Что знает рыба

В звуках, которые издают сельди, нет ничего музыкального, но их инновационный метод мог бы гарантировать рыбе получение премии «Грэмми». Одна из статей описывает первый пример того, что вполне можно было бы назвать «кишечно-газовым общением»[160]. И тихоокеанские, и атлантические сельди «пускают ветры», выделяя пузырьки газов из области заднего прохода и создавая характерные вспышки импульсов или то, что команда исследователей игриво назвала «барабанными звуками динамического характера» (БЗДХ)[161]. Цикл БЗДХ может длиться до семи секунд. Попробуйте повторить! Газ, вероятно, образуется в кишечнике или в плавательном пузыре. Пока неясно, какова роль этих звуков в обществе сельдей, но, поскольку уровень издаваемых таким образом звуков в пересчете на одну особь выше в более плотных стаях сельди, подозревается наличие у БЗДХ социальной функции. В пользу того, что сельди хоть когда-нибудь извиняются за это, доводов пока что нет. Стоит сказать, что БЗДХ сельди – удачнейший повод перейти к их обонянию. Так что давайте оценим их обоняние и вкус.

Вы можете подумать, что дохлая рыба скорее заставит принюхиваться нас самих, однако живые рыбы обладают превосходным обонянием. Они используют химические ориентиры (мы как раз и называем их «запахами») для поиска пищи, обнаружения брачных партнеров, распознавания опасности и поиска родного дома[162]. Запахи оказываются особенно полезными в тех водных биотопах, где мутная вода не позволяет полагаться на зрение. Некоторые рыбы могут распознавать иных особей своего собственного вида исключительно по запаху. Например, колюшки пользуются обонянием, чтобы распознавать брачных партнеров своего вида в местах, где при иных обстоятельствах соседство с другим видом колюшек могло бы представлять риск ошибочных скрещиваний[163].

Степень сложности органов обоняния у рыб очень различна, но базовый тип их устройства одинаков для всех костных рыб (около 30 000 видов, которые не входят в группу, включающую акул и скатов). В отличие от соответствующих органов других позвоночных, ноздри рыб не совмещают функции органов обоняния и отверстий для дыхания; они используются исключительно для распознавания запахов[164]. Каждая ноздря снабжена слоем специализированных клеток, составляющих обонятельный эпителий, который уложен складками, чтобы сэкономить место, образуя обонятельную розетку. Некоторые рыбы расширяют и сокращают свои ноздри[165], и тысячи крошечных ресничек последовательно пульсируют, чтобы нагнетать воду в этот орган чувств и изгонять ее наружу[166]. Сигналы от эпителия посылаются в обонятельные луковицы в передней части мозга[167].

Обоняние чрезвычайно полезно для некоторых рыб, что доказывает их легендарная чувствительность. Нерка может почувствовать вытяжку из креветок[168], растворенную в воде в пропорции 1:100 000 000 (пять чайных ложек на плавательный бассейн олимпийских размеров). Другой лосось может обнаруживать запах тюленя или морского льва, присутствующий в воде в соотношении 1:80 000 000 000, что представляет собой две трети капли в таком же водоеме. Обоняние акулы примерно в 10 000 раз лучше нашего. Но чемпион по остроте нюха среди всех рыб, насколько мы знаем, – американский угорь, который может обнаружить эквивалент менее чем одной десятимиллионной части капли воды из родных мест в олимпийском бассейне. Как и лососи, угри совершают долгие миграции, возвращаясь в строго определенные места нереста, и, чтобы добраться туда, следуют за малейшими изменениями концентрации запаха.

Одно из самых полезных приспособлений у рыб – выработка «вещества тревоги» в присутствии опасности вроде хищной рыбы или рыбака с гарпуном. Здесь стоит снова воздать должное Карлу фон Фришу за обнаружение еще одного явления в мире чувств рыб[169]. Случайно поранив одного из гольянов, содержавшихся в неволе, ученый заметил, что другие рыбы в сосуде начали метаться туда-сюда и замирать на месте: это классическая форма поведения избегания хищника. Эксперименты фон Фриша и других исследователей показывали, что раненые гольяны (а также другие виды рыб) выделяют феромон[170] – химическое вещество, которое вызывает общий ответ других представителей того же вида. Этот особый феромон вызывает реакцию возбуждения у гольянов. Фон Фриш применил для этих феромонов термин schreckstoff (что переводится буквально как «вещество страха»).

Клетки, высвобождающие феромоны, расположены в коже и настолько легко разрушаются, что разрываются и выпускают это вещество, если рыбу положить на мокрую бумагу. Это очень сильное вещество[171]: тысячной доли миллиграмма измельченной кожи достаточно, чтобы вызвать реакцию испуга у другой рыбы в аквариуме объемом 16,8 литра. Это все равно, что раскрошить кусочек зефира на 20 миллионов частей, бросить одну часть (если вы еще сумеете ее разглядеть) в полную воды раковину, а затем попробовать ощутить сладкий вкус. Феромоны, очевидно, возникли в процессе эволюции достаточно давно[172], потому что они вырабатываются у представителей разных семейств костных рыб.

Будучи легкодоступным сигналом, феромон действует наподобие пожарной сигнализации, и им могут пользоваться другие рыбы, оказавшиеся рядом, в том числе представители иных видов, которые также способны его распознавать. Подходящий пример – черные толстоголовы[173]. Почуяв запах фекалий щук[174], которые ранее поедали других черных толстоголовов или ручьевых колюшек (оба этих вида вырабатывают в коже «вещество страха»), они немедленно бросаются в укромные места или сбиваются в плотные стаи. Но если щуки питались только меченосцами, которые не вырабатывают феромон, толстоголовы не проявляют никаких признаков страха. Таким образом, толстоголовы реагируют не на запах щуки. Вместо этого они обнаруживают и реагируют на феромон жертв щуки. Вероятно, именно из-за обонятельных способностей рыб вроде толстоголовов щуки стараются не опорожнять кишечник в своих охотничьих угодьях[175].

Реакция на schreckstoff иллюстрирует умение рыб улавливать самые незначительные сигналы из растворенных в воде химических веществ. Но феромон – это не единственный способ обнаружить врага рыбы по запаху. Есть и старый добрый способ – простое распознание запаха хищника. Молодые лимонные акулы реагируют на запах американских крокодилов, которые иногда охотятся на них[176]. Если же вы – атлантический лосось, то ваша реакция на хищника зависит от того, что он съел. В исследовании, проведенном в Университете в Суонси, Уэльс, молодым лососям, никогда не встречавшимся с хищником, предложили воду, содержащую следы экскрементов одного из их естественных врагов – европейской выдры. Лососи демонстрировали ответную реакцию страха, только если выдра пообедала лососем. В таких случаях они уплывали из области запаха, затем неподвижно замирали, а их дыхание учащалось. Лососи, подвергшиеся воздействию чистой воды или экскрементов выдр, кормленных не лососем, не проявляли беспокойства. Ученые пришли к заключению, что атлантические лососи явно не обладают врожденной способностью распознавать выдр как угрозу: они воспринимают животное как опасность, только если лосось входит в его меню. Этот способ обнаружения хищника работает хорошо, потому что не требует изучения запахов различных хищников. Вместо этого можно просто научиться распознавать тех, кто поедал твоих сородичей[177].

160

Ben Wilson, Robert S. Batty, and Lawrence M. Dill. Pacific and Atlantic Herring Produce Burst Pulse Sounds // Proceedings of the Royal Society of London, B: Biological Sciences 271, supplement 3 (2004). P. S95–S97.

161

Здесь игра слов: в оригинале явление названо Fast Repetitive Ticks (FRTs), что созвучно с английским словом fart, в обиходе обозначающим ровно то же самое явление у человека. – Прим. перев.

162

Wilson et al. Herring Produce Burst Pulse Sounds.

163

Nicole E. Rafferty and Janette Wenrick Boughman. Olfactory Mate Recognition in a Sympatric Species Pair of Three-Spined Sticklebacks // Behavioral Ecology 17, no. 6 (2006). P. 965–970.

164

Norman and Greenwood. History of Fishes.

165

Sosin and Clark. Through the Fish’s Eye.

166

У многих рыб каждая ноздря разделена на два отверстия. Через одно вода поступает в обонятельный мешок, а через другое выходит из него.

167

Toshiaki J. Hara. Olfaction in Fish // Progress in Neurobiology 5, part 4 (1975). P. 271–335.

168

Sosin and Clark. Through the Fish’s Eye.

169

Karl von Frisch. The Sense of Hearing in Fish // Nature 141 (1938). P. 8–11; Über einen Schreckstoff der Fischhaut und seine biologische Bedeutung // Zeitschrift für vergleichende Physiologie 29, no. 1 (1942). P. 46–145.

170

Существуют различные феромоны с разным действием. Феромоны тревоги иногда называют торибонами.

171

Reebs. Fish Behavior.

172

R. Jan F. Smith. Alarm Signals in Fishes // Reviews in Fish Biology and Fisheries 2, 1992. P. 33–63; Wolfgang Pfeiffer. The Distribution of Fright Reaction and Alarm Substance Cells in Fishes // Copeia 1977, no. 4 (1977). P. 653–665.

173

Pimephales promelas – рыба семейства карповых, родом из Северной Америки. – Прим. перев.

174

Grant E. Brown, Douglas P. Chivers, and R. Jan F. Smith. Fathead Mi

175

Brown, Chivers, and Smith. Localized Defecation by Pike: A Response to Labelling by Cyprinid Alarm Pheromone? // Behavioral Ecology and Sociobiology 36 (1995). P. 105–110.

176

Robert E. Hueter et al. Sensory Biology of Elasmobranchs // Biology of Sharks and Their Relatives. Jeffrey C. Carrier, John A. Musick, and Michael R. Heithaus (eds.). Boca Raton, FL: CRC Press, 2004.

177

Laura Jayne Roberts and Carlos Garcia de Leaniz. Something Smells Fishy: Predator-Naïve Salmon Use Diet Cues, Not Kairomones, to Recognize a Sympatric Mammalian Predator // Animal Behaviour 82, no. 4 (2011). P. 619–625.