Юрий Симаков - Животные анализируют мир
5) рыба-нож;
6) гимнарх;
7) гиатонемус;
8) звездочет;
9) ископаемая рыба, верхний силур
Познакомимся с одной из таких рыб, с африканским слоником (нильским длиннорылом) из семейства мормирид. Рыбаки очень удивлялись, что в их сети никогда не попадали длиннорылы. Думали, что он уходит из сетей. Однако все дело в «электрическом видений», которое позволяет ему следить за окружающей обстановкой, даже если он зарылся в ил и своим длинным рылом разыскивает червей. Электрический орган у нильского слоника небольшой по размерам, находится в стебле хвоста и состоит из пластинок, перпендикулярных оси тела. Такая структура позволяет генерировать электрические импульсы — диполи с разностью потенциала от семи до семнадцати вольт. Рыба не просто разряжается, а как бы «стреляет» отдельными двухфазными синусоидальными импульсами. Когда нильский слоник лежит спокойно в своем убежище в полной темноте, он посылает пять — семь импульсов в секунду и создает вокруг своего тела электрическое поле, мерцающее с такой же частотой, как идут его импульсы. Поле это асимметрично: более плотно у хвостового конца тела и более разрежено к голове. Но стоит только изменить соленость, температуру воды, дать свет или же внести в поле электропроводящий объект, как длиннорыл начинает испускать сорок — пятьдесят импульсов в секунду. Все чаще и чаще лоцируя исследуемый объект, он решает, как ему поступать — убегать или поглубже зарыться в ил. Электрические импульсы нильского слоника очень короткие и длятся всего от трехсот микросекунд до одной миллисекунды. Лоцирующий прибор нильского длиннорыла, видимо не только определяет размеры объекта, искажающего его поле, но и узнает его форму. Об искажении формы своего собственного электрополя нильский слоник узнает с помощью электрорецепторов, которыми усеяны его голова, спина и брюшко.
У других рыб с электролокаторами — таких, как нильская щука и гимнотус, электрорецепторы расположены в тех же местах, а у ската в основном на брюшной стороне. Самое интересное, что электрорецепторы были открыты задолго до того, как у людей возникло какое-либо представление об электрической деятельности рыб. В 1678 году их подробно исследовал и описал итальянец Лоренцини. На поверхности тела ската он увидел поры, а при детальном исследовании оказалось, что поры — это вход в длинный канал, который заканчивается расширением или ампулой. Эти образования так и назвали — «ампулы Лоренцини». Только совсем недавно удалось доказать, что они очень чувствительны к электрическим полям, для срабатывания ампул достаточно тока величиной всего 0,005 микроампера. Такие ампулы обнаружены в теле акулы, скатов и морского тропического сома. А нильский слоник и нильская щука вооружены бугорчатыми рецепторами. В таком рецепторе тоже есть расширение с электрочувствительными клетками, как и в ампуле Лоренцини. Наиболее чувствительный рецептор электрических полей у нильской щуки в десять раз чувствительнее, чем у скатов.
Своими электрорецепторами, используя импульсное электрическое поле, рыбы не только улавливают мелкие по размерам предметы, но и различают ничтожную разницу в их электропроводности. Каким же образом они достигают такой точности? Делать это им помогает все то же пульсирующее поле. Клетки — детекторы рецептора — воспринимают не само электрическое поле, а его изменения и деформацию из-за посторонних предметов. Чувствительный орган сам генерирует электрические импульсы тоже с высокой частотой, но он их так подбирает по фазе, что вспышки его импульсов возникают в промежутках между импульсами, создаваемыми электрогенератором. Стоит только постороннему предмету появиться в поле рыбы и сдвинуть время прихода электрического импульса к рецептору, как промежутки между пульсацией электрогенератора и рецептора сократятся, а мозжечок, анализирующий промежутки между нервными импульсами, сразу отметит эти изменения — ведь у электрических рыб он очень хорошо развит. Если бы электрическое поле у рыбы было постоянным, то о локации с его помощью не могло быть и речи, она была бы невозможна. Пульсирующее электрическое поле — главная особенность прибора рыб, необычного для нас «видения».
Некоторые ихтиологи отмечали, что, когда они на рыбозаводах переводили рыбу из одного бассейна в другой или же пытались перегородить путь большой рыбе, например осетрам, то рыба делала рывок, и они ощущали его на расстоянии. И им передавался не удар волны, создаваемой рывками и бросками, а от рыб исходил какой-то непонятный импульс. Много лет посвятивший исследованию электрического чувства у рыб ихтиолог В. Р. Протасов считает, что во время испуга рыбы воспроизводят низкочастотные колебания. Другим ученым удалось показать, что при испуге во время скачков, рывков и бросков рыбы испускают наиболее сильные электрические разряды. Это могут быть не только электрические рыбы. Сейчас установлено, что большинство из известных нам рыб может генерировать слабые электрические разряды с частотой от пятидесяти до восьмисот герц. Если с помощью приборов перевести эти колебания в звуковые, то можно было бы услышать, как рыбы «щелкают», убегая от хищника, и как «взвизгивает» щука, бросаясь на свою жертву. А в морской воде «щелчки» испугавшихся преследования рыб привлекают к себе акул.
Ученые проделали такой опыт. Поместили камбалу и ее заклятого врага ската — морскую лисицу — в разные аквариумы. Связь между аквариумами осуществлялась только проводами. В грунт того и другого аквариума были вделаны электроды, прикрепленные к проводам. Как только камбала приближалась на расстояние десяти — пятнадцати сантиметров от электродов в своем аквариуме, в другом аквариуме скат приходил в возбуждение, он чувствовал электрическое поле камбалы. Вероятно, акулы и скаты используют биоэлектрические потенциалы для отыскания пищи, и не исключено, что такой же способностью обладают осетровые и хищные рыбы пресных вод.
Электрические рыбы могут использовать сигналы своих разрядов и для общения особей одного вида. Так, угри могут общаться примерно на расстоянии семи метров и привлекать других особей определенной серией электрических разрядов. Каким-то образом «переговариваются» электрическими сигналами и нильские слоники. Двух рыб поместили в один аквариум с перегородкой из марли, чтобы рыбы не могли видеть друг друга. В дневное время рыбы неподвижно лежали на дне, но посредством электродов, опущенных в воду, и переведения электрических колебаний на регистрирующие приборы удалось установить, что мормирусы посылают друг другу какие-то сигналы. Если одну из рыб трогали палочкой, она увеличивала им-пульсацию своих разрядов, а «слушающий» ее длиннорыл не оставался безучастным — он тоже увеличивал пульсацию своего электрического поля. Эти опыты проводил профессор Кембриджского университета Г. Лиссманн. Причем его дневные опыты подтверждались ночью. Рыбы всплывали, плавали вместе вдоль перегородки и «скрипели» электрическими полями.
Нильская щука (гимнарх) — ночной хищник, достигающий в длину 1,6 метра, строит гнездо, куда откладывает крупные икринки диаметром до одного сантиметра. Гимнарх охраняет территорию, где находится гнездо, от других особей своего вида и по электрическим импульсам на достаточном расстоянии почти всегда узнает об их приближении. Перед нападением он производит особенно сильные разряды, чтобы предупредить пришельца, что территория занята. Так же ведут себя и нильские слоники. Если их помещают на одну территорию, они нападают друг на друга и пытаются откусить у противника хвостовой стебель, где сосредоточены электрические органы. В природе же «бой» идет только электрическими разрядами. Две мормириды становятся друг против друга и разряжают свои живые батареи, если силы их примерно равны. Если же одна рыба значительно сильнее другой, то она подавляет разряды противника, попросту говоря, не дает «сказать ему своего слова», и он, поняв это, отступает.
Очень своеобразно электрические дуэли проходят у южноамериканских рыб гимнотусов, обитающих в реках и достигающих в длину шестидесяти сантиметров. Каждая такая рыба охраняет территорию, на которой питается. Площадь охраняемого участка примерно 0,4 квадратного метра, но участки не смыкаются друг с другом, а находятся на расстоянии трех метров. Если сосед гимнотус приближается к участку ближе двух метров, обладатель участка начинает посылать электрические сигналы, подкрепляя их оборонительными позами. Если соперник не реагирует на предупредительный сигнал, гимнотус издает боевой клич — короткий разряд — менее чем за полторы секунды. Поняв силу сигнала, приближающийся гимнотус не принимает сражения. От него поступает сигнал: разряд длительностью более чем полторы секунды. Вся эта проверка сил проходит беззвучно, в слабых электрических полях.
