Что знает рыба

Тем не менее в начале XX века ученые все еще полагали, что рыбы глухи. Вероятно, это предубеждение возникло в связи с тем фактом, что они лишены наружных органов слуха. С нашим антропоцентрическим взглядом на мир такой недостаток мог означать лишь одно: нет и самого слуха. Теперь мы изучили этот вопрос лучше: рыбы не нуждаются в наружных ушах благодаря несжимаемости воды, из-за чего вода является превосходным проводником звуков. Лишь заглянув внутрь рыбы, мы найдем структуры, предназначенные как для воспроизведения, так и для анализа звуков.

Карл фон Фриш (1886–1982)[134], австрийский биолог, известный благодаря открытию языка танца медоносных пчел, также увлеченно изучал поведение и восприятие у рыб. За несколько десятилетий до того, как стать одним из лауреатов Нобелевской премии в 1973 году за вклад в появление этологии (науки о поведении животных), фон Фриш был первым, кто продемонстрировал наличие слуха у рыб. В середине 1930-х годов он придумал в своей лаборатории простое, но остроумное исследование со слепым сомиком по имени Ксаверл. Ученый опускал кусочек мяса на конце палочки в воду рядом с глиняным укрытием, в котором Ксаверл проводил большую часть времени. Обладая превосходным обонянием, сомик вскоре появлялся из своего укрытия, чтобы схватить пищу. После нескольких дней этих рутинных занятий фон Фриш начал свистеть прямо перед тем, как дать пищу. Через шесть дней он уже мог выманить Ксаверла из его логова, просто свистнув – и таким образом доказывая, что рыба могла его слышать. Этот эксперимент и другие, последовавшие за ним, были критически важными для нашего прогресса в оценке рыбьего умвельта[135].

Ксаверл принадлежал к успешной в эволюционном отношении группе под названием Otophysi, которая насчитывает около 8000 видов (в нее входят, среди прочих, карпы, гольяны, тетры, электрические угри и ножетелки). В процессе эволюции они приобрели специализированный слуховой аппарат – он известен как Веберов аппарат и назван по имени его исследователя, немецкого врача XIX века Эрнста Генриха Вебера. Эти косточки – ряд мелких костей, происходящих из первых четырех позвонков рыбы за черепом. Они отделились от исходных костей[136], образовав цепочку, связывающую наполненный газом плавательный пузырь с заполненными жидкостью полостями, окружающими внутреннее ухо[137]. Аппарат повышает уровень слуха[138], работая как проводник и усилитель звуковых волн на манер косточек среднего уха млекопитающих[139].

По некоторым показателям слух рыб превосходит наш собственный. Большинство рыб воспринимает звуки в диапазоне от 50 до 3000 Гц, что лежит в пределах нашего собственного слухового диапазона от 20 до 20 000 Гц. Но в настоящее время тщательные исследования в неволе и природной обстановке документально зафиксировали чувствительность к ультразвукам в верхнем диапазоне слуха летучей мыши: до 180 000 Гц у американского шэда и мексиканского менхэдена[140]. Это значительно выше верхнего предела для человека[141]. Предполагается, что это может быть адаптацией к подслушиванию ультразвуков, испускаемых дельфинами, охотящимися на этих рыб.

На другом конце шкалы слуховых способностей находятся такие рыбы, как треска, окуни и камбалы, чувствительные к инфразвукам частотой около 1 Гц. Никто не знает наверняка, для чего эти рыбы приобрели в процессе эволюции способность воспринимать сверхнизкие звуки, но обширные водные биотопы, в которых они живут, дают нам одну подсказку. Вода в океанах и больших озерах не движется беспорядочно. Особенностями климата всей планеты порождаются течения, местные погодные условия вызывают волнение, а сила притяжения нашей Луны управляет постоянным круговоротом океанских приливов. Движущаяся вода бьется об утесы, берега, острова, рифы, береговые шельфы и другие подводные преграды. Действуя совместно, все эти силы порождают фоновый инфразвук. Биологи из Университета Осло в Норвегии полагают, что рыбы используют эту акустическую информацию, чтобы ориентироваться во время миграций. Считайте это рыбьим эквивалентом использования птицами астрономических ориентиров[142]. Пелагические рыбы (населяющие открытый океан) могут также обнаруживать изменения в характере волн на поверхности, вызванные наличием отдаленных участков суши и различными глубинами вод. Чувствительность к инфразвуку[143] была также отмечена у некоторых головоногих моллюсков (осьминоги, кальмары и прочие) и ракообразных[144]: это дополнительные свидетельства пользы данного умения.

Чувствительность органов слуха рыб делает их уязвимыми к создаваемому человеком подводному шуму. Например, тонкие сенсорно-эпителиальные волосковые клетки[145], выстилающие внутренний орган слуха, получают серьезные повреждения из-за очень интенсивных низкочастотных звуков, производимых пневматическими пушками[146], которые применяются при разведке нефтяных месторождений в море. Интенсивный шум, создаваемый сейсмической разведкой с использованием пневматических пушек близ побережья Норвегии, снизил численность и уловы трески и пикши в соседних районах.

Некоторые рыбы также могут воспринимать быстрые звуковые колебания, распознавая как отдельные импульсы то, что мы слышим только как непрерывный свист. Также они искусно определяют направление, откуда поступает звук[147], отличая звуки впереди себя от звуков за собой, а звуки прямо над собой – от звуков под собой; это задачи для восприятия, с которыми наш мозг способен справиться хуже.

99 % энергии звуков в воздухе отражается от поверхности воды, поэтому рыбы, даже если собирутся в стаю у самого берега, вряд ли услышат, скажем, группу людей, разговаривающих на пляже. Однако звуки из воздуха, переданные через твердый предмет вроде весла, стукающегося о борт лодки, легко определяются рыбами. Вот почему сидящие в лодке рыбаки учатся соблюдать тишину, а опытные рыбаки на берегу отходят на несколько метров от воды, прежде чем перейти на новое место: они знают, что рыба, за которой они пришли, может ощущать колебания, передаваемые через землю[148].

Проявив определенную изобретательность, мы тоже можем услышать их. Рыбаки на Атлантическом побережье Ганы пользуются специальным веслом[149]. Приложив ухо к погруженному в воду веслу, опытный рыболов может услышать хрюканье и писк находящихся поблизости рыб, а вращая плоскость весла – определить их местонахождение. Острый слух рыб может также пойти на пользу рыболову, поскольку многие рыбы могут и не понять, что червяк, которого они слышат где-то впереди, к сожалению для них, извивается на крючке[150]. Если миграции и избегание хищника – утилитарное назначение слуха у рыб, то воспроизведение звуков в большинстве случаев несет социальную функцию. Вот пример, который нам демонстрируют пираньи. Когда биологи Эрик Парментье из Льежского университета в Бельгии и Санди Миллот из Университета Алгарве в Португалии поместили гидрофоны в аквариум, где содержались пираньи, они записали самые разнообразные звуки, три из которых встречались достаточно часто, чтобы им можно было приписать возможные функции. Один из них – повторяющееся хрюканье или лай – похоже, является сигналом вызова[151] другим особям. Другой, низкий глухой стук, обычно издается самой крупной рыбой в группе в ходе демонстрации агрессивного поведения и при стычках. Эти два звука производятся за счет вибрации (до 200 Гц) звуковых мускулов, связанных с плавательным пузырем. Третий звук возникает, когда пиранья скрежещет зубами или быстро щелкает ими в ходе преследования другой рыбы[152]. Такие описания вполне подходят для злобных тварей, репутацию которых имеют пираньи как свирепые пожиратели своей добычи заживо. В действительности пираньи – не только хищники, но и падальщики, не представляющие собой столь уж большую опасность для людей.

134

Tania Munz. The Bee Battles: Karl von Frisch, Adrian We

135

Первое описание эксперимента фон Фриша, которое я прочитал, создавало впечатление, что сомик уже был слепым по естественным причинам, но позже я узнал, что ученый ослепил Ксаверла, удалив его глаза хирургическим путем ради эксперимента. Фон Фриш мог ощущать какую-то вину за это, потому что он дал рыбе имя и упоминал в автобиографии свои усилия, чтобы «сделать аквариум комфортным для маленького слепого друга». – Прим. автора.

136

Norman and Greenwood. History of Fishes.

137

Простейший Веберов аппарат (например, у сельдей) – это соприкасающиеся отростки плавательного пузыря и внутреннего уха. Более сложный (в частности, у сомовых и карповых) состоит из четырех маленьких костей, представляющих собой видоизмененные верхние дуги позвонков и преобразованное третье ребро. Он также соединяет плавательный пузырь и внутреннее ухо.

138

Обычно рыбы, имеющие Веберов аппарат, воспринимают звук с частотой до 13 кГц, а рыбы без него – только до 2,5 кГц. Цифры, приведенные ниже автором, не вполне точны.

139

Ibid.

140

Alosa sapidissima и Brevoortia patronus – представители сельдевых рыб. – Прим. перев.

141

David A. Ma