Если на месте не сидится
Не будет преувеличением сказать, что в основе жизни лежит движение. Все существа, начиная с самых первых, неустанно пытались его обрести. Оттого и существует в природе бесчисленное множество двигательных приспособлений. И все, выдержавшие проверку временем, можно счесть удачными.
Стремление найти своё место в жизни свойственно любому существу. Но чтобы найти его — нужно искать. Первые живые организмы — микробы — были в этом смысле неудачниками, пассивно перемещавшимися вместе с окружающей средой. Находясь в полной власти у случая, они были крайне зависимы от сложившихся вокруг условий. Поэтому природа неустанно стремилась создать существо, способное активно перемещаться в пространстве. Первыми добились успеха одноклеточные простейшие (Protozoa). Двигались они подобно современной амёбе — с помощью меняющих форму выростов, за которыми и вся клетка «перетекала» на новую позицию.
Однако «неудачникам» всё же есть чем гордиться: бактерии стали первыми в истории изобретателями роторного электрического мотора. Только детали в нём, по понятным причинам, не из железа, а из белковых молекул. Устроен двигатель просто и вместе с тем оригинально. Возникающая на мембране клетки разность потенциалов (то есть электрическое напряжение) заставляет ритмично двигаться определённые молекулы, которые, как педали велосипеда, крутят полую трубочку, называемую жгутиком. Вращающийся вокруг своей оси со скоростью до 50 оборотов в секунду жгутик продвигает клетку вперёд. Состоит он только из белка флагеллина, похожего по свойствам на мышечный белок актин (кроме способности сокращаться). Никто, за исключением микробов, не использует такой способ перемещения — «моторчик», видимо, слабоват, чтобы тянуть более крупную клетку. Все остальные органы движения работают не на электричестве, а на химическом топливе.
Но вернёмся к простейшим. Со временем у них появились более эффективные «органы» движения — жгутики и реснички. Несмотря на кажущуюся простоту, это довольно сложные устройства из микротрубочек, сократительных белков и других компонентов. Жгутик способен самостоятельно изгибаться, а принцип его работы можно описать как движение змеи, тянущей за собой лодку. Реснички много короче, они организуют движение за счёт своего слаженного биения. Модели, отработанные на простейших, природа неоднократно использовала в многоклеточных организмах. Вспомнить хотя бы вооружённый жгутиком сперматозоид или ресничную выстилку носовых проходов.
Реснички оказались весьма перспективным изобретением, дающим большой простор для творчества. Они нашли применение в коловращательном аппарате одноимённых водных обитателей — коловраток (Rotifera). Два ряда ресничек, расположенных по краю головы крохотного существа, при мерцании создают круговой ток воды, который увлекает всё тело и заставляет его быстро вращаться вокруг своей оси. Таким своеобразным способом коловратка плывёт вперёд.
За счёт «ресничной тяги» ползают мелкие, даже микроскопические, черви. У тех, что покрупнее, реснички иногда превращаются в присоски. Но большинство червеобразных всё же полагаются исключительно на мощь своих мускулов. Свойственный им кожно-мускульный мешок служит сам себе и опорой, и движителем. При ползании животное изгибается всем телом, как дождевой червь (Lumbricina), либо передняя часть «шагает», подтягивая за собой заднюю, как это делают пиявки (Hirudinea) и гусеницы (Lepidoptera). В ход иногда идут различного рода «абордажные крюки», облегчающие подтягивание в грунте. При этом первоначальный толчок червь получает, перекачивая полостную жидкость в передний отдел тела резким мышечным усилием. Подобный гидравлический бурав работает быстрее любых копательных конечностей.
Вообще, появление у многоклеточных организмов мышечной ткани — главного генератора движения — можно смело назвать «мышечной революцией». Замечательная способность мускулов сокращаться, уменьшая свою длину, и расслабляться, возвращаясь в исходное состояние, обязана присутствию в них сократительного белка миозина. Удлинённые мышечные клетки, именуемые мышечными волокнами, содержат взаимодействующие между собой пучки нитевидных молекул миозина и «бусы» из молекул другого белка — актина. На миозиновых пучках есть особые узелки, которые в ходе сокращения мышцы цепляют «бусину» актина и, чуть продвинув её, «хватаются» за следующую. Актиновые нити подтягиваются, и длина мышечной клетки уменьшается. Впервые актин и миозин появились ещё у одноклеточных, которые благодаря этому и научились ползать «по-амёбьи».
По сложившимся стереотипам черви — неприятные и примитивные создания, у которых не то что ног, но и головы-то не найти. Но это, как водится, лишь часть правды. Многощетинковые кольчецы (Polychaeta), венчающие собой эволюцию червей, обзавелись параподиями, что в переводе с греческого означает «почти ноги». Выглядят они как многочисленные лопасти по бокам тела, и у некоторых кольчецов их следовало бы назвать совсем уже «ногами», поскольку эти придатки сравнялись по длине с диаметром тела. С помощью таких «плавников» или «вёсел» червь способен перегнать рыбу, если та, конечно, не сильно торопится. Да и «бегают» многощетинковые тоже неплохо.