Чернила юрского периода

На фото — ископаемый чернильный мешок древнего головоногого моллюска, найденный палеонтологом А. В. Ступаченко в юрских глинах у деревни Михаленино в Костромской области. Образец довольно крупный — его длина 3,5 см. По сути, это не сам чернильный мешок, а концентрированный пигмент меланин, сохранивший форму чернильного мешка, в котором он находился. Слепок получился очень точный: в его задней (широкой) части видны отпечатки мышц, окружавших мешок и при необходимости сжимавших его, а передняя (узкая) часть сохранила форму протока, выводившего чернила наружу. При этом сами ткани моллюска не сохранились.

Эти микросферы — молекулы меланина внутри чернильного мешка, изображенного на главном фото. Снимки сделаны на сканирующем электронном микроскопе Tescan/Vega в Палеонтологическом институте РАН. Фото © Александр Мироненко

Чернильный мешок есть только у представителей подкласса двужаберных (Coleoidea), к которому относятся все ныне живущие головоногие моллюски кроме наутилусов. Он является важным средством защиты для этих моллюсков, лишенных наружной раковины. Чернильный мешок представляет собой вырост кишечника, заполненный растворенным в воде или в слизи меланином. В момент опасности мышцы, окружающие чернильный мешок, сжимаются, и его содержимое выбрасывается наружу. У головоногих есть две защитные стратегии использования чернил. Если чернила в чернильном мешке разбавлены водой, то моллюск, выпуская их, ставит своего рода «дымовую завесу», под защитой которой спасается бегством. Но если чернила находятся в густой слизи, то, выброшенные в воду, они формируют компактный темный объект, а отскочивший в сторону моллюск резко бледнеет (двужаберные способны мгновенно изменять окраску тела). Хищник, не успевший разглядеть подмену, бросается на облако чернил, а моллюск не спеша уплывает.

А совсем недавно выяснилось, что некоторые кальмары способны использовать чернила как «дымовую завесу» не для того, чтобы уплыть от хищника, а наоборот — чтобы под ее защитой подобраться к добыче.

Кальмар Sepioteuthis lessoniana выбрасывает чернила. Фото © Colin Marshall с сайта newscientist.com

В состав чернил головоногих моллюсков входит не только меланин, но и различные органические соединения, у которых некоторые исследователи предполагают способность к негативному воздействию на обоняние рыб. Однако для людей эти чернила безвредны и используются как черный или коричневый пищевой краситель — например, ими подкрашивают спагетти. А хорошо известный фотографам и художникам термин «сепия» возник от латинского названия каракатицы (Sepia), так как именно из ее чернил делали краску соответствующего цвета.

Меланин, входящий в состав чернил головоногих моллюсков, хорошо сохраняется в ископаемом состоянии. Раньше палеонтологи полагали, что чернильными мешками обладали не только двужаберные, но и аммониты, вымершие в конце мезозоя. Хотя аммониты, как и наутилусы, имели внешнюю раковину, они были ближайшими родственниками двужаберных, и это придавало вес предположению о наличие у них чернильного мешка. Однако с распространением электронной микроскопии стало ясно, что чернильных мешков у аммонитов никогда не было — то, что ранее принималось за остатки чернил, оказалось минеральными образованиями, возникшими уже после смерти моллюсков. Сейчас палеонтологи считают, что чернильный мешок наружнораковинным головоногим (аммоноидеям и наутилоидеям) не только не был нужен (их защищала раковина), но и в принципе не мог у них сформироваться. Почему? Тут нужен небольшой экскурс в биологию головоногих.

На раковинах современных наутилусов хорошо видно, что участок поверхности предпоследнего оборота покрыт черным шершавым веществом. Его так и называют — «черный слой», а основу этого слоя как раз и составляет меланин. Даже у наутилусов-альбиносов, у которых нет ни цветных полос на раковине, ни пигментации кожи, черный слой сохраняется. Такой же черный слой был и у аммонитов. Этот слой имел и имеет важнейшее значение в жизни головоногих моллюсков со спирально-свернутой наружной раковиной, для которых важно сцепление мягкого тела с предыдущим оборотом раковины — это необходимо для маневрирования и быстрого плавания. Моллюск не может просто торчать из жилой камеры как червяк из норы — ведь в таком случае импульс, возникающий при выбросе воды из воронки, будет вдавливать его внутрь раковины, а ему нужно, чтобы раковина двигалась вместе с телом как единое целое.

Раковины современного и вымерших головоногих моллюсков с черным слоем: слева — современный наутилус Allonautilus scrobiculatus, справа — аммониты Ceratites. Фото © Ирина Смурова, рисунок из статьи C. Klug et al., 2004. The black layer in cephalopods from the German Muschelkalk (Triassic)

Однако сама поверхность раковины скользкая — чтобы ее не обрастали различные прикрепляющиеся организмы. Мантия моллюска соскальзывала бы с нее, но откладывающийся на поверхности предпоследнего оборота раковины меланин (в комплексе с различными органическими соединениями, а иногда и с карбонатом кальция) формирует шершавый черный слой, к которому прицепляются мягкие ткани моллюска. В случае опасности ткани сжимаются, отцепляются от черного слоя, и моллюск скрывается в раковине. А когда опасность проходит, он вылезает наружу, используя черный слой как опору.

У древнейших двужаберных, живших еще в каменноугольном периоде палеозойской эры, мягкие ткани охватили раковину со всех сторон, и она стала внутренней. Нужда в специальном слое, обеспечивающем сцепление мантии с раковиной, у этих моллюсков исчезла, но выделение меланина в их организме продолжалось. И тогда он стал просто периодически выводиться через кишечник, а это положило начало эволюции чернильных мешков.

Фото © Ирина Смурова.

Александр Мироненко