Когда речь заходит и предельных размерах членистоногих, – о причинах, по которым животные этого типа, как правило, невелики, – в комментариях непременно появляются глубоко осведомлённые люди, сообщающие, что дело – в трахеях. Эффективность трахейного дыхания мала и падает с размером, – ясно же всё. И тогда приходится напоминать, что трахеи – органы дыхания насекомых и многоножек. Прочие же переселившиеся на сушу членистоногие обзавелись лёгкими… И это нисколько не помогает. Осведомлённых людей меньше не становится.
К счастью попадаются и не осведомлённые. Задающие правильные вопросы. Например: если уж лёгкие членистоногим вполне доступны, что же насекомые ими не обзавелись?
...Следовательно, об атмосферном дыхании. С проблемой извлечения кислорода из воздуха животные столкнулись сразу, как только начали предпринимать вылазки из воды. То есть, ещё в кембрии. Обитая в приливно-отливной зоне не слишком умные и проворные твари постоянно рисковали оказаться в ситуации, когда дно становилось пляжем. Ползать они умели, но чтобы добраться до лужи, в которой отлив можно пересидеть, требовалось хотя бы не сдохнуть. И с этим в большинстве случаев особых проблем не было. Существа без жёстких покровов осуществляли газообмен через всю поверхность тела, как в воде, так и на суше. Достаточно было следить за тем, чтобы кутикула не высохла.
Покровы червей проницаемы для жидкостей и газов, так что, на суше им дышится легче. В воздухе не только относительно, но и абсолютно больше кислорода, чем в воде. По этой причине дождевой червь может утонуть в луже, – просто, в отличие от червей морских, избалован кислородным изобилием. Более чем достаточной адаптацией к атмосферному дыханию для червей служит слизь, замедляющая высыхание тела… А вот в море им часто приходится прибегать к активному дыханию, используя наружные жабры.
Для животных, имеющих твёрдые покровы, жабры в море – единственный вариант. И дыхание в норме (исключая виды микроскопические) должно быть активным. То есть, движениями требуется организовать ток воды мимо жабр, чтобы обеднённая кислородом среда постоянно сменялась «свежей»… И вот здесь нужно уже следить за мыслью. Как такое проще всего организовать членистоногим, получившим название в честь своих членистых ног? Корпус может быть сочленённым, но может быть и полностью жёстким, однако, ноги в любом случае движутся в воде…
Обычно жабры у членистоногих к ногам и приделаны. Как минимум, изначально план был таков, – чтобы простенько и со вкусом. В каких-то случаях это могли быть все ноги, в каких-то отдельные «жаберные», в каких-то же часть ног получала смешанное назначение… У хелицеровых, вышедших на сушу первыми, имелись специализированные жаберные ноги. Именно из них и развились лёгкие паукообразных.
Сначала на суше жаброножки просто поджимались к корпусу, чтобы избежать повреждений и высыхания. Потом, по мере адаптации, над ними стала развиваться «вдавленность» корпуса, чтобы образовать воздушный мешок, в котором можно было поддерживать постоянную влажность. При этом ножки, с одной стороны, закрывали полость почти герметично, а с другой, отчасти сохраняли подвижность. Что позволяло организовать активное дыхание…
И вот здесь снова надо следить за мыслью. Членистоногие не могут дышать так, как позвоночные, превратившие в лёгкие плавательный пузырь. Сам-то по себе пузырь – просто вырост кишечника. Кто угодно такое себе может сочинить эволюционным путём. Но суть-то в том, что с плавательным пузырём изначально была связана мускулатура, позволяющая изменять его объём. А следовательно совершать вдох и выдох. У членистоногих же корпус жёсткий. Мускулатуры в нём нет, – вся она связана с органами движения – ногами и хвостом-тельсоном, если таковой наличествует. Приспособление для активного дыхания, таким образом, представителями данного типа может быть сделано только из ног.
И только из жаберных. Таковые должны уже были иметься в наличии. И если хелицеровые произошли сами по себе, то насекомые и многоножки потеряли время, происходя от ракообразных. Причём, ракообразные эти были ещё примитивными, – похожими именно на многоножек, только морских. Они использовали для дыхания и для движения одни и те же ноги.
Насекомые и многоножки не слишком родственны (произошли от разных ракообразных), но на сушу те и другие выползли в виде сочленённых червей с бахромой из ног. И теперь все ноги требовались для поддержания тела, – каждого сегмента отдельно. Дышать не то чтобы совсем было нельзя, но делать это приходилось через относительно тонкую кутикулу на сочленениях между сегментами. Предки насекомых не задохнулись только потому, что в атмосфере кислорода очень много.
Далее проблему улучшения вентиляции они решили созданием углублений в корпусе, постепенно развившуюся в систему трубок – трахей, – с проникающими в органы ответвлениями – трахеолами. От высыхания (и затопления) внутреннюю поверхность системы предохраняли дверки на дыхальцах. Внутри корпуса появились и мешки для создания запаса воздуха. Но вот мускулатуру для принудительной вентиляции системы – активного дыхания, – насекомым взять было не от куда… Да и пронизывающая весь объём тела система трахей сама по себе делала такое решение труднореализуемым.
Свои трахеи – псевдотрахеи, – впрочем, бывают и у сухопутных хелицеровых, и у сухопутных ракообразных. Кроме, естественно, современных десятиногих. Наиболее прогрессивная группа членистоногих, сделав ставку на защищённость, – толстый минерализованный панцирь, – убрала жабры внутрь корпуса. Тем же способом, что и хелицеровые, – только ещё в море. Раки прокачивают воду через жабры мускулатурой ног, а лучшие раки – крабы – уже и жесткими пластинами на нижней стороне панциря.
Лёгкие переселившиеся на сушу крабы и раки-отшельники – пальмовый вор, – делают себе из внутренних жабр, просто дополнив их устройством для работы с воздухом.
Аналогичным образом проблему решили современные лабиринтовые рыбы, пожелавшие плавательный пузырь сохранить. Через лёгкие – лабиринтовый орган – у них воздух гоняют те же мышцы, что и воду через жабры.
...Если же проще, – трахейное дыхание насекомых – поспешная импровизация, связанная с тем, что ещё в море они не обзавелись внутренними жабрами или хотя бы специализированными жаберными ножками. И – нет. Отыграть назад, сделать дыхание активным, придумав какой-то моторчик для несвязанных между собой трубок, пронизывающих всё тело, было уже нельзя, а сочинить лёгкие с нуля насекомым – не из чего.