Игорь Акимушкин - Патенты подводного царства
Слепая рыба плавает не хуже зрячей. На «углы» она никогда не натыкается. Слепая рыба и за добычей охотится, пожалуй, не хуже зрячей. Как-то в аквариум, где жила лишенная зрения щука, пустили рыбешек. Щука насторожилась. Сосочки боковой линии сообщили, что добыча недалеко. Когда рыбки приблизились, щука выскочила из засады и схватила одну из них. Не видя цели, она не промахнулась: боковая линия — очень точный корректировщик.
Органы, улавливающие колебания воды, ученые нашли также у головастиков и тритонов.
Реактивные двигатели и…
Кроме средств ориентации, которыми располагают обитатели подводного царства, есть у них и другие удивительные механизмы приспособления, над которыми стоит задуматься бионикам. Вот хотя бы реактивный «двигатель» головоногих моллюсков (зоологи называют так осьминогов, кальмаров и каракатиц): обратите внимание, как просто и экономно решила природа сложную задачу.
Снизу, у «шеи» кальмара (рассмотрим в качестве примера этого моллюска), заметна узкая щель — мантийное отверстие. Из нее, словно пушка из амбразуры, торчит наружу мускулистая трубка. Это воронка, или сифон, — сопло реактивного двигателя.
И щель, и воронка ведут в обширную полость в «животе» кальмара: то мантийная полость — «камера сгорания» живой ракеты. Всасывая в нее воду через широкую мантийную щель, моллюск с силой выталкивает ее затем через воронку. Чтобы вода не вытекала обратно через щель, кальмар плотно ее замыкает при помощи особых «застежек-кнопок» до тех пор, пока «камера сгорания» не наполнится забортной водой. По краю мантийного отверстия расположены хрящевые грибовидные бугорки. На противоположной стороне щели им соответствуют углубления. Бугорки входят в углубления и прочно запирают все выходы из камеры, кроме одного — через воронку.
Когда моллюск сокращает брюшную мускулатуру, сильная струя воды бьет из сифона. Отдача толкает кальмара в противоположную сторону.
Воронка направлена к концам щупалец, поэтому головоногий моллюск плывет хвостом вперед.
Реактивные толчки и всасывание воды в мантийную полость с неуловимой быстротой следуют одно за другим, и кальмар ракетой проносится в синеве океана.
Если бы толчки были отделены друг от друга значительными промежутками времени, то животное не получило бы особых преимуществ от такого передвижения. Чтобы ускорить темп реактивных «взрывов» и довести его до бешеной скорости, необходима, очевидно, повышенная проводимость нервов, которые возбуждают сокращение мышц, обслуживающих реактивный двигатель.
Проводимость же нерва, при прочих равных условиях, тем выше, чем больше его диаметр. И действительно, у кальмаров мы находим самые крупные в животном царстве нервные волокна.
Диаметр их достигает целого миллиметра — в пятьдесят раз больше, чем у большинства млекопитающих, и проводят возбуждение они со скоростью двадцать пять метров в секунду.
У трехметрового кальмара дозидикуса (он обитает у берегов Чили) толщина нервов фантастически велика — восемнадцать миллиметров. Нервы толстые, как веревки!
Сигналы мозга — возбудители сокращений мчатся по нервной «автостраде» кальмара со скоростью легкового автомобиля — девяносто километров в час!
Когда в начале нашего века были открыты эти сверхгигантские нервы, ими тотчас заинтересовались физиологи. Наконец-то нашли они подопытное животное, у которого в живые нервы можно было вставлять игольчатые электроды. В результате исследование сложной работы нервов сразу же продвинулось вперед.
…солевые сепараторы
Старые легенды рассказывают, что крокодил льет горькие слезы, оплакивая несчастную жертву, им же самим проглоченную. Давно стало нарицательным выражение «крокодиловы слезы». Говорят так о лицемерном человеке, притворно скорбящем о товарище, которому он причинил зло. Что же касается крокодила, то принято считать, будто никаких слез он вовсе и не льет. Это, дескать, миф, поэтический вымысел.
Недавно шведские ученые Рагнар Фанге и Кнут Шмидт-Нильсон решили все-таки проверить, плачут ли крокодилы.
И оказалось, что крокодилы и в самом деле проливают обильные слезы. Но не из жалости, конечно, не от избытка чувств, а излишка… солей.
Почки пресмыкающихся животных — несовершенный инструмент. Поэтому для удаления из организма избытка солей у рептилий развились особые железы, которые помогают почкам. Железы, выделяющие растворы солей, расположены у самых глаз крокодила. Когда они работают в полную силу, кажется, будто свирепый хищник плачет горькими слезами.
Бразильские индейцы рассказывают, что и морские черепахи, выходя на сушу, горько плачут, сожалея о покинутой родине…
Фанге и Шмидт-Нильсон исследовали и черепах. Нашли у них точно такие же, как у крокодилов, слезные железы, выделяющие избыток солей. Солевые железы есть у морских змей и морских ящериц — игуан.
Человек не может без вреда для организма долго пить морскую воду. А морские рептилии ее пьют. Пьют морскую воду и чайки, альбатросы, буревестники. Прежде многие ученые оспаривали наблюдения моряков: морские птицы, говорили они, не глотают соленую воду, а лишь набирают ее в клюв и потом выплевывают. Полощут, так сказать, рот.
Решили проверить это на опыте. Выяснилось, что птицы действительно пьют морскую воду. Анатомы нашли у них около глаз солевыводящие железы — своего рода «слезные почки». Лишнюю соль из организма они удаляют даже быстрей, чем настоящие почки.
Понятно, обладая столь продуктивным «перегонным аппаратом», чайки, бакланы, альбатросы, буревестники и пеликаны могут без вреда пить морскую воду. Слезный «сепаратор» очистит ее от солей, ткани организма получат пресную воду.
Солевые железы у всех животных, обладающих ими, устроены почти одинаково. Это клубок мельчайших трубочек, оплетенных кровеносными сосудами. Трубочки забирают соль из крови и перегоняют ее в центральный канал железы. Оттуда солевой раствор по каплям вытекает наружу: у крокодилов и черепах через отверстия около глаза, у птиц обычно через ноздри. У пеликана на клюве есть даже продольные бороздки. По ним, как по каналам, стекают к кончику клюва соленые «слезы».
Еще более интересное приспособление обнаружено у буревестника. Зоологов удивляло устройство его ноздрей: они снабжены трубочками, которые, наподобие спаренных ружейных стволов, лежат на спинке клюва. «Жерла» направлены вперед.
Разные были объяснения странной формы этих ноздрей. Но оказалось, что ноздри-трубки похожи на двуствольный пистолет не только по форме, но и по существу: они «стреляют» солеными капельками, которые выделяет слезная железа. Часами паря над волнами, буревестник редко опускается на воду. В полете встречный поток воздуха сильно затрудняет выделение из ноздрей насыщенной солью жидкости. Поэтому природа позаботилась о «водяном пистолете» для буревестника: из трубчатых ноздрей с силой, преодолевающей сопротивление ветра, выбрызгиваются «слезы».
Разгадка тайны крокодиловых слез — одно из открытий физиологической науки последних лет.
Почему вертячки вертятся?
Есть ли пруд или заводь речная, в которых летом не вертелись бы вертячки? Наверное, нет. Я такого пруда и такой заводи еще не встречал.
Маленькие черненькие жучки целыми днями в веселом танце скользят по поверхности воды, словно по льду и словно стальные брызги рассыпаются во все стороны, когда вы, желая рассмотреть их, слишком низко нагнетесь над прудом — черная тень пугает жуков.
Но тревога миновала, и жучки опять кружатся. Они не тонут потому, что снизу их поддерживают силы поверхностного натяжения.
Вертячки охотятся. Высматривают добычу и над водой и под водой. Им не приходится оставлять один наблюдательный пункт ради другого: глаза их разделены на надводные и подводные доли. Выходит, у жуков как бы четыре глаза: два высматривают все интересное в пруду, а два ведут наблюдение за воздухом.
Но это не единственное, чем могут привлечь вертячки любознательный ум. Как выразился один ученый, более близкое знакомство с их образом жизни заставило конструкторов рассматривать с единой точки зрения и этих жуков и работу самых сложных радиолокаторных установок.
Когда вертячек принесли в лабораторию и поставили банку в темную комнату, они кружились и в темноте. Так же ловко, как и в солнечный день в пруду, маневрировали, поворачивая в нужную минуту, чтобы избежать столкновения друг с другом и со стенками аквариума. Лишили жучков зрения — ничего в их поведении не изменилось.
Немецкий биолог Фридрих Эггерс решил внимательнее исследовать эти загадочные способности вертячек. Он заметил, что усики вертячек (зоологи называют их антеннами) устроены иначе, чем у других жуков. Когда жук вертится, его антенны всегда лежат на границе между водой и воздухом, не ниже и не выше. Они своими густыми щетинками словно снимают с воды «сливки».
