Страница 49 из 149
Когда Денхардт открыл эту способность, в нее верилось с трудом. Ведь когда тюлень плывет, его вибриссы тоже создают крошечные вихри и водовороты, которые должны заглушать более слабые сигналы кильватерного следа уплывшей рыбы. Однако обыкновенные тюлени нашли выход – в этом можно убедиться, когда Спраутс высовывает голову из воды. Присмотревшись повнимательнее к его вибриссам, я вижу, что они слегка сплющены и развернуты так, что плоская кромка всегда будет рассекать воду. И они не гладкие. На первый взгляд кажется, будто они покрыты бисеринками влаги, но, проведя по ним пальцем, я понимаю, что они сухие, а «бисеринки» составляют часть их собственной структуры. У них волнистая поверхность: на всем своем протяжении вибрисса то утолщается, то утончается. Ростокские ученые установили, что такая форма существенно уменьшает завихрения от самих вибрисс{423}. Эта анатомическая особенность позволяет тюленям приглушить сигналы от собственного тела и усилить сигналы от добычи. У моржей таких сплющенных волнистых вибрисс нет, у них есть густые усы, с помощью которых они выискивают закопавшихся моллюсков. Нет их и у морских львов, по-прежнему руководствующихся преимущественно зрением. Такие вибриссы есть только у тюленей, которые благодаря им гораздо лучше других ластоногих берут гидродинамический след[139].
Продемонстрировав свое мастерство, Спраутс опускается на дно бассейна и лежит в ожидании. Обыкновенные тюлени поступают так и в дикой природе: затаившись в темных водорослевых зарослях, ловят своей спутниковой тарелкой из вибрисс колебания воды от проплывающей рыбы. Этой информации им хватает, чтобы определить, в каком направлении двигалась добыча{424}. Они различают следы, оставленные объектами разного размера и формы, – видимо, это дает им возможность отправляться в погоню только за самыми крупными и питательными особями{425}. Иногда им даже след не требуется. В одном эксперименте Генри и другие ростокские тюлени улавливали даже слабые восходящие токи со дна – например, от жабр зарывшейся в песок камбалы{426}. Эти рыбы умеют маскироваться и застывать без движения, но тюлень все равно чувствует их дыхание своей мордой. Осязательный мир тюленя ориентирован на потоки и движение, а совсем не двигаться его добыча не может. Такой расклад может показаться несправедливым, однако рыбы обладают своими собственными поразительными гидродинамическими способностями.
Когда тюлени и другие подводные хищники нападают на группу рыб, весь косяк движется слаженно, как единый организм. Рыбы не мечутся беспорядочно и не сталкиваются друг с другом. Они словно обтекают врага, прямо как вода, в которую они погружены. Отчасти эти чудеса координации обусловлены зрением. Но немалую роль играет тут и система сенсоров, называемая боковой линией.
Боковая линия имеется почти у всех рыб (и некоторых земноводных){427}. Обычно она состоит из россыпи видимых пор на голове и боках рыбы, а также заполненных жидкостью каналов прямо под ее кожей. Эти поры ученые описали еще в XVII в., но следующие 200 лет все полагали, что они нужны главным образом для выделения слизи{428}. Однако при более пристальном рассмотрении в них обнаружились скопления грушевидных клеток, собранных под желейным куполом. Эти структуры, названные нейромастами, явно представляли собой не что иное, как сенсоры. В 1930-е гг. биолог Свен Дейкграф выяснил, что с помощью боковой линии даже слепые рыбы могут улавливать течения, созданные движущимися неподалеку объектами[140]{429}. Еще больше впечатляет, что рыбы оказались способны обнаруживать и неподвижные объекты, анализируя потоки, вызванные ими самими.
Плывущая рыба вытесняет воду перед собой, создавая поле обтекания, которое обволакивает ее со всех сторон. Препятствия искажают это поле, и боковая линия улавливает такие искажения, обеспечивая рыбе гидродинамическое представление об окружающей среде. Если рыба плывет к стенке аквариума, стенка «не дает частицам воды расступаться так же свободно, как в отсутствие стенки, – писал Дейкграф, – и рыба ощущает "неожиданное" усиление сопротивления воды»{430}. Эта технология напоминает ту, которая позволяет исландским песочникам отыскивать закопавшихся моллюсков, и, вполне возможно, ту, благодаря которой ламантины узнают, что происходит в мутных беспокойных водах вокруг них. Но рыбы научились дистанционному осязанию с помощью боковых линий за сотни миллионов лет до появления ламантинов и песочников, а чувствительность к движениям воды у них намного острее[141].
Благодаря боковой линии рыба получает доступ к богатейшим источникам информации, которые в буквальном смысле плавают вокруг нее{431}. Это восприятие своего окружения, которое Дейкграф назвал «прикосновением на расстоянии», распространяется практически во все стороны на одну-две длины корпуса рыбы. Человек способен чувствовать кожей сильные потоки воды, но «это, наверное, даже приблизительно не похоже на то богатство ощущений, которое получает рыба за счет боковой линии», говорит Шерил Кумбз, изучающая эту систему не первое десятилетие. Когда мы идем по улице, по нашей сетчатке прокатываются разные сочетания света и цвета, и мы воспринимаем проплывающую мимо окружающую действительность. Возможно, что-то подобное испытывает и рыба, когда по ее боковой линии прокатываются разные сочетания водяных потоков. Благодаря этим сочетаниям рыбы точно ориентируются в движущейся воде, находят добычу, спасаются от врагов и отслеживают действия друг друга. С помощью боковой линии стайные рыбы синхронизируют скорость и направление своего движения с ближайшими соседями по косяку{432}. Когда на стаю нападает хищник, надвигающаяся вода воздействует на боковые линии особей, оказавшихся ближе к нему, и они кидаются наутек. Их судорожное движение воздействует на боковые линии соседних рыб, те тоже дергаются, и так далее. Волна паники прокатывается по всему косяку, и он слаженно расступается перед хищником, обтекая его с двух сторон. Каждая рыба следит лишь за небольшим объемом окружающей ее воды, но осязание связывает их и позволяет действовать как единое целое. Даже ослепнув, рыба по-прежнему может двигаться в косяке{433}.
Хотя сами нейромасты боковой линии работают примерно одинаково у всех рыб, многим видам удалось расширить и модифицировать ее устройство, получив в результате разные необычные вариации{434}. У рыб, которые питаются у самой поверхности, плоская голова буквально усеяна нейромастами, улавливающими вибрации от насекомых, падающих на воду{435}. У полурыловых сильно выдвинутая вперед массивная нижняя челюсть обрамлена нейромастами, которые сообщают рыбе, не плывет ли рядом с этой челюстью добыча{436}. Незрячие пещерные рыбы ориентируются с помощью исключительно крупных, многочисленных и чувствительных нейромастов[142]{437}. А некоторые рыбы, как ни странно, свою боковую линию почти полностью утратили.
В 2012 г. биолог Дафна Соарес, любительница пещер и необычных животных, отправилась в Эквадор, чтобы посмотреть на слепых сомиков Astroblepus phoeleter, обитающих в одной-единственной пещере, которая из-за своей безвестности даже не удостоилась названия. Поместив такого сомика под микроскоп, Соарес ожидала увидеть огромные и невероятно чувствительные нейромасты, как у многих других пещерных рыб, распрощавшихся со зрением{438}. Однако, к своему изумлению, Соарес фактически не обнаружила никаких нейромастов. Вместо этого кожа сомика была покрыта выростами, напоминающими крошечные джойстики, – ничего подобного ей никогда прежде не встречалось. «Вот ради этого ощущения "ух ты, а это что такое?" я и занимаюсь наукой», – говорит она.
Джойстики эти, как показала Соарес, представляют собой механосенсоры{439}. Еще большей неожиданностью оказалось то, что это, по сути, зубы. Не что-то похожее на зубы формой, а самые настоящие зубы из дентина и эмали, с нервами в основании. Если большинство сомообразных распространили на всю поверхность тела вкусовые сосочки, то пещерные виды проделали то же самое с зубами, превратив их в сплошную чешую из сенсоров потока. Странное, на первый взгляд, нововведение для животного, у предков которого уже имелась полноценная и прекрасно функционирующая боковая линия. Но Соарес заметила, что пещеру, где обитают эти сомики, почти ежедневно захлестывают дождевые паводки, и эти бурные потоки могли перегружать боковую линию, побудив рыб выработать более жесткие и устойчивые к натиску сенсоры. Теперь с помощью этой чешуи из зубов они отыскивают спокойные зоны, где можно переждать паводок, прикрепившись к камням с помощью своих ртов-присосок. Сейчас Соарес изучает других пещерных рыб, выясняя, нет ли и у них каких-нибудь необычных осязательных сенсоров[143]. «Мне нравятся диковинные животные, – говорит она мне. – Чем экстремальнее, древнее, уникальнее, тем лучше».