МАЛЫЙ МЕХМАТ МГУ

Драконы

Предания о драконах или очень похожих на них существах встречаются чуть ли не во всех культурах. Может быть, это реальные существа, некогда взаимодействовавшие с людьми, а затем исчезнувшие? В этом случае описания драконов превращаются в предмет рассмотрения не только гуманитариев, но и биологов.

Cоставим обобщенное описание драконов, как они известны по европейским источникам, и подумаем, могли ли они существовать. Драконы - это летающие, огнедышащие, часто многоголовые рептилии огромных размеров, покрытые крепчайшей чешуей. Враждуют с людьми, мудры и коварны, владеют магией, похищают девушек, неравнодушны к сокровищам.

Рисунок 1,а

Рисунок 1,б

Попробуем представить себе устройство тела дракона на основе реальных крупных рептилий - варанов или крокодилов. Если приделать даже самые могучие крылья к крокодилу, то он не полетит, а если и полетит, то как на рисунке 1,а. Значит, надо перераспределить массу тела и снабдить его жесткой продольной осью (рис. 1,б).

Но этого мало: если приделаете винт и крылья к грузовику, он все равно не полетит, наземные конструкции слишком тяжелы. Для создания летающей конструкции (не важно, машины или животного) надо экономить массу буквально на всем, а мощность мотора (мышц) - увеличить. Мощная мышца требует много горючего (питательных веществ) и кислорода. Значит, надо менять как органы дыхания и пищеварения, так и систему доставки - сердце и сосуды.

Теперь бывший крокодил вроде бы может подняться в воздух - но лучше ему это не делать. Ведь ошибка управления на земле имеет одну цену, а на высоте в сто метров - совсем другую... Значит, надо совершенствовать нервную систему и органы чувств. Теперь - на взлет!

Сейчас всем известно, что возникновение новых признаков живых существ вызвано мутациями - случайными изменениями наследственной информации. Вот мы и представим себе, что у древнего крокодила или ящерицы - предка драконов - сто миллионов лет назад из-за мутации лапа превратилась в крыло. Через пару веков у одного из потомков мутанта произошла новая мутация, и все позвонки в туловище срослись (возникла жесткая продольная ось тела). Еще через век у потомка жесткоспинного крылатого зверя новая мутация привела к повышению интенсивности:

Нет, что-то не получается... Как же они жили с крыльями, на которых нельзя летать? И ходить нельзя: ведь крыло - это изменившаяся передняя лапа! К тому же одной мутацией лапу в крыло не превратишь: и кисть менять надо, и плечевой сустав, и ключицу с лопаткой. А поменял что-нибудь одно, так и получил - еще не крыло, а ходить уже неудобно.

Рисунок 2,а

Рисунок 2,б

Кстати, крылья у дракона, с точки зрения зоолога, совершенно неправильные. Не передние конечности и даже не задние, а какие-то средние. И это - отдельная проблема. Не бывает у позвоночного зверя три пары конечностей! Вообразите мутанта со средней парой конечностей (тем более что такие уродства хотя и очень редко, но встречаются). Попытаемся на ее основе построить крыло - ничего не выйдет! Каждую конечность надо надежно прикрепить к телу, а то она под нагрузкой оторвется. Для этого служат кости поясов конечностей: на передних - ключицы, лопатки и коракоиды (у млекопитающих коракоид слился с лопаткой), на задних - кости таза. Пояса конечностей образуют кольца, сквозь которые проходит полость тела с внутренними органами. Попробуем поставить третий пояс - он запрет ребра и станет невозможно дышать (рисунки 2,а и 2,б).

Рисунок 3

И самое неприятное - этот пояс должен быть очень жестким и прочным, иначе мышцы, опускающие крыло, раздавят грудную клетку вместе с легкими и сердцем (рис. 3)!

Что же выходит? Мы рассмотрели только одну характеристику драконов. Характеристику не самую необыкновенную - способность к полету. И сразу - море проблем. Составим список важнейших.

• Создание эффективного крыла и полетной мускулатуры.
• Защита легких и сердца во время работы полетной мускулатуры.
• Создание жесткой продольной оси тела и компоновка массивных органов.
• Вентиляция легких в полете.
• Совершенствование кровообращения.
• Всемерная экономия массы тела.
• Совершенствование нервной системы и органов чувств.

Как видите, объединить все черты дракона в одном существе довольно сложно. Теперь выделим черты, которые должны насторожить биолога. Это шестилапость, огнедыхание, многоголовость. Так: В двух случаях из трех речь идет об увеличении нормального количества частей тела. Что-то есть на эту тему.: Ах да, конечно - эмбриональные сращения при полиэмбрионии. Проще говоря, сиамские близнецы! Подобные случаи хорошо известны не только у людей, но и у других позвоночных. Кстати, сращение не обязательно симметричное. При этом у одного из близняшек нормально развивается только часть тела, а те части, которые по той или иной причине не могут развиться, редуцируются. Здесь нам и шестиногость, и многоголовость!

Гипотеза

Рисунок 4

Рисунок 5

Предположим, что европейские драконы происходят от сиамских близнецов, но не от двойни, а от тройни. Тогда исходна для драконов именно трехголовая форма, а все прочие произошли от трехголовой в ходе последующей эволюции. Тела тройняшек объединяются таким образом, что центральный эмбрион развивается полностью, а у двух боковых партнеров могут развиваться только передние половины (рис. 4). Кроме этого, они немного сдвинуты назад по отношению к центральному телу.

У боковых тел возникает масса проблем: прирастая к центральному, они оказываются как бы косо срезаны до середины туловища. Совершенно нормально формируются только головы и шеи. Задние половины туловища, задние лапы и хвосты не могут развиться совсем. В передних половинах туловища возникает асимметрия: органы, расположенные со стороны центрального тела, нормально развиваться не могут. Посмотрим, что и как в них может сложиться. С осевыми органами примерно до пупка проблем нет: пищевод, желудок и начало кишечника строятся нормально. Правда, чуть дальше три кишечника должны объединиться. Сердца имеют срединную закладку, значит, у боковых тел они развиваются, а крупнейшие кровеносные сосуды - аорты и нижние полые вены - в районе пупка сливаются. Легкое может нормально развиться только одно, второму будет мешать центральное тело. Такая же история с почками конечностей. У боковых тел развивается только по одной лапе. Если такой сценарий пройдет до конца, на выходе мы получим рисунок 5. Узнаете? Три головы, шесть лап. Каждая средняя лапа связана со своим поясом конечности.

Рисунок 6,а

Рисунок 6,б

Рисунок 6,в

Поперечные сечения через разные участки туловища должны выглядеть примерно так, как показано на рисунке 6. Рисунок 6,а - сечение по плечам центрального тела; 6,б - по плечам (основанию крыльев) боковых тел; 6,в - через все три сросшиеся грудные клетки за крыльями. Видно, что внутренние ребра боковых тел срастаются с ребрами центрального тела, образуя жесткую коробку.

Если средняя пара конечностей превращается в кожистые крылья, как у летучих мышей, то общий скелет должен выглядеть примерно как рисунок 7.

Рисунок 7

На естественные вопросы - почему лапы превращаются в крылья и вообще как подобный урод-тройняшка не вымирает - в этом кратком введении ответить совершенно невозможно. Это станет ясно из всего курса. Поверьте - все будет учтено!

А теперь вернемся к предложенной конструкции дракона. Интересно, что такие тела преадаптированы (заранее подготовлены) к решению многих важных задач, возникающих у летунов. Основная масса тела сконцентрирована в районе отхождения крыльев. Не требует специального решения задача защиты грудной клетки и обеспечения дыхания в полете. В передней трети туловища ребра центрального тела срастаются с внутренними ребрами боковых тел. Здесь образуется жесткая неподвижная коробка, надежно защищающая грудную полость от сжатия (рис. 6). Внешние ребра боковых тел и задние ребра центрального тела остаются вполне подвижными. Их движения одинаково успешно будут вызывать вентиляцию легких как в полете, так и на земле. Плюс к этому, ничто не мешает предположить возникновения двойного прямоточного дыхания с использованием воздушных мешков - как у птиц в полете (этот тип газообмена - самый эффективный из всех известных). Ведь воздушные мешки встречаются в дыхательных системах многих современных рептилий. У дракона четыре легких, так что относительная площадь газообмена даже больше, чем у птиц. Воздушные мешки, врастая в крупнейшие кости, эффективно снижают вес тела.

Рисунок 8

Продольная ось уже укреплена за счет срастания трех позвоночников. В этом месте еще у ранних протодраконов должно было сформироваться интереснейшее неподвижное образование - тройник (рис. 8).

С нервной системой вообще чудеса: одна голова хорошо, а три - лучше! Три разнесенные в пространстве головы потенциально способны дать такой стереоэффект восприятия, что позавидуют даже приматы (то есть мы), имеющие объемное зрение. И, наконец, в кровеносной системе параллельно работают три сердца, создавая мощный поток крови.

Естественно, у такого монстра можно ожидать появления многих очень своеобразных проблем. Остановимся на одной, связанной с пищеварением. Три кишечника сливаются в центральном теле в единственный путь. Это создает проблемы с проходимостью для боковых тел. Застаивание пищи, развитие атипичной микрофлоры, как следствие - газы. 'Пробиться на улицу' через три свободных глотки многократно проще, чем через один забитый кишечник. Следствие - драконов должна мучить хроническая отрыжка. А пережевывать пищу большинство рептилий не умеют - конструкция глотки не позволяет. Им приходится глотать камушки (гастролиты), которые, двигаясь в желудке, размельчают пищу, как жернова.

Среди камушков в предгорьях и горах встречаются обломки золотистого минерала - пирита, про который в геологических справочниках написано: 'очень распространен'. 'Пирос' по-гречески означает 'огонь', так как при ударе по кристаллу получаем целый сноп искр. Важно уточнить, что у всех родичей варанов (вараноидов) есть дополнительный сустав нижней челюсти, позволяющий широко открытую пасть распахнуть еще шире. При этом передняя часть нижней челюсти сдвигается вперед и поворачивается относительно верхней. А если кусок пирита случайно застрял между зубами нижней челюсти? Дракон, рыгая, распахивает пасть, и кристалл с силой бороздит по зубам верхней челюсти: Представьте, что будет: газы, образующиеся в кишечнике, горючи!

Экзотическая возможность огнедыхания, прежде чем стать совершенной, должна пройти жесткий естественный отбор. Первое очевидное направление - защита собственной глотки от рожденного в ней факела. Вопросы эволюции подробно разобраны в курсе драконистики. Сейчас наша цель - не подробное рассмотрение происхождения системы признаков, а построение непротиворечивой картины строения дракона.

Рисунок 9

Мы придумали постоянно действующий источник горючей смеси и зажигалку. Обезопасить глотку от достаточно эфемерного газового факела (это не напалм!) можно разными путями. Самая элегантная группа решений - при одновременном с отрыжкой выдохе. Струя выдыхаемого воздуха, закручиваясь по спирали или образуя кольцевые вихри (как кольца дыма у курильщика), создает воздушный барьер, защищающий глотку и фокусирующий пламя (рис. 9).

Но этого мало. Пирит - он же железный колчедан - это сернистое железо. Попадая в пищеварительную систему, он вызывает выделение сероводорода - весьма ядовитого газа. Помните, судя по легендам, дыхание дракона ядовито? Дальше - больше. Железо входит в состав гемоглобина, который, собственно, и переносит кислород в крови, попутно придавая ей красный цвет. Это может значить облегчение переноса кислорода (помните, как это важно для полета?) кровью, имеющей очень темно-вишневый цвет. Какого там цвета кровь драконов, судя по легендам?

Излишки железа, попавшие в организм, способны убить не хуже свинца или мышьяка. Тело избавляется от опасных металлов, откладывая их в межклеточном веществе кости или в покровах - их внешний слойпостоянно стирается и покидает организм. Накапливать тяжелое железо в костях летун не может. Другое дело - покровы, тем более что у рептилий все равно происходят регулярные линьки. Богатые железом щитки и чешуи с разложившихся кусков отлинявшей кожи надолго задерживаются в пещере хозяина. Ползая по своему дому, дракон со временем отлично их полирует о каменный пол. Помните, что находили в кладах драконов кроме золота? Правильно - магические клинки.

Кстати, откуда золото в пещере? Это результат трагического недоразумения! Пирит, как видите, необходим драконам по многим статьям, а встречается хоть и часто, но все же не на каждом шагу. Вполне естественно, что со временем драконы начинают запасать у себя дома этот необходимый для них ресурс. Так делают очень многие животные. Но у пирита есть и еще одно название - 'золото дураков', 'золотая обманка'. Дело в том, что этот блестящий, золотого цвета тяжелый камень с первого взгляда трудно отличить от золота. Собирая колчедан, драконы иногда ошибались, и потом дома с раздражением выбрасывали бесполезные слитки. Так как жили драконы очень долго, то со временем в пещерах накапливались внушительные блестящие помойки.

А теперь вообразите, что местный пастух или странствующий воин укрылся от непогоды в горах в пещере, пока ее хозяина нет дома. Что он видит? Кучи золота и невообразимые клинки, разбросанные по полу пещеры. Если посетитель явился, когда хозяин дома, начнется нешуточная драка. А потом поползут слухи, что дракон непомерно жаден - насмерть дрался за свои сокровища (за что там еще драться в этой вонючей пещере?). Да если бы дракон знал, что все неприятности из-за его мусорного ведра, то может дело кончилось бы совсем иначе:

Итак, сделав одно предположение (о сиамских тройняшках), мы без противоречий получили конструкцию существа, обладающего важнейшим набором интересующих нас признаков: трехголовостью, крыльями и способностью к полету (сохранив четыре конечности для ходьбы!), огнедыхание, горные и предгорные места обитания (сравните со Змеем Горынычем!), появление кладов по месту жительства.

Без объяснений пока остались мудрость, речь, размеры, магия и пристрастие к девушкам. Об этом и о многом другом пойдет речь на лекциях по драконистике, которые будут прочитаны на Малом Мехмате в 2007-2008 учебном году. Вводная лекция - 13 октября 2007 года с 16 часов 40 минут до 18 часов 40 минут в аудитории 16-10 главного здания МГУ, все следующие - по субботам в аудитории 14-08 с 15 часов до 16 часов 35 минут. Примерно такие лекции уже читались в гимназии ?1543 на Юго-Западе и в школе 'Муми-Тролль', где я тоже работаю. Мы выясним, при чем здесь девушки, что такое магия и мудрость драконов, а самое главное - как и почему шла эволюция этих удивительных существ. Правда, по-настоящему интересны такие игры становятся, только если всерьез разбираться с зоологией, экологией, генетикой и теорией эволюции. А заодно - с историей, социологией, психологией. Да и физика с химией не помешают.