. Наиболее крупное насекомое, жук-голиаф, достигает в длину 10–12 сантиметров. Мне не удалось найти сведений о его весе, но можно предположить, что он равняется примерно 30 граммам (1,44).
Насекомые-гиганты весят больше самых крошечных млекопитающих, но основную массу насекомых составляют виды, представители которых весят один другого меньше. Наименьшие из них поразительны; есть маленькие жучки, огнетелки, которые во взрослом состоянии имеют всего 1/5 миллиметра в длину. Такие существа не могут весить более 0,0000001 грамма (–7,00).
Но и это еще не все. Из всех многоклеточных беспозвоночных самые маленькие создания — коловратки. Самые крупные экземпляры имеют в длину около 0,2 миллиметра, а длина самых мелких взрослых экземпляров составляет всего 1/12 миллиметра; их вес — 0,000000006 грамма (–8,22). Иными словами, коловратки во столько раз меньше землероек, во сколько раз землеройки меньше китов. И если бы мы спустились еще ниже, то в конце концов пришли бы к выводу, что не только человек, но и землеройка — это гиганты среди живых существ.
Но меньше коловраток бывают только одноклеточные существа (впрочем, крупные одноклеточные больше самых маленьких коловраток и даже некоторых насекомых). Поэтому я здесь и остановлюсь, добавив только сводную таблицу величин.
2. Яйцо-гигант и крошка вирус
То и дело мы слышим, что человеческий мозг по своему устройству гораздо компактнее любой электронной вычислительной машины.
Безусловно, человеческий мозг — это чудо компактности по сравнению с думающими машинами, сделанными руками человека. Но дело здесь не в том, что есть какое-то коренное различие в принципах действия мозга и электронной вычислительной машины. Различие, по-моему, сводится скорее к размерам компонентов, из которых слагаются мозг и машина.
Считается, что в коре головного мозга человека 10 миллиардов нервных клеток (нейронов)[1]. Для сравнения скажем, что первая современная электронная вычислительная машина имела около 20 тысяч переключательных устройств. Не знаю, сколько их в новейших машинах, но уверен, что число их даже и не начало приближаться к цифре 10 миллиардов.
Следовательно, не столько мозг, сколько клетку мы должны считать чудом. Клетка и намного меньше любой из деталей машины, и гораздо гибче в работе. Мало того, что она действует как электронный переключатель или усилитель; клетка, какие бы функции она ни выполняла в мозге, — это целый химический завод. Еще одно обстоятельство. Клеткам вовсе нет нужды скапливаться в огромных количествах, для того чтобы стать организмом. Человек в среднем состоит из 50 · 1012 (50 триллионов), а самый большой кит — из 100 · 1015 (100 квадрильонов) клеток, но ведь эти громадины — исключение. В теле самой маленькой землеройки всего 7 миллиардов клеток, а в организме беспозвоночных и того меньше: самые крохотные из них состоят из какой-нибудь сотни клеток и все-таки отправляют все функции живого организма.
В действительности (уверен, что вы уже и сами догадались об этом) есть живые организмы, отвечающие всем требованиям, предъявляемым к живому, и в то же время состоящие из одной-единственной клетки.
Если уж заниматься проблемой компактности, то стоит более подробно поговорить о клетке. Зададим себе несколько вопросов: «Насколько компактным может быть живой организм? Какова минимальная величина жизнеспособного организма?»
А для начала попробуем ответить на простой, казалось бы, вопрос: как велика клетка?
Оказывается, на этот вопрос нет ответа. Существуют клетки и клетки, и все они очень разные по величине. Как правило, клетки можно увидеть только в микроскоп, однако некоторые из них настолько велики, что сами бросаются в глаза. Начнем с крайности: бывают клетки размером побольше вашей головы.
Яйцеклетки животных по праву можно назвать гигантами клеточного мира. Яйцеклетка человека, например, — это самая большая клетка его тела: размером она почти с булавочную головку.
Для того чтобы перейти к количественным сравнениям (нам нужно сравнить яйцеклетку человека с другими клетками, большими и маленькими), давайте выберем удобную единицу измерения. Миллиметр — слишком большая единица для наших целей (исключение составляют лишь некоторые яйцеклетки). Поэтому я буду пользоваться микроном, который равен 1/1000 миллиметра. Объемы мы будем выражать в кубических микронах (1 кубический микрон равен объему куба, длина каждого ребра которого — 1 микрон). Вы поймете, какая это крохотная единица, если я скажу вам, что в кубическом миллиметре — миллиард кубических микронов.
Однако вернемся к яйцеклеткам.
Человеческая яйцеклетка представляет собой маленький шарик диаметром примерно 140 микронов (следовательно, ее радиус 70 микронов). Возведя 70 в куб, а затем помножив результат на 4,18 (я избавлю вас здесь от дополнительных, не относящихся к делу подробностей и от арифметических манипуляций), узнаем, что этот шарик имеет объем немногим более 1 400 000 кубических микронов.
Отсюда видно, что человеческая яйцеклетка ни в коем случае не является крупной. Существа, которые кладут яйца, особенно птицы, производят яйцеклетки гораздо большего размера: ведь птичьи яйца, как бы они ни были велики, — это, в сущности, не что иное, как отдельные клетки.
Самое большое яйцо, когда-либо снесенное птицей, принадлежало ископаемому мадагаскарскому эпиорнису. Возможно, именно эпиорнис был «прообразом» птицы рок из «Тысячи и одной ночи». Согласно мифу, птица рок была так велика, что легко могла взлетать, держа в одной лапе слона, а в другой — носорога; яйцо же ее было размером с дом.
На самом деле эпиорнис был далеко не так велик. А кроме того, он не мог бы взлететь даже с самым маленьким животным по той простой причине, что совсем не летал. И яйца, которые откладывала эта птица, были значительно меньше дома. Тем не менее они имели 24 сантиметра в ширину и 33 сантиметра в длину, а объем 7,5 литра, что при всей своей «скучной» реальности должно потрясти даже любителей точных фактов.
Это самое большое яйцо, когда-либо снесенное птицей. Ни одно живое существо, включая гигантских рептилий мезозойской эры, никогда не откладывало и не откладывает яиц большего размера. Видимо, яйцо эпиорниса по своим размерам приближается к тому максимуму, который возможен для яиц со скорлупой из углекислого кальция, не имеющих каких-либо внутренних перегородок или распорок. Яйцо эпиорниса — самое большое яйцо и в то же время самая большая из известных нам клеток.
В наше время самые большие яйца откладывает страус. Это и есть самые большие клетки. Яйцо страуса имеет от 15 до 17,5 сантиметра в длину и от 10 до 15 сантиметров в ширину; если вас это интересует, могу сообщить, что требуется не менее 40 минут, чтобы сварить его вкрутую. Для сравнения скажем, что крупная курица несет яйца, имеющие примерно 4 сантиметра в ширину и 6,5 сантиметра в длину. Самые маленькие птичьи яйца — это яйца одного вида колибри; они имеют в длину чуть больше 1 сантиметра.
А теперь сравним эти величины:
Яйцеклетка / Объем (в кубич. микронах)
Эпиорниса … 7,5 · 1015
Страуса … 1,1 · 1015
Курицы … 5 · 1013
Колибри … 4 · 1011
Человека … 1,4 · 106
1
По последним данным, один только мозжечок (отдел головного мозга, корректирующий и настраивающий работу центральной нервной системы) содержит чуть ли не 100 миллиардов нервных клеток. — Прим. ред.