Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность - Эд Йонг

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».

Летом 1999 г., еще до того, как в ее жизни появились пещерные рыбы, Соарес сидела в кузове пикапа рядом с большим аллигатором, отловленным Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных США. За долгую поездку она успела как следует разглядеть замотанную скотчем пасть своего спутника. Именно так она впервые заметила бугорки.

У аллигаторов вдоль краев челюстей идут ряды темных выпуклых точек, словно щетина из угрей. Ученые описали их еще в XIX в., но зачем они нужны, никто не знал. «Я подумала, что это наверняка что-то сенсорное», – рассказывает Соарес. В лабораторных условиях она выяснила, что в бугорках содержатся нервные окончания, но никаких волосков, пор и других очевидных сенсорных структур, которые могли бы эти нервы стимулировать, там нет. Работая с лежащими в воде усыпленными снотворным аллигаторами, Соарес пробовала воздействовать на бугорки светом, электрическими полями и кусочками вкусной вонючей рыбы. Нервы не реагировали. А как-то раз она уронила в воду инструмент и потянулась за ним рукой. Погрузившись в воду, ладонь вызвала волны, и когда они достигли морды аллигатора, нервы в бугорках вдруг начали срабатывать. «Я позвала друзей, чтобы они подтвердили, что это не галлюцинация», – вспоминает Соарес.

Бугорки оказались рецепторами давления, улавливающими вибрации на поверхности воды{440}. Возможно, они действуют как миниатюрные кнопки, по тому же принципу, что органы Эймера у крота-звездоноса. Они крайне чувствительны: если Соарес роняла в бассейн с (бодрствующим) аллигатором одну-единственную каплю воды, животное даже с завязанными глазами и ушами, развернувшись, моментально кидалось к месту ее падения. Но если Соарес закутывала морду аллигатора в полиэтиленовую пленку, капли оставались незамеченными. Бугорки используются тут для того, чтобы сканировать тонкий горизонтальный слой на границе между водой и воздухом. Расположившись в засаде у самой поверхности, аллигатор дожидается, пока кто-нибудь опустится на воду или подойдет к краю водоема, чтобы напиться. Эта стратегия требует неподвижности, поэтому он не может так же хаотично исследовать окружающее пространство, как кроты, мыши и даже ламантины. Вместо этого он замирает и с помощью осязательных сенсоров отслеживает чужие движения[144].

Эти бугорки