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

из которых скрывалась заполненная желеобразной субстанцией трубка. Такие же поры и трубки имелись у других скатов, а также у их ближайших родственниц, акул. Впоследствии эти образования стали называть ампулами Лоренцини, но ни он сам, ни его современники так и не поняли, для чего они нужны. Подсказки постепенно накапливались в течение нескольких последующих столетий. Более совершенные микроскопы показали, что каждая трубка заканчивается утолщением (или ампулой), от которого тянется один-единственный нерв (представьте себе грушу с веревочкой, выходящей из широкого конца). Ученые понимали, что это наверняка органы чувств. Но какого именно чувства? В 1960 г. биолог Ройс Марри наконец выяснил, что ампулы Лоренцини реагируют на электрическое поле{729}. Еще через несколько лет эту версию подтвердили Свен Дейкграф и его ученик Адрианус Кальмейн{730}. Они установили, что акулы рефлекторно моргают, попадая в электрическое поле, но, если перерезать нервы их ампул Лоренцини, рефлекс исчезает. Значит, эти грушевидные образования не что иное, как электрорецепторы[232].

Однако ответ на эту трехвековую загадку породил еще больше вопросов. К 1960-м гг. Ганс Лиссманн уже доказал, что слабоэлектрические рыбы ориентируются в пространстве, ощущая собственное электрическое поле. Но ни акулы, ни скаты явно не могут пользоваться электролокацией, поскольку они (за исключением электрического ската) электричество не вырабатывают. Зачем же им тогда электрорецепторы?

Как выяснилось, электрическое поле создают, будучи погруженными в воду, все живые существа{731}. Клетки животных, как мы помним, – это емкости с соленой жидкостью. Концентрация этих солей в клетках отличается от концентрации их в воде, и поэтому на клеточной мембране возникает электрическое напряжение. Проходя сквозь мембрану, заряженные ионы создают электрический ток. Точно так же, по сути, устроен гальванический элемент: заряженные частицы создают ток, перемещаясь сквозь преграду из одного солевого раствора в другой. Таким образом, организм животного – это живая батарея, которая создает биоэлектрическое поле просто в силу своего существования. Это поле в тысячу раз слабее, чем генерируемое даже слабоэлектрическими рыбами, и вдобавок к этому ослабляется изолирующими оболочками – в частности, кожей или раковиной{732}. Но на определенных открытых участках тела, таких как рот, жабры, анальное отверстие и (что важно для акул) раны, оно оказывается достаточно сильным, чтобы его можно было почувствовать. При поиске добычи акулы и скаты могут ориентироваться на эти поля, даже когда им не удается воспользоваться никаким другим чувством[233].

В 1971 г. у Кальмейна получилось это доказать{733}. Он продемонстрировал, что мелкопятнистая кошачья акула всегда отыщет вкусную камбалу, даже если та зароется в песок – и даже если камбалу закопают в песок и окружат со всех сторон слоем из агар-агара, не пропускающим наружу запахи и механические сигналы. И только если камбалу дополнительно накрывали электроизолирующим пластиковым листом, акула ее теряла. Когда Кальмейн убрал камбалу и сымитировал присущее ей слабое электрическое поле с помощью двух закопанных в песок электродов, эти акулы «настойчиво рыли дно в том месте, где находился источник поля, и раз за разом реагировали на электроды как на камбалу», писал он. Точно так же клюют на зарытые электроды и дикие акулы{734}. Некоторые поступают так с рождения{735}.

Электрическое чувство у акул называется пассивной электрорецепцией, и оно отличается от того, которое мы рассматривали до сих пор{736}. Акулы и скаты не создают электрическое поле целенаправленно, чтобы определять местонахождение окружающих объектов, они просто пассивно улавливают электрические поля других животных – главным образом своей добычи[234]. Это они проделывают мастерски, наверное, лучше, чем любая другая группа живых существ[235]. Как установил Стивен Кадзиюра, один вид мелких акул-молотов распознает электрическое поле напряженностью всего в один нановольт – одну миллиардную вольта – на сантиметр воды[236]. Но электрическое чувство у акул действует лишь на небольшом расстоянии{737}. Акула не может учуять закопанную рыбу (или электрод) с другого края океана – или даже с другого края бассейна. Она должна оказаться на расстоянии вытянутой руки от своей цели. Добычу, которая находится от акулы за многие километры, она ищет по запаху{738}. Приближаясь, переключается на зрение. Затем за работу принимается боковая линия. Электрическое чувство вступает в игру только на завершающем этапе охоты, когда нужно точно определить местоположение добычи и нацелиться для атаки. Поэтому ампулы Лоренцини обычно сосредоточены вокруг пасти[237].

Пассивная электрорецепция особенно полезна при поисках спрятавшейся добычи. Как ни крути, естественное электрическое поле живое существо отключить не в состоянии[238]. Но если акула не может воспользоваться остальными чувствами – допустим, когда добыча зарылась, как в эксперименте Кальмейна, – охотнице приходится плавать вокруг, пока ее ампулы Лоренцини не окажутся достаточно близко к цели. У некоторых видов для оптимизации такого поиска развилась очень крупная голова. Так, у акулы-молота передняя часть головы из острого конуса превратилась в приплюснутую широкую поперечину, напоминающую антикрыло у автомобиля{739}. Этим «молотом», с нижней стороны нашпигованным ампулами, эти рыбы пользуются по принципу металлоискателя, водя им по морскому дну в поисках зарытых съедобных сокровищ. Электрическая чувствительность у них примерно такая же, как у других акул, однако благодаря такой форме головы они сканируют за единицу времени большую площадь.

То же самое делает и рыба-пила. В действительности эта рыба – скат, однако тело у нее больше напоминает акулье, а голова похожа на средневековое холодное оружие. Нос рыбы-пилы оканчивается длинной узкой пластиной, ощетинившейся с обеих сторон устрашающе острыми зубами. Эта «пила», составляющая порой треть длины тела ее обладательницы, сверху и снизу напичкана ампулами. Она существенно увеличивает область электрического восприятия, вынося ее далеко вперед, – очень полезное свойство в мутной воде{740}. «Они нам попадаются даже в реках, где мы винта своей лодки различить не можем», – говорит Барбара Вюрингер, изучающая этих рыб. Как ей удалось выяснить, пила служит им одновременно и сенсором, и оружием{741}. Когда над пилой проплывает потенциальная добыча, рыба пронзает, оглушает и рассекает ее этой же пилой. А затем, когда раненая добыча опускается на дно, хищник отыскивает ее с помощью нижней стороны своей пилы. «Каждый раз, когда я это вижу, в голове проносится: "Как это вообще возможно?"» – признается Вюрингер[239].

Способность улавливать электрические поля имеется не только у акул и скатов{742}. У позвоночных этим чувством обладает примерно каждый шестой вид{743}. В этот список входят миноги – змееподобные рыбы с зубастыми присосками вместо челюсти; латимерия – древняя рыба, считавшаяся вымершей, пока в 1930-ее гг. не обнаружили живой экземпляр; другие группы древних рыб, включая веслоносов, которые в поиске добычи пользуются длинным носом, полным электрорецепторов, примерно так же, как рыба-пила своей пилой; мормировые и гимнотообразные, чувствующие чужое электрическое поле не хуже своего собственного; тысячи видов сомообразных, многие из которых охотятся на электрических рыб; а также некоторые земноводные, такие как саламандра и напоминающие больших червей цецилии, они же червяги.

Электрическое чувство встречается даже у млекопитающих[240]. Им обладает по крайней мере один вид дельфинов – гвианский дельфин, обитающий в Южной Америке, – хотя, какой ему прок от жалких 8–14 электрорецепторов, когда в его распоряжении имеется эхолокация, вообразить трудно{744}. Точно так же непонятно, как используют электрорецепторы на кончике своего носа ехидны – австралийские яйцекладущие млекопитающие, напоминающие массивного ежа{745}. Возможно, они выискивают с их помощью мелких насекомых, снующих во влажной земле. У ближайшего родственника ехидны, утконоса, на знаменитом утиноподобном клюве находится больше 50 000 электрорецепторов{746}. Ныряя в поисках добычи, он лихорадочно водит клювом туда-сюда, как акула-молот своей поперечиной. Поскольку под водой глаза, уши и ноздри утконоса закрыты, он может рассчитывать только на осязание и электрическое чувство.

Глядя на эту немаленькую компанию обладателей электрорецепции, можно сделать три важных вывода{747}. Во-первых, это древнее чувство. Электрорецепторы образовались из боковой линии очень давно, и вполне может статься, что общий предок всех ныне живущих позвоночных ощущал электрическое поле. У нас с вами электрического чувства нет, но наш прапрапрародитель, живший 600 млн лет назад, почти наверняка им обладал. Во-вторых, на протяжении своей эволюции позвоночные утрачивали электрическое