Что знает рыба. Внутренняя жизнь наших подводных сородичей

@importknig

Перевод этой книги подготовлен сообществом "Книжный импорт".

Каждые несколько дней в нём выходят любительские переводы новых зарубежных книг в жанре non-fiction, которые скорее всего никогда не будут официально изданы в России.

Все переводы распространяются бесплатно и в ознакомительных целях среди подписчиков сообщества.

Подпишитесь на нас в Telegram: https://t.me/importknig

Джонатан Балкомб “Что знает рыба. Внутренняя жизнь наших подводных сородичей»

Оглавление

Пролог

Часть 1. Непонятная рыба

Часть 2. Что воспринимает рыба

Что видит рыба

Что рыба слышит, чувствует и пробуем на вкус

Навигация, сенсорное управление и не только

Часть 3. Что чувствует рыба

Боль, осознание и осознанность

От стресса к радости

Часть 4. Что думает рыба

Ласты, чешуя и интеллект

Инструменты, планы и обезьяньи умы

Часть 5. Кто знает рыбу

Подвешенные вместе

Социальные контракты

Сотрудничество, демократия и миротворчество

Часть 6. Как размножается рыба

Сексуальная жизнь

Стили воспитания

Часть 7. Рыба из воды

Эпилог

Пролог

Когда мне было восемь лет, я забрался в алюминиевую лодку с пожилым директором летнего лагеря к северу от Торонто. Он отплыл на четверть мили в мелководный залив, и следующие два часа мы провели за рыбалкой. Был тихий летний вечер, и вода была как стекло. Я впервые плыл на маленькой лодке, и плыть по этому огромному, слабо волнистому пространству темной воды было захватывающе интересно. Мне было интересно, какие существа скрываются внизу, и это усиливало мое волнение всякий раз, когда внезапный рывок моей примитивной удочки - ободранной сажени с леской и крючком - сигнализировал о том, что на наживку клюнула рыба.

В тот день я поймал шестнадцать рыб. Некоторых мы отпустили. Несколько других, более крупных окуней и бассов, мы оставили себе на завтрак на следующее утро. Мистер Нельсон делал всю грязную работу: наживлял колючие крючки извивающимися земляными червями, выкручивал проволоку из губ рыбы, погружал нож в череп, чтобы убить ее. Его лицо странно искажалось, когда он выполнял эти задания, и я гадал, испытывает ли он отвращение или просто теряет концентрацию.

У меня остались приятные воспоминания об этом событии. Но как чувствительного мальчика, неравнодушного к животным, меня тревожило многое из того, что происходило в той лодке. В частном порядке я беспокоился о червях. Меня беспокоило, что рыба чувствовала боль, когда упрямый крючок извлекали из ее костлявых, ощерившихся лиц. Может быть, кто-то из "хранителей" выжил после удара ножом и медленно умирает в проволочной корзине, болтающейся над бортом. Но добрый человек, сидевший на носу, не подал виду, что что-то не так, и я решил, что все должно быть в порядке. А вкус свежей рыбы за завтраком на следующее утро оставил лишь смутные остатки опасений предыдущего вечера.

Это была не единственная моя детская встреча с рыбой, которая вызвала противоречивые эмоции по поводу места наших хладнокровных кузенов в нашей моральной калькуляции. В четвертом классе в начальной школе в Торонто я был одним из нескольких ребят, которых попросили перенести некоторые принадлежности из нашего класса в соседнюю комнату. Среди предметов был стеклянный аквариум с одинокой золотой рыбкой. Сосуд был на три четверти заполнен водой и был довольно тяжелым. Заботясь о том, чтобы рыбка не попала в руки того, кто мог бы заботиться о ней меньше, чем я, я вызвался перенести аквариум к месту назначения - на тумбу рядом с раковиной в соседней комнате.

Какая ирония.

Я крепко зажала миску в руках ребенка и методично вышла за дверь, прошла по коридору и вошла в новую комнату. Когда я осторожно приблизился к прилавку, миска выскользнула из моих рук и разбилась о твердый пол. Это был момент ужаса, разыгравшийся в замедленной съемке. Осколки стекла разлетелись вдребезги, и вода хлынула на пол. Я стоял, ошеломленный. Кто-то более сообразительный, чем я, схватил швабру и убрал стекло и воду в сторону, после чего мы вчетвером принялись рыскать по полу в поисках рыбы. Прошла минута, а существа все не было. Это было похоже на дурной сон. Казалось, что она испытала восторг от золотой рыбки и вознеслась на рыбьи небеса. Наконец кто-то нашел ее. Она запрыгнула за радиатор и оказалась на внутренней стороне губы, в двух дюймах над полом и совершенно незаметно. Она была еще жива и кротко таращилась. Ее быстро опустили в стакан с водой из-под крана. Думаю, рыба выжила.

Хотя случай с золотой рыбкой произвел на меня глубокое впечатление, о чем свидетельствуют мои яркие воспоминания о нем четыре десятилетия спустя, я не проникся новой симпатией к рыбам. Признаться, я никогда не увлекался рыбалкой; тот небольшой энтузиазм, который остался после прогулки с мистером Нельсоном, вскоре угас, когда пришло время наживлять и извлекать собственные крючки. Но я не видел никакой связи между окунями и окунями, которых я бесцеремонно таскал из залива Стургеон, или маленькими золотыми рыбками, которых я бросал в начальной школе Эдитвейл, и безымянными рыбками, которые оказывались в сэндвичах "Филе-о-фиш", которыми я лакомился во время семейных походов в местный "Макдоналдс". Это был конец шестидесятых, и уже тогда "Макдоналдс" хвастался тем, что "обслужил более миллиарда человек". С таким же успехом можно было говорить о рыбе или цыплятах, как и о клиентах. Но, как и другие представители моей культуры, я был блаженно отстранен от некогда живых, дышащих существ, которые попадали в мой обед.

Лишь спустя двенадцать лет на последнем курсе бакалавриата по биологии я начал всерьез задумываться о своем отношении к животным, в том числе и к рыбам. Разнообразная анатомия и адаптации рыб меня завораживали, как и парад инертных, некогда живых тел, которые нам давали классифицировать с помощью препаровальных микроскопов и таксономических ключей. В середине семестра мы посетили Королевский музей Онтарио, где встретились с одним из выдающихся канадских ихтиологов для частной экскурсии по коллекции рыб музея. В какой-то момент он открыл и поднял крышку большого деревянного ящика, чтобы показать огромную озерную форель, плавающую в маслянистом консерванте. Рыба весом рекордные 103 фунта была поймана в озере Атабаска в 1962 году. Ее размер и упитанность объяснялись гормональным дисбалансом, который сделал ее бесплодной; энергия, которая обычно тратилась на расточительное производство яиц, вместо этого была направлена на увеличение массы тела.

Я сочувствовал этой рыбе. Как и у большинства встреченных нами рыб, у нее не было имени, и ее жизнь была загадкой. Мне казалось, что она заслуживает более достойного существования, чем замуровывание в деревянном ящике. По мне, так лучше бы ее съели, а ее ткани вернулись в пищевую цепочку, чем десятилетиями плавать в темноте, загрязняясь химикатами.

О рыбах - их разнообразии, экологии, плодовитости, стратегиях выживания - написаны легионы книг. Несколько книжных полок могут быть заполнены книгами и журналами о том, как ловить рыбу. Однако до сих пор ни одна книга не была написана от имени рыбы. Я не имею в виду природоохранные идеи, в которых осуждается бедственное положение исчезающих видов или чрезмерная эксплуатация рыбных запасов (вы когда-нибудь замечали, что слово "чрезмерная эксплуатация" узаконивает эксплуатацию, а "запасы" сводит животное к товару вроде пшеницы, единственная цель которого - снабжать людей?) Моя книга призвана дать рыбе голос таким образом, который был невозможен в прошлом. Благодаря прорывам в этологии, социобиологии, нейробиологии и экологии мы теперь можем лучше понять, как выглядит мир для рыб, как они его воспринимают, чувствуют и ощущают.

В процессе работы над этой книгой я старался дополнить научные сведения историями о встречах людей с рыбами, и по ходу дела я буду делиться некоторыми из них. Анекдоты не вызывают доверия у ученых, но они позволяют понять, на что способны животные, что еще предстоит изучить науке, и могут вдохновить на более глубокие размышления об отношениях человека и животных.

В этой книге исследуется простая возможность с глубокими последствиями. Простая возможность заключается в том, что рыбы * - это отдельные существа, чья жизнь обладает внутренней ценностью, то есть ценностью для самих себя, совершенно отличной от любой утилитарной ценности, которую они могут иметь для нас, например, как источник прибыли или развлечения. Глубокий смысл заключается в том, что это позволяет включить их в круг нашей моральной заботы.

Почему? Есть две основные причины. Во-первых, рыбы в совокупности являются наиболее эксплуатируемой (и чрезмерно эксплуатируемой) категорией позвоночных животных на Земле. Во-вторых, наука о чувстве и познании рыб продвинулась настолько, что, возможно, настало время для смены парадигмы нашего мышления и отношения к рыбам.

Насколько интенсивно они эксплуатируются? Один из авторов, Элисон Муд, на основе анализа статистики промысла Продовольственной и сельскохозяйственной организации за период 1999-2007 годов подсчитала, что число рыб, ежегодно убиваемых человеком, составляет от 1 до 2,7 триллиона. * Чтобы понять масштабы триллиона рыб, если средняя длина каждой пойманной рыбы равна долларовой купюре (шесть дюймов), и мы выстроим их в ряд, они протянутся до солнца и обратно - круговой путь в 186 миллионов миль - с запасом в пару сотен миллиардов рыб.

Оценка Муда является исключительной, поскольку человеческий ущерб, наносимый рыбам, редко представляется в виде количества людей. Так, Продовольственная и сельскохозяйственная организация сама оценила улов коммерческого рыболовства в 2011 году в 100 миллионов тонн. Биологи-рыбоводы Стивен Кук и Ян Коукс, одни из немногих, кто занимается подсчетом индивидуальных смертей, в 2004 году подсчитали, что ежегодно в мире вылавливается около 47 миллиардов рыб, из которых около 36 процентов (примерно 17 миллиардов) погибают, а остальные возвращаются в воду. Если мы применим их оценку среднего веса одной рыбы (0,635 кг = 1,4 фунта) к коммерческому улову в 100 миллионов тонн, то получим оценку в 157 миллиардов отдельных рыб.

В одном из исследований сообщается, что официальная статистика (ФАО) по глобальному вылову рыбы за последние шестьдесят лет была занижена более чем наполовину из-за часто игнорируемого мелкого промысла, незаконного и другого проблемного промысла, а также выброшенного прилова.

Как ни крути, это очень много рыб, и умирают они не очень красиво. Основными причинами смерти промысловых рыб являются удушье при извлечении из воды, декомпрессия от перепада давления при подъеме на поверхность, раздавливание под весом тысяч других рыб, поднятых на борт в массивных сетях, и вырывание после выгрузки на берег.

Независимо от того, какую оценку вы примите, головокружительные цифры, подобные этим, обычно скрывают тот факт, что каждая рыба - это уникальная особь, не только с биологией, но и с биографией. Подобно тому, как каждая рыба-солнце, китовая акула, скат манта и леопардовый групер имеют характерный рисунок, по которому можно узнать их внешние черты, внутри у каждого из них тоже своя неповторимая жизнь. И именно в этом кроется причина перемен в отношениях между человеком и рыбой. Биология гласит, что каждая рыба, как и пресловутая песчинка, единственная в своем роде. Но в отличие от песчинок, рыбы - живые существа. Это не тривиальное различие. Когда мы начинаем понимать рыб как сознательных личностей, мы можем выработать новое отношение к ним. Говоря бессмертными словами неизвестного поэта: "Ничего не изменилось, кроме моего отношения, поэтому изменилось все".

Часть 1. Непонятная рыба

Мы не перестанем исследовать

И в конце всех наших исследований

Прибыть туда, откуда мы начали

И узнайте это место впервые.

-T. С. Элиот

То, что мы привычно называем "рыбой", на самом деле является коллекцией животных, отличающихся потрясающим разнообразием. По данным FishBase - крупнейшей и наиболее часто используемой онлайн-базы данных о рыбах - на январь 2016 года было описано 33 249 видов, относящихся к 564 семействам и 64 отрядам. Это больше, чем общее количество всех млекопитающих, птиц, рептилий и амфибий. Когда мы говорим "рыба", то имеем в виду 60 % всех известных видов на Земле, имеющих позвоночник.

Почти все современные рыбы принадлежат к одной из двух основных групп: костные и хрящевые. Костные рыбы, по-научному называемые телеостами (от греческого teleios = полный и osteon = кость), составляют подавляющее большинство рыб, насчитывая около 31 800 видов, включая такие знакомые нам, как лососевые, сельди, окуни, тунцы, угри, камбалы, золотые рыбки, карпы, щуки и гольяны. Хрящевые рыбы, или хондрихтианы (chondr = хрящ и ichthys = рыба), насчитывают около 1300 видов, включая акул, скатов, коньков и химер. * Представители обеих групп имеют все десять систем организма, свойственных наземным позвоночным: скелетную, мышечную, нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную, сенсорную, пищеварительную, репродуктивную, эндокринную и экскреторную. Третья отдельная группа рыб - бесчелюстные рыбы, или агнаты (a = без, и gnatha = челюсти), небольшой отряд, насчитывающий около 115 видов, в который входят миноги и миксины.

Мы удобно классифицируем животных со спинным мозгом на пять групп: рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие. Это вводит в заблуждение, поскольку не отражает глубоких различий между рыбами. Костные рыбы эволюционно отличаются от хрящевых не меньше, чем млекопитающие от птиц. Тунец на самом деле более близок к человеку, чем к акуле, а кишечнополостные - "живые ископаемые", впервые обнаруженные в 1937 году, - на древе жизни стоят ближе к нам, чем к тунцу. Таким образом, существует как минимум шесть основных групп позвоночных, если считать хрящевых рыб.

Иллюзия родства между всеми рыбами отчасти объясняется трудностями эволюции, связанными с эффективным передвижением в воде. Плотность воды примерно в 800 раз больше плотности воздуха, поэтому водная среда обитания позвоночных склоняется к обтекаемым формам, мускулистому телу и уплощенным придаткам (плавникам), которые обеспечивают движение вперед и одновременно минимизируют сопротивление.

Жизнь в более плотной среде также значительно уменьшает силу притяжения. Плавучесть воды избавляет водные организмы от разрушительного действия веса на наземные существа. Так, самые крупные животные - киты - живут в воде, а не на суше. Эти факторы также помогают объяснить небольшой относительный размер мозга (отношение веса мозга к весу тела) большинства рыб, что было использовано против них в нашем мозгоцентрическом взгляде на другие формы жизни. Рыбам выгодно иметь большие и мощные мышцы, чтобы перемещаться по воде, которая более устойчива, чем воздух, а жизнь в практически невесомой среде означает, что нет необходимости ограничивать размер тела по отношению к размеру мозга.

В любом случае, размер мозга имеет лишь незначительное значение с точки зрения когнитивного развития. Как отмечает автор Сай Монтгомери в эссе о разуме осьминогов, в электронике хорошо известно, что все можно миниатюризировать. Маленький кальмар может изучать лабиринты быстрее, чем собаки, а небольшая рыба-бычок способна запомнить топографию приливного бассейна, проплыв над ним во время прилива, что под силу немногим, если вообще кому-то из людей.

Самые первые рыбоподобные существа появились в кембрийском периоде, около 530 миллионов лет назад. * Они были маленькими и не очень интересными. Большим прорывом в эволюции рыб (и всех их потомков) стало появление челюстей примерно 90 миллионов лет спустя, в силурийском периоде. Челюсти позволили этим позвоночным-первопроходцам захватывать и разрывать пищу, а также расширять голову, чтобы мощно всасывать добычу, что значительно расширило доступное меню обеда. Можно также считать челюсти первым в природе швейцарским армейским ножом, поскольку они выполняют и другие функции, в том числе манипулируют предметами, роют норы, переносят материал для строительства гнезд, перевозят и защищают молодняк, передают звуки и общаются (например, не подходи ближе, а то укушу). Наличие челюстей положило начало бурному росту численности рыб в девонском периоде, который также называют "эпохой рыб", включая первых суперхищников. Большинство девонских рыб были плакодермами (пластинокожими), имевшими тяжелую костную броню на головном конце и хрящевой скелет. Самые крупные плакодермы были грозными. Некоторые виды Dunkleosteus и Titanichthys достигали тридцати футов. У них не было зубов, но они могли резать и дробить с помощью двух пар острых костных пластин, образующих челюсти. Их окаменелости часто находят с кучками полупереваренных рыбьих костей, что позволяет предположить, что они срыгивали их на манер современных сов.

Несмотря на то, что все они ушли в девон и не существуют уже более 300 миллионов лет, природа была добра к плакодермам, сохранив некоторые экземпляры настолько бережно, что палеонтологам удалось выяснить некоторые интригующие стороны их жизни. Одна из таких находок из ископаемых мест Гого в Западной Австралии - Materpiscis attenboroughi (в переводе - рыба-мать Аттенборо), названная так в честь культового британского ведущего документальных фильмов о природе Дэвида Аттенборо, который с восторгом рассказывал об этом виде в своем документальном сериале 1979 года "Жизнь на Земле". Этот прекрасно сохранившийся трехмерный экземпляр позволяет осторожно снять слои, чтобы открыть внутренности рыбы. И что же там обнаружилось, кроме хорошо развитого детеныша Materpiscis attenboroughi, прикрепленного к матери пуповиной. Это открытие раскачало эволюционную лодку, отбросив на 200 миллионов лет назад происхождение внутреннего оплодотворения. Оно также придало эротическую окраску жизни ранних рыб. Насколько нам известно, существует только один способ внутреннего оплодотворения: секс с интромиссивным органом. Так что, похоже, рыбы первыми стали наслаждаться "веселым видом" секса. Об этом открытии и о Джоне Лонге, австралийском палеонтологе, благодаря которому оно стало известно, Аттенборо неоднозначно высказался во время публичной лекции: "Это первый известный пример совокупления позвоночных в истории жизни... и он называет его в мою честь".

Несмотря на секс, у костных рыб, возникших примерно в то же время, что и плакодермы, было светлое будущее. Хотя они понесли большие потери во время третьего великого вымирания, завершившего пермский период, в течение последующих 150 миллионов лет триасового, юрского и мелового периодов они неуклонно диверсифицировались. Затем, около 100 миллионов лет назад, начался настоящий расцвет. С тех пор и до наших дней число известных семейств костистых рыб увеличилось более чем в пять раз. Однако ископаемые не охотно раскрывают свои секреты, поэтому, возможно, в скалах до сих пор скрыто множество более ранних семейств рыб.

Как и их костные собратья, хрящевые рыбы также уверенно восстанавливались после пермского кризиса, хотя и без взрывного разнообразия, характерного для более поздних времен. Насколько нам известно, сегодня существует больше видов акул и скатов, чем когда-либо в истории. И мы начинаем узнавать, что их реальная жизнь не соответствует их драчливой репутации.

Разнообразные и универсальные

Поскольку за их жизнью наблюдать сложнее, чем за жизнью большинства наземных животных, рыб нелегко изучить. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований, изучено менее 5 процентов мирового океана. Морские глубины - самая большая среда обитания на Земле, и в них живет большинство животных планеты. Семимесячное исследование мезопелагической зоны (от 100 до 1000 метров - от 330 до 3300 футов - ниже поверхности океана) с помощью эхолотов, опубликованное в начале 2014 года, показало, что там обитает в десять-тридцать раз больше рыб, чем считалось ранее.

А почему бы и нет? Возможно, вы сталкивались с распространенным представлением о том, что жизнь на больших глубинах - это ужасное испытание для обитающих там существ. Это поверхностная идея, ведь, несомненно, глубоководные существа испытывают не больше неудобств от огромного давления вышележащего океана, чем мы от давления атмосферы над нами, равного примерно десяти тоннам на квадратный метр (часто выражаемого как 14,7 фунта на квадратный дюйм). Как объясняет эколог-океанолог Тони Кослоу в своей книге "Безмолвная глубина", вода относительно несжимаема, поэтому давление на глубине оказывает меньшее влияние, чем мы обычно думаем, поскольку давление внутри организма примерно такое же, как и снаружи.

Технологии только начинают позволять нам заглянуть в океанские глубины, но даже в доступных местах обитания многие виды остаются неоткрытыми. В период с 1997 по 2007 год только в бассейне реки Меконг в Азии было обнаружено 279 новых видов рыб. В 2011 году было обнаружено четыре вида акул. При сохранении нынешних темпов эксперты прогнозируют, что общее число всех рыб составит около 35 000. С развитием технологий, позволяющих различать виды на генетическом уровне, я думаю, что их может быть на много тысяч больше. Когда я изучал летучих мышей в качестве аспиранта в конце 1980-х годов, было определено 800 видов. Сегодня их число возросло до 1300.

Из разнообразия рождается разнообразие, а из богатого разнообразия рыбьего царства рождаются достойные внимания суперновинки и причудливые модели жизненного цикла. Самая маленькая рыба - более того, самое маленькое позвоночное - это крошечный бычок из одного из филиппинских озер Лусона. Взрослые Pandaka pygmaea достигают всего трети дюйма в длину и весят около 0,00015 унции. Если положить на весы 300 таких бычков, они не сравнятся с весом американского пенни.

Самцы некоторых глубоководных рыб-удильщиков не намного крупнее, но то, чего им не хватает в размерах, они компенсируют смелостью своего образа жизни. Найдя самку, самцы некоторых видов глубоководных рыб-удильщиков прикрепляются ртом к ее телу и остаются там до конца жизни. Неважно, где именно они прикрепляются к самке - на брюхе или на голове, - в конце концов они срастаются с ней. Самец, во много раз меньший по размеру, напоминает не более чем видоизмененный плавник, живет за счет ее крови и оплодотворяет ее внутривенно. У одной самки может быть три или более самцов, прорастающих из ее тела, как конечности.

Выглядит это как непристойная форма сексуального домогательства; ученые назвали это сексуальным паразитизмом. Но происхождение этой нетрадиционной системы спаривания не так уж и бесславно. По оценкам, плотность самок глубоководных рыб-удильщиков составляет примерно одну на 800 000 кубических метров (28 миллионов кубических футов) воды, что означает, что самец ищет объект размером с футбольный мяч в затемненном пространстве объемом примерно с футбольный стадион. Таким образом, рыбам-удильщикам отчаянно трудно найти друг друга в бескрайней темноте бездны, поэтому разумно держаться за своего партнера, если вы его нашли. В 1975 году, когда Питер Гринвуд и Дж. Р. Норман пересматривали "Историю рыб", не было найдено ни одного свободно плавающего взрослого самца рыбы-удильщика, что заставило ихтиологов предположить, что единственной альтернативой успешному прикреплению является смерть. Но Тед Питч (Ted Pietsch) из Вашингтонского университета, хранитель рыб в Музее естественной истории и культуры имени Берка и ведущий мировой авторитет в области глубоководных рыб-удильщиков, рассказал мне, что сейчас в коллекциях образцов по всему миру имеются сотни (ранее) свободно плавающих самцов.

В обмен на то, что самец является абсолютным диванным картофелем, самке не приходится задаваться вопросом, где ее товарищ в субботу вечером. Оказывается, некоторые самцы действительно представляют собой не более чем придаток.

Еще одна отличительная черта рыб - их плодовитость, которая также не имеет аналогов среди позвоночных. В яичниках одного линга длиной пять футов и весом пятьдесят четыре фунта содержится 28 361 000 икринок. Даже это меркнет по сравнению с 300 миллионами икринок, которые несет в себе океанская солнечная рыба, самая крупная из всех костных рыб. То, что такое грандиозное создание может быть продуктом столь ничтожных родительских инвестиций, как крошечное яйцо, выпущенное в толщу воды, может способствовать распространенному предубеждению, что рыбы недостойны нашего внимания. Но стоит напомнить, что все живые существа начинаются с одной клетки. И, как мы увидим в разделе "Стиль родительского воспитания", родительская забота хорошо развита у многих рыб.

Из скромного яйца размером меньше буквы "о" взрослый линь может вырасти почти до шести футов в длину, и это еще одно достоинство рыб, что они могут так сильно увеличиваться в размерах с самого начала своего самостоятельного жизненного цикла. Но чемпионом по росту среди позвоночных может стать острохвостая океаническая солнечная рыба. Хотя они не имеют обтекаемой формы (название семейства, Molidae, связано с их формой жернова), они вырастают от одной десятой дюйма до десяти футов в длину и могут весить в 60 миллионов раз больше взрослой особи.

Акулы находятся на противоположном конце спектра плодовитости рыб. Некоторые виды размножаются со скоростью всего один детеныш в год. И это только после достижения половой зрелости, на что у некоторых видов может уйти четверть века и более. В некоторых частях своего ареала обитания ластоногие акулы-рыбы - интенсивно вылавливаемый вид, который вы могли препарировать на занятиях по биологии в колледже, - в среднем достигают возраста тридцати пяти лет, прежде чем будут готовы к размножению. Плацентарная структура акул не менее сложна, чем у млекопитающих. Беременности случаются редко, а гестация может быть длительной. У жаброногих акул детеныши вынашиваются более трех лет - это самая долгая беременность в природе. Надеюсь, у них не будет утренней тошноты.

Рыбы-собаки не умеют летать, как и другие рыбы, но они могут стать лучшими в мире по плавучести. Самые известные из них - летающие рыбы, которых насчитывается около семидесяти видов, обитающих на поверхности открытого океана. Летающие рыбы имеют сильно увеличенные грудные плавники, которые выполняют функцию крыльев. Готовясь к старту, они могут развивать скорость до сорока миль в час. В воздухе нижняя доля хвоста может опускаться в воду и использоваться в качестве нагнетателя для увеличения высоты полета до 1 200 футов и более. Обычно полеты проходят прямо над поверхностью, но иногда порывы ветра уносят этих воздухоплавателей на высоту пятнадцати-двадцати футов, что может объяснить, почему они иногда приземляются на палубы кораблей. Интересно, не помешали ли ограничения, связанные с дыханием в воде, летающим рыбам стать по-настоящему хлопающими крыльями для длительного полета? В воздух поднимаются и некоторые другие виды рыб, в том числе харацины из Южной Америки и Африки, а также - неважно, что их название больше похоже на цирковой номер - летающие каталки.

Если говорить о превосходных степенях и названиях, то, безусловно, одно из самых длинных принадлежит государственной рыбе Гавайев - прямоугольной рыбе-триггеру, известной местным жителям как humuhumunukunukuapua'a (перевод: рыба, которая шьет иглой и хрюкает, как свинья). Возможно, награда за наименее лестное название должна достаться рыбе-удильщику, прозванной волосатым мешкоротом, а за самое нелепое - саркастичному бахромоголовому. На звание самого грубого я выдвигаю маленького прибрежного обитателя, скользкого хрена (Halichoeres bivittatus).

Но на самом деле самые интересные новости о рыбах - это постоянный поток открытий о том, как они думают, чувствуют и живут. Едва ли проходит неделя без новых открытий в области биологии и поведения рыб. Тщательные наблюдения на рифах открывают тонкую социальную динамику мутуализма чистильщика и рыбы-клиента, которая опровергает человеческое представление о том, что рыбы - это тупой гороховый мозг и рабы инстинктов. А пресловутая трехсекундная память рыб была опровергнута простыми лабораторными исследованиями. На следующих страницах мы узнаем, что рыбы не только разумны, но и сознательны, коммуникабельны, социальны, используют инструменты, добродетельны и даже макиавеллисты.

Низкорослый не

Среди позвоночных животных - млекопитающих, птиц, рептилий, земноводных и рыб - именно рыбы наиболее чужды нашему восприятию. Не обладая заметной мимикой и кажусь немыми, рыбам легче отмахнуться от нас, чем нашим собратьям, дышащим воздухом. Их место в человеческой культуре почти повсеместно сводится к двум взаимосвязанным контекстам: (1) что-то, что можно поймать, и (2) что-то, что можно съесть. Поймать и вытащить рыбу из воды не просто считается благом, но и символом всего хорошего, что есть в жизни. Рыбалка нередко появляется в рекламе, а на логотипе одной из самых любимых американских киностудий DreamWorks изображен мальчик в стиле Тома Сойера, отдыхающий с удочкой. Возможно, вы встречали самопровозглашенных вегетарианцев, которые тем не менее едят рыбу, как будто между треской и огурцом нет никакого морального различия.

Почему мы склонны отбрасывать рыб за пределы внешней орбиты нашего круга моральных забот? Во-первых, они "хладнокровны" - термин, который не пользуется доверием в науке. Я не понимаю, почему наличие или отсутствие встроенного термостата должно иметь какое-то отношение к моральному статусу организма. В любом случае, кровь большинства рыб не бывает холодной. Рыбы - эктотермы, то есть температура их тела зависит от внешних факторов, в частности от воды, в которой они живут. Если они живут в теплых тропических водах, их кровь течет тепло, если же они обитают в холодных океанских глубинах или полярных регионах, как многие рыбы, то температура их тела держится около нуля.

Но даже это описание не соответствует действительности. Тунцы, меч-рыбы и некоторые акулы отчасти эндотермичны - они могут поддерживать температуру тела выше, чем окружающая среда. Этого они добиваются за счет тепла, выделяемого их мощными мышцами при активном плавании. У синеперых тунцов температура мышц поддерживается на уровне от 82 до 91 градуса по Фаренгейту в воде с температурой от 45 до 81 градуса. Точно так же у многих акул есть большая вена, которая согревает центральную нервную систему, отводя теплую кровь от основных плавательных мышц к спинному мозгу. Крупные хищные билфиши (марлины, меч-рыбы, парусники, копьеносцы) используют это тепло для согревания мозга и глаз, чтобы оптимально функционировать в более глубоких и прохладных водах. В марте 2015 года ученые описали первую по-настоящему эндотермическую рыбу, опахала, которая поддерживает температуру своего тела примерно на 9 градусов по Фаренгейту выше, чем в холодных водах, в которых она плавает на глубине нескольких сотен футов, благодаря теплу, выделяемому при хлопанье длинными грудными плавниками и сохраняемому противоточной системой теплообмена в ее жабрах.

Еще одно предубеждение, которое мы питаем к рыбам, - это "примитивность", которая в данном контексте имеет множество нелестных коннотаций: простота, неразвитость, тусклость, негибкость и бесчувственность. Рыбы "родились перед моим рассветом", - писал Д. Х. Лоуренс в стихотворении 1921 года "Рыба".

Никто не сомневается в том, что рыбы существуют уже давно, но в этом и кроется ошибка, когда рыб причисляют к примитивным. Это предубеждение предполагает, что те, кто остался в воде, перестали развиваться в тот момент, когда несколько из них выбрались на берег, что полностью противоречит неустанному процессу эволюции. Мозг и тело всех ныне живущих позвоночных представляют собой мозаику из примитивных и продвинутых характеристик. С учетом времени, а его было предостаточно, естественный отбор сохраняет то, что работает, и отсеивает остальное, в основном в процессе постепенного совершенствования.

Все виды рыб, жившие на заре появления ног и легких, давно исчезли. Около половины рыб, которых мы видим сегодня на планете, принадлежат к группе под названием Percomorpha, которая пережила оргию видообразования всего 50 миллионов лет назад (млн лет назад) и достигла пика разнообразия около 15 млн лет назад, когда развивалось семейство обезьян Hominoidea, к которому принадлежим и мы.

Таким образом, около половины видов рыб не более "примитивны", чем мы. Но потомки ранних рыб эволюционировали на много веков дольше, чем их наземные собратья, и с этой точки зрения рыбы - самые высокоразвитые из всех позвоночных. Вы, возможно, удивитесь, узнав, что у рыб есть генетический механизм для создания пальцев - это показывает, насколько рыбы похожи на современных млекопитающих. Просто у них развиваются не пальцы, а плавники, поскольку плавники лучше приспособлены к плаванию, чем пальцы. И не забудьте о сегментированной мускулатуре. Прямая мышца живота - дощатый живот, который украшает торс наших самых сильных атлетов (и есть у каждого из нас, хотя и погребен под избытком жировой ткани), - напоминает о сегментации осевых мышц, впервые заложенной рыбами. Как напоминает нам название популярной книги Нила Шубина "Ваша внутренняя рыба", наши предки (как и предки современных рыб) были ранними рыбами, и наши тела наполнены модифицированными структурами, прослеживаемыми у наших общих водных предшественников.

Более древний организм не обязательно более простой. Эволюция не идет по пути неуклонного увеличения сложности и размеров. Крупнейшие динозавры не только были гораздо крупнее современных рептилий, но и недавно палеонтологи обнаружили доказательства того, что они были социальными существами с родительской заботой и способами общения, по крайней мере, такими же сложными, как у современных рептилий. Аналогичным образом, самые крупные наземные млекопитающие вымерли тысячи или миллионы лет назад, в период расцвета разнообразия млекопитающих. Настоящая эпоха млекопитающих закончилась. Мы склонны считать последние 65 миллионов лет эпохой млекопитающих, но телеостовые рыбы за это время диверсифицировались гораздо сильнее. Эпоха телеостов, возможно, звучит не так сексуально, но зато более точно.

Так же как эволюция не идет неизбежно по пути усложнения, она не является и процессом совершенствования. При всей элегантности адаптаций, позволяющих животным оптимально функционировать, ошибочно полагать, что животные идеально приспособлены к окружающей среде. Этого не может быть, потому что окружающая среда не является статичной. Погодные условия, геологические сдвиги, такие как землетрясения и извержения вулканов, и постоянный процесс эрозии представляют собой подвижные мишени. Даже помимо этих нестабильностей, природа не является полностью эффективной. Неизбежны компромиссы. В качестве примера можно привести аппендикс, зубы мудрости и слепое пятно, где зрительный нерв прерывает сетчатку. У рыб закрытие жаберных крышек, необходимое для дыхания, вызывает движение вперед. Если рыба хочет оставаться неподвижной, как это обычно делает отдыхающая рыба, ей необходимо компенсировать жаберную тягу. Именно поэтому редко можно увидеть неподвижную рыбу, чьи грудные плавники не находятся в движении.

По мере того как мы узнаем все больше о рыбах, будь то их эволюция или поведение, наша способность идентифицировать себя с ними растет, как и наша способность соотнести их существование с нашим собственным. Центральным элементом эмпатии - способности поставить себя на место другого человека, или, в данном случае, плавника, - является понимание опыта другого. Центральным элементом этого является понимание их сенсорных миров.

Часть 2. Что воспринимает рыба

Истины не существует. Есть только восприятие.

-Гюстав Флобер

Что видит рыба

...красно-золотой, водно-драгоценный, зеркально-блестящий яркий глаз.

-Из книги "Рыба" Д. Х. Лоуренса

Нас учат, что существует пять чувств: зрение, обоняние, слух, осязание и вкус. На самом деле это ограниченный список. Подумайте, насколько скучной была бы жизнь, если бы у вас не было чувства удовольствия! И хотя идея жизни без боли очень привлекательна, насколько опасно было бы, если бы вы не осознавали, что кладете руку на горячую плиту? Без чувства равновесия мы не смогли бы ходить, не говоря уже о езде на велосипеде. Без способности определять давление ловкое обращение с ножом и вилкой превратилось бы в задачу, требующую геркулесовой концентрации. Как и следовало ожидать от существ, у которых было много времени на эволюцию, рыбы обладают разнообразными и развитыми способами сенсорного восприятия.

Одно из моих любимых понятий, которое я узнал, изучая поведение животных, - это умвельт, термин, созданный в начале двадцатого века немецким биологом Якобом фон Уэкскюлем. Можно считать, что умвельт животного - это его сенсорный мир. Поскольку их сенсорный аппарат различается, разные виды могут по-разному воспринимать мир, даже если они обитают в одной и той же среде.

Например, совы, летучие мыши и мотыльки летают в ночное время, но различия в их биологии определяют различия в умвельте для каждой из них. Совы в основном полагаются на зрение и слух, чтобы поймать свою добычу. Летучие мыши тоже полагаются на слух, но совсем иначе, чем совы: они воспринимают эхо своих собственных высокочастотных звуков, охотясь и ориентируясь с помощью эхолокации. Мотыльки, как беспозвоночные животные, возможно, наименее доступны из всех трех видов с точки зрения нашего собственного умвельта, но мы знаем, что у них хорошее зрение и что они могут находить товарищей на больших расстояниях с помощью своего превосходного детектора запахов. То, как работают органы чувств того или иного вида, в какой-то мере помогает понять тайны его ощущений.

Мы можем ожидать, что умвельты рыб будут отличаться от наших, поскольку они развивались в воде, а не в воздухе. Но эволюция - консервативный конструктор, склонный держаться за изящную идею. В качестве примера можно привести глаза рыб. За исключением очевидного отсутствия век, глаза рыб похожи на наши собственные. Как и глазные яблоки большинства позвоночных, включая человека, рыбьи глазные яблоки обслуживаются тремя парами мышц, которые поворачивают глаз по всем осям, а также суспензорной связкой и втягивающими мышцами, которые помогают рыбе сосредоточиться на пузырьках, поднимающихся из аэратора, или на вертикальном существе, пристально смотрящем с другой стороны стакана. Будучи эволюционными предшественниками наземных животных, ранние рыбы заложили эту систему зрения. Заметить вращающиеся движения глаз большинства мелких рыб нелегко, но при следующем посещении аквариума вы сможете заметить движения глаз у более крупных особей, когда они переводят взгляд на разные части окружающей среды.

Благодаря сферической линзе с высоким коэффициентом преломления, который определяется как отношение скорости света через среду (в данном случае линзу) к его скорости в вакууме, рыба может видеть под водой так же четко, как мы видим в воздухе. Разумеется, у рыб нет ни слезных желез, ни слезных протоков, ни век, чтобы увлажнять нежную поверхность глаз; они им и не нужны, поскольку глазное яблоко постоянно поддерживается в чистоте и влажности водой, в которой они плавают.

Морские коньки, бленни, бычки и камбалы еще больше усовершенствовали свою глазную мускулатуру, чтобы каждый глаз мог вращаться независимо, как у ящериц-хамелеонов. Из этого я могу сделать вывод, что существо, наделенное такими возможностями, способно обрабатывать два зрительных поля одновременно. Это кажется столь радикально отличным от того, что делает человеческий мозг, и когда я пытаюсь представить себе ментальный опыт двух независимых зрительных полей, каждое из которых находится под моим сознательным контролем, это выходит за рамки моего умвельта не меньше, чем попытка представить себе предел Вселенной. Хотя группа ученых из Израиля и Италии смоделировала зрительную систему хамелеонов, создав "роботизированную голову" с двумя независимо движущимися камерами, мне не известно о попытках понять, как их обрабатывает один мозг. Мыслит ли хамелеон одновременно о двух вещах, когда один глаз фокусируется на сочном кузнечике на соседней веточке, а другой обследует ветви над головой в поисках лучшего маршрута подхода? Может ли морской конек одним глазом разглядывать потенциального товарища, а другим следить за движениями затаившегося хищника? Мой мозг с одним глазом не может. Если я читаю газету, а по радио крутят "Эту американскую жизнь", мой мозг может переключаться между ними, но как бы я ни старался, я не могу смотреть обе истории в одно и то же время.

Мне также трудно понять, как визуально выглядят камбалы, особенно в раннем детстве. Детеныши камбалы выглядят как любая другая нормальная рыба, плавают вертикально с одним глазом на каждой стороне. Затем, готовясь к взрослой жизни, они претерпевают причудливую трансформацию: один глаз перемещается на другую сторону лица. Это похоже на реконструктивную операцию на лице, только в замедленном режиме, без скальпелей и швов. И даже не всегда медленно. Вся миграция занимает всего пять дней, если вы звездчатая камбала, а у некоторых видов - менее одного дня. Если у рыбы и бывает неловкий подростковый период, то у этой он точно есть.

В обмен на унизительное положение, когда оба глаза расположены рядом друг с другом на одном боку, камбалы обладают потрясающим бинокулярным зрением. Как и у гордых соседей, оба глаза выступают из тела, и каждый может поворачиваться независимо. (Может быть, камбалы - единственные рыбы, способные испугать себя, посмотрев себе в глаза?) Бинокулярное зрение - полезная адаптация для такого образа жизни, когда рыба лежит в засаде на песчаном или каменистом дне, изысканно маскируясь под субстрат, и выжидает удобного момента, чтобы молниеносным выпадом схватить ничего не подозревающую креветку или другого несчастного прохожего. Благодаря утонченному восприятию глубины камбала может лучше оценить время и мудрость своей засады.

Очевидно, что миграция глаз является эффективной стратегией выживания для камбаловых и родственных им плоских рыб, которых насчитывается более 650 видов, включая подошву, тюрбо, палтусов, пескарей, камбал и гольцов. Некоторые виды называются "правоглазыми камбалами" - они всегда лежат на левом боку после того, как их левый глаз переместился на правую сторону тела. Другие - левоглазые камбалы. Несмотря на прекрасную адаптацию, многие виды атлантической камбалы и подошвы находятся под угрозой вылова.

Четырехглазая рыба, обитающая в пресных и солоноватых водах вдоль атлантического побережья Центральной и Южной Америки, расширяет свое зрительное поле иным способом. Природные изобретатели бифокальных линз, эти родственники гуппи имеют дискретное разграничение между верхней и нижней частью сетчатки. Рыба плавает так, что демаркация точно совпадает с плоскостью водной поверхности: верхняя часть глаза обеспечивает идеальное воздушное зрение, а погруженная часть - водное. Гибкое генетическое кодирование делает верхние глаза чувствительными к зеленым длинам волн, преобладающим в воздухе, а нижние - к желтым длинам волн, встречающимся в мутной воде. Это ценный набор визуальных инструментов, когда вы хотите найти вкусную пищу внизу, не будучи неожиданно атакованным голодной птицей сверху.

Большинство крупных и быстрых хищных рыб открытого океана, включая меч-рыб, тунцов и некоторых акул, полагаются на скорость и острое зрение, чтобы поймать добычу. Глаза двенадцатифутовой меч-рыбы могут достигать почти четырех дюймов в поперечнике. Однако охота под водой сопряжена с особыми зрительными проблемами. Если вы когда-нибудь заходили в пещеру без фонарика, то представляете, что испытывают рыбы, погружаясь все глубже под поверхность, где света для зрения меньше. Есть и другая проблема: температура воды падает с увеличением глубины, а холод тормозит работу мозга и мышц, замедляя время реакции.

Чтобы преодолеть вялое воздействие холода, некоторые рыбы придумали гениальный способ улучшить работу мозга и глаз: они используют тепло, вырабатываемое мышцами, которое заставляет их органы чувств работать с большей производительностью. Меченосцы могут нагревать свои глаза на двадцать-тридцать градусов по Фаренгейту выше температуры воды. Тепло выделяется благодаря противоточному обмену между входящими и выходящими кровеносными сосудами, окружающими глазные мышцы. Артерии, приносящие холодную кровь от сердца и вен, согреваются специальным теплогенерирующим органом в одной из глазных мышц. Эти артерии образуют плотную решетчатую сеть, усиливающую теплообмен между ними. Исследования глаз, удаленных у недавно пойманных меч-рыб, показывают, что такая стратегия согревания более чем в десять раз улучшает способность рыбы отслеживать быстрые изменения в движениях добычи.

В отличие от меч-рыб, многие акулы предпочитают охотиться в ночное время, когда уровень освещенности чрезвычайно низок. Глаза акул, прекрасно приспособленные к своей среде обитания, имеют слой отражающих клеток, называемый tapetum lucidum (лат. "яркий гобелен"), расположенный рядом с сетчаткой. Свет, попадая на этот слой, отражается от глаза акулы, дважды попадая на сетчатку и увеличивая ночное зрение акулы в два раза. Именно этот эффект создает знакомый "блеск глаз" кошек и других наземных ночных преследователей. Если бы акулы ходили по суше, вы бы видели их в свете фар ночью по жуткому сиянию их глаз. *.

Избежать хищников - не менее важная задача, чем поймать добычу. Будь то океан, озеро или ручей, рыбы используют различные визуальные приемы, чтобы завладеть верхним плавником. Например, для тех, кто живет на мелководье, нижняя часть поверхности воды действует как зеркало. Это позволяет рыбе видеть отражение предметов, которые не находятся в прямой видимости. Синежаберник - рыба размером с блюдце, обитающая на мелководье североамериканских озер, прудов и медленно текущих ручьев, - может подсмотреть за хищной щукой, притаившейся у дальнего камня или зарослей водорослей, взглянув на отражение в поверхности. Что хорошо для гуся, то хорошо и для судака, и я полагаю, что хищники также могут использовать эту технику, чтобы подглядывать за своей добычей. Думаю, это можно легко изучить в условиях временной неволи.

Зеркальная техника, которую использует синежаберник, работает только в спокойных водах, а в таких условиях рыбы также хорошо видят, что происходит над поверхностью, что позволяет им уклоняться при приближении пикирующей птицы. Тот факт, что волнистая вода ухудшает способность различать объекты над поверхностью, может объяснить, почему морские птицы чаще охотятся и ловят больше рыбы в волнистой, чем в спокойной воде. Преломляющие свойства спокойной воды также улучшают способность рыб видеть объекты на береговой линии. Вооруженные этим знанием рыбаки иногда стоят дальше от кромки воды, чтобы уменьшить вероятность обнаружения рыбы.

Цветные значки и фонарики

Конечно, бывают случаи, когда цель - быть обнаруженным. Коралловые рифы открывают широкие возможности для визуальных инноваций. Кораллы растут в тропических морях на небольшой глубине, где высокая температура и уровень освещенности. Свет творит волшебные вещи с цветом, что объясняет завораживающий калейдоскоп, отображаемый на теле рифовых рыб. Более того, когда в 2014 году ученые обнаружили свидетельства наличия палочек и колбочек у окаменевшего существа, похожего на акулу, жившего 300 миллионов лет назад, они пришли к выводу, что цветовое зрение было изобретено под водой.

За прошедшие с тех пор века рыбы развили зрительные способности, превосходящие наши собственные. Например, большинство современных костных рыб - тетрахроматики, что позволяет им видеть цвета ярче, чем мы. Мы - трихроматические существа, что означает наличие только трех типов колбочковых клеток в наших глазах, и наш цветовой спектр более ограничен. Глаза рыб, имеющие четыре типа колбочковых клеток, обеспечивают четыре независимых канала для передачи цветовой информации. Некоторые рыбы также видят свет в ближнем ультрафиолетовом (УФ) спектре, где длина электромагнитных волн короче, чем в так называемом "видимом спектре". Это помогает объяснить, почему около ста известных видов из двадцати двух семейств рифовых рыб отражают от своей кожи большое количество ультрафиолетовых лучей. Все это заставляет меня задуматься о том, испытывает ли рыба больший восторг при виде дайвера, чей гидрокостюм украшен синими и желтыми гоночными полосами, по сравнению с тем, кто одет в обычный черный гидрокостюм.

В 2010 году ученые сделали открытие, которое наглядно демонстрирует, насколько важно обладать более широким визуальным спектром, чем другие. Их работа была посвящена визуальной коммуникации у даманфишей - красочной и разнообразной группы обитателей рифов. Они изучали два вида - амбоновых и лимонных дамфиш, которые обитают на одних и тех же рифах в западной части Тихого океана и которые, по мнению людей, выглядят идентично. Амбоновые даманфиши наиболее активно защищают свои территории от представителей своего вида. Но как они узнают, что незваный гость - не просто лимонная дева? Исследователи догадывались, что зрение все же играет какую-то роль. Оказалось, что у каждого вида есть свой рисунок лица, видимый только в ультрафиолетовом свете. Когда исследователи светили на них ультрафиолетовым светом, на лицах дамбочек появлялись привлекательные узоры из точек и дуг, напоминающие отпечатки пальцев, которые различались у разных видов едва заметным (для человека), но постоянным образом. При тестировании навыков распознавания в неволе рыбки безошибочно указывали на правильный выбор, касаясь ртом изображения своего вида в обмен на пищевое вознаграждение. Когда исследователи использовали ультрафиолетовые фильтры для устранения этой визуальной информации, рыбки стали проваливать тесты. Более того, поскольку хищники, на которых охотятся даманские рыбы, слепнут от ультрафиолетового света, система распознавания лиц у даманских рыб работает скрытно, не нарушая камуфляжа, который помогает им не попадаться на глаза своим плавниковым врагам. Это все равно что быть единственным, кто знает, кто скрывается за манящей маской на балу-маскараде.

Тело рыб имеет множество способов самовыражения с помощью цвета. Помимо видовой идентификации, окраска многих рыб передает своим сородичам информацию о поле, возрасте, репродуктивном статусе и настроении. Пигментные клетки кожи содержат каротиноиды и другие соединения, которые отражают теплые цвета: желтый, оранжевый и красный. Белая окраска возникает не пассивно, из-за отсутствия пигмента, а активно, под действием света, отраженного от кристаллов мочевой кислоты в лейкофорах (от древнегреческого: leukos = белый) и гуанина в иридофорах (радужных хроматофорах). Зеленые, голубые и фиолетовые цвета образуются в основном за счет структурных узоров в коже и чешуе рыбы и варьируются в зависимости от толщины этих тканей. Вспомните очень красочную рыбу-клоуна (например, диснеевского персонажа Немо), окраска которой идентифицирует ее как особый вид рыбы-анемона и служит заметным предупреждением для других рыб о том, что не стоит лезть за ней в жалящие щупальца ее домашнего анемона.

Если носить яркую одежду полезно, то возможность менять ее может быть еще лучше. Расширяя или сокращая свои меланофоры - скопления клеток, содержащих черные гранулы, - такие рыбы, как цихлиды и бокоплавы, способны быстро становиться темнее или светлее. Некоторые рыбы, например камбалы и корнетики, способны контролировать, какие клетки расширяются или сжимаются, а красочные рыбы коралловых рифов, в частности, обычно могут управлять интенсивностью своей так называемой "плакатной окраски". Они могут усилить свою красоту, чтобы привлечь потенциального партнера или запугать конкурентов, или уменьшить ее, чтобы успокоить агрессивного конкурента или остаться незамеченными хищником.

Я считаю плоских рыб (тех самых, с мигающими глазами, которых мы видели ранее) чемпионами по манипулированию пигментом. Они используют свою кожу, чтобы как хамелеон слиться с фоном. Помню, как в школьные годы я перелистывал учебник биологии и наткнулся на поразительную фотографию камбалы, которую поместили в аквариум на клетчатую доску. В течение нескольких минут камбала создала прекрасное изображение шашечной доски на своей спине. С расстояния камбала фактически исчезает. Эта способность имитировать фон путем изменения распределения кожных пигментов - сложный и малоизученный процесс, в котором участвуют зрение и гормоны. Если один из глаз камбалы поврежден или засыпан песком, ей сложно подобрать цвет в соответствии с окружающей обстановкой, что указывает на некий уровень сознательного контроля со стороны камбалы, а не на механизм на клеточном уровне.

Окруженные друзьями и врагами, рыбы вынуждены искать компромисс между тем, чтобы быть обнаруженными и не быть обнаруженными. У поверхности, в зоне солнечного света, видно практически все. Но с глубиной проникновение света в воду уменьшается в геометрической прогрессии. Быть замеченной - первостепенная задача для рыбы, так как 90 % рыб, обитающих в сумеречной зоне между 100 и 1 000 метрами (0,6 мили), имеют светоизлучающие органы (фотофоры), которые служат маяками в темноте. Еще выше этот показатель у рыб, обитающих в Полуночной зоне - огромной бездне на глубине 2 000 метров и более, куда не проникает свет. Среди рыб, обитающих здесь, - щетинкорылы, фонарщики и знаменитые рыбы-удильщики.

Здесь, внизу, большая часть света производится светящимися бактериями, которые сосуществуют с рыбами в древнем симбиозе. В обмен на комнату и питание бактерии, производящие свет, предоставляют своим хозяевам целый ряд преимуществ. Глубоководные рыбы-удильщики - эксперты в области световых эффектов. Они излучают свет от рыболовной приманки, торчащей из головы, а у некоторых видов также от древовидной структуры, подвешенной к нижней челюсти. Эти светящиеся украшения повышают их привлекательность для потенциальной добычи, которая, привлеченная, как мотылек на свечу, плывет к своей гибели в пасти этих хищников из засады. С другой стороны, внезапные вспышки света, исходящие из тех же структур, могут быть использованы для отпугивания потенциальных хищников. Телесные огни также могут служить камуфляжем, отбрасывая слабый отблеск на нижнюю часть тела рыбы, делая ее менее заметной на фоне тусклого света, проникающего сверху. А когда рыбы хотят провести время с товарищами, характерные световые узоры, создаваемые этими органами, могут помочь им распознать себе подобных.

У рыб-пони своеобразный способ свечения. Фотофор, или пакет светопроизводящих бактерий, который самцы носят в горле, светит внутрь, на специализированный плавательный пузырь (газонаполненный орган, который помогает контролировать плавучесть) с отражающим покрытием. Свет отражается от этого покрытия и выходит наружу через прозрачный участок кожи. Управляя мускулистым затвором в стенке тела, рыба-пони создает мигающую демонстрацию. Стаи самцов иногда координируют свои вспышки, создавая ослепительное шоу, что, по мнению ученых, является стратегией, позволяющей самкам настроиться на спаривание.

Рыбы-фонарики - одни из немногих биолюминесцентных рыб, обычно не встречающихся на больших глубинах, - используют более прямой подход к освещению, используя многофункциональный фонарь, состоящий из полукруглого органа, расположенного чуть ниже каждого глаза. Эта пара органов содержит люминесцентные бактерии, чей непрерывно излучаемый свет рыба может включать и выключать с помощью мускулистой крышки. Как и конские рыбы, рыбы-фонарики собираются в ночные косяки, где их совместный свет помогает привлечь и осветить зоопланктонную добычу. Эти рыбы также используют свет, чтобы уклоняться от хищников. Когда опасность приближается, рыба-мишень продолжает светить до последнего момента, прежде чем выключить свет и изменить направление движения. (Спаривающиеся пары рыб-фонариков удерживают территорию над рифом, и если к ним приближается чужая рыба-фонарик, самка пары подплывает и светит фонариком буквально в лицо нарушителю, как бы говоря: "Проваливай!".

Эти глубоководные световые шоу происходят в сине-зеленом спектре, который является цветом большинства биолюминесценций, вероятно, потому, что аквамариновый свет проходит дальше всего через воду. Но есть одна группа рыб, которая нарушает это правило: рыхлогубые. Этих рыб, названных так за вместительную нижнюю челюсть, гибкий шарнир которой позволяет делать огромную щель, можно было бы назвать рыбами-фонарями (собственно, одна из них так и делает), поскольку мощный луч света, который они излучают из концентрированного фотофора под каждым глазом, - красный. У одних видов цвет достигается за счет уникального флуоресцентного белка, у других - за счет простого гелеобразного фильтра над фотофорами. Естественно, эволюция позаботилась о том, чтобы рыхлогубые могли видеть красный цвет, благодаря небольшому изменению в гене, отвечающем за структуру глазного пигмента.

Огромное преимущество: луч фонарика, который может видеть только его носитель. Таким образом, эти охотники за бездной могут шпионить за другими, не будучи замеченными. В то время как другие глубоководные рыбы используют свой свет периодически, мерцая и мигая, чтобы не быть обнаруженными и съеденными, рыбий челюстник дерзко держит свои лампы включенными постоянно, невидимый для своих хищников и для добычи, которую он безнаказанно преследует. Это глубоководный ответ на очки ночного видения.

Одурачили вас!

Очевидно, что рыбы обладают разнообразным и инновационным визуальным репертуаром. Они используют свои инструменты, чтобы улучшить способность видеть, сделать себя более или менее заметными, заявить о своей идентичности, приманить и оттолкнуть, а также манипулировать.

Но как рыбы воспринимают то, что видят сами? Каков ментальный опыт рыбы и как он может сравниться с нашим собственным?

Один из способов ответить на этот вопрос - рассмотреть оптические иллюзии. Если на животное не влияет визуальное изображение, которое обманывает нас, то можно предположить, что оно воспринимает визуальные поля механически, как их мог бы "воспринимать" робот. Однако если они поддаются иллюзии так же, как и мы, это говорит о том, что у них схожий ментальный опыт восприятия того, что они видят.

В книге "Алекс и я", трогательных мемуарах Ирен Пепперберг о тридцати годах жизни с африканским серым попугаем, одним из многих захватывающих открытий является то, что эти умные птицы воспринимают оптические иллюзии так же, как и мы: они их обманывают. Как отмечает Пепперберг, из этого следует, что попугаи буквально видят мир так же, как и мы.

Рисунок 1: Иллюзия Эббингауза

Могут ли рыбы обмануть оптические иллюзии? В ходе исследования краснохвостых сплитфинов - небольших рыбок, обитающих в высокогорных мексиканских ручьях, - в неволе они научились касаться большего из двух дисков, чтобы получить пищевое вознаграждение. Когда они освоили это задание, ученые представили им иллюзию Эббингауза, которая состоит из двух дисков одинакового размера, один из которых окружен более крупными дисками, из-за чего он кажется меньше (по крайней мере, для человеческого глаза), чем другой, окруженный более мелкими дисками (см. рис. 1). Сплитфины предпочитают последний диск.

Этот результат показал ученым, что краснохвостые сплитфины не воспринимают вещи бездумно, по принципу "стимул - реакция". Скорее, они формируют ментальные концепции - иногда ошибочные - на основе своих восприятий. Аналогичным образом, более раннее исследование показало, что краснохвостые сплитфины также поддаются более знакомой иллюзии Мюллера-Лайера, когда две одинаковые горизонтальные линии кажутся разной длины (см. рис. 2). Обученные выбирать более длинную линию, они выбирали линию, обозначенную B.

Рисунок 2: Иллюзия Мюллера-Лайера.

Исследования золотых рыбок и бамбуковых акул показали, что они тоже реагируют на зрительные иллюзии. Золотых рыбок можно научить отличать черные треугольники от черных квадратов на белом фоне. Тогда, если предъявить им треугольник Канизса или квадрат Канизса, они воспримут треугольник и квадрат соответственно. Иллюзии Канизса были разработаны в 1950-х годах итальянским психологом Гаэтано Канизса. Когда люди рассматривают эти фигуры, мы видим белый треугольник (или белый квадрат), который выглядит немного ярче, чем фон, хотя на самом деле никакого треугольника не нарисовано (см. Рисунок 3). Таким образом, мозг золотой рыбки делает то же самое, что и наш - завершает неполную картину.

Рисунок 3: Треугольник Канизса.

То, что сплитфины, золотые рыбки и бамбуковые акулы могут завершить неполную картину, не означает, что они уникальны среди рыб, поддающихся оптическим иллюзиям. Просто именно эти виды были выбраны для исследования. Сплитфины и золотые рыбки находятся лишь в отдаленном родстве, поэтому кажется вероятным, что и многие другие рыбы будут обмануты оптическими иллюзиями. Эти виды изучаются по той простой причине, что уход за ними в неволе хорошо отработан, поэтому их использование - вопрос удобства. Для тщательного изучения животных требуется время и усилия (а также деньги). Поэтому то, что мы знаем о рыбах, - лишь малая толика того, что известно им.

В игре на выживание рыбы могут использовать визуальное восприятие других рыб, создавая собственные иллюзии. Один из способов сделать это - отклонить атаку хищника от важных частей тела. По вполне очевидной причине, что это с большей вероятностью приведет к летальному исходу, хищники обычно направляют атаку на головную часть своей жертвы. О том, что многие водные хищники стремятся попасть в глаза, свидетельствует эволюция обманчивых глазных яблок у многих рыб. Примерами рыб, которые пользуются этим обманом, являются цихлиды, рыбы-бабочки, рыбы-ангелы, иглобрюхи и бокоплавы. Обман может быть усилен различными способами. Как и мы, рыбы чаще обращают внимание на яркие цвета, поэтому обманчивые глазные точки стремятся к заметному блеску, в то время как настоящий глаз на другом конце может быть относительно туманным. На рисунке молодой императорской рыбы-ангела нет глазного пятна, но бычий глаз, окруженный концентрическими кольцами из чередующихся белых и неоново-голубых цветов, выглядит не менее эффектно, в то время как настоящий глаз скрыт лабиринтом извилистых линий. У хищника, бросающегося на жертву, не будет времени на тонкую оценку, и эти цветовые трюки могут склонить чашу весов в пользу добычи.

Еще одно усовершенствование - хвостовая часть, напоминающая голову рыбы. Задний конец рыбы-кометы устроен таким образом, что напоминает морду рыбы-попугая, а сам глаз практически теряется среди созвездия белых пятен, покрывающих все тело, включая сам глаз. Поведенческие манипуляции могут еще больше усилить этот эффект. Ученые наблюдали за двумя видами рыб-бабочек, которые при первых признаках неприятностей переключают передачу и медленно плывут назад, а затем внезапно бросаются вперед, если на них набрасывается хищник. Если они движутся достаточно быстро, хищник, возможно, будет отфыркиваться от пустой воды. В противном случае у рыбы-бабочки больше шансов выжить, если кусок пропавшей плоти пришелся на хвост, чем если бы он пришелся на голову.

Меня умиляет то, что рыбы воспринимают оптические иллюзии так же, как и мы, и что они обманываются визуальными обманами своей предполагаемой добычи. Это говорит о чем-то особенном в мире восприятия - об умственном складе другого существа, - что его разум должен создавать то, чего на самом деле нет. Это говорит о способности верить. Убеждениями и восприятием можно пользоваться, и, как мы уже видели (и еще увидим), рыбы используют целый ряд обманов - визуальных и иных, - чтобы повысить свои шансы на успех.

Как существа, обладающие высоким уровнем зрения, мы можем понять, насколько важно иметь острое зрение, которым обладают большинство рыб. Из детских игр мы знаем, что такое дезориентация при завязывании глаз, и с восхищением наблюдаем за тем, как хорошо слепые люди учатся справляться с трудностями. Сомнительно, что слепая рыба проживет долго, даже если она обитает в Полуночной зоне, где главенствует встроенный свет. Но рыбам не только зрение помогает добывать средства к существованию. Как и у нас, у них развились другие органы чувств, помогающие им ориентироваться в жизненных обстоятельствах.

Что рыба слышит, чувствует и пробуем на вкус

Вселенная полна волшебных вещей,

терпеливо ожидая, пока наш ум станет острее.

-Эден Филлпоттс

Как вода влияет на динамику зрения, так она влияет на слух, обоняние и вкус. Вода - превосходный проводник звуковых волн, где они почти в пять раз длиннее, чем в воздухе, а звуки распространяются в воде в пять раз быстрее. Рыбы пользуются этим преимуществом с тех пор, как у них появились кости и плавники, используя звук как для ориентации, так и для общения. Вода также является отличной средой для распространения растворимых в воде химических соединений и хорошо подходит для восприятия запахов и вкусов. У рыб есть отдельные органы для обоняния и вкуса, хотя различие между ними нечеткое, поскольку все вещества встречаются в водном растворе.

Как и цветовое зрение, рыбы, вероятно, изобрели слух. Несмотря на распространенное мнение о том, что рыбы молчаливы, на самом деле у них больше способов издавать звуки, чем у любой другой группы позвоночных животных. Ни один из этих способов не связан с основным методом всех остальных позвоночных: вибрацией воздуха о мембраны. Рыбы могут быстро сокращать пару голосовых мышц, чтобы вибрировал их плавательный пузырь, который также служит усилителем звука. У них есть возможность скрежетать зубами в челюстях, скрежетать дополнительными зубами в горле, тереться костями друг о друга, раздувать жаберные крышки и даже - как мы увидим - выпускать пузыри из ануса. Некоторые наземные позвоночные изобретательны в издании невокальных звуков, таких как барабанный бой дятлов и стук в грудь горилл, но наземные родственники рыб обладают всего двумя типами голосового аппарата - сиринкс у птиц и гортань у всех остальных.

Обладая разнообразным акустическим портфолио, рыбы создают настоящую симфонию звуков, особенно в разделе ударных. Среди описаний, которые мы им присвоили, - гул, свист, стук, удар, скрип, ворчание, хлопки, кваканье, пульс, барабан, стук, урчание, бррр, щелчки, стоны, щебетание, жужжание, рычание и щелканье. Звуки некоторых рыб настолько примечательны, что мы дали им соответствующие названия: хрюкалки, барабаны, трубачи, кряквы, морские малиновки и хрюкалки. Имея уши, созданные для восприятия колебаний воздуха, а не воды, мы до недавнего времени были глухи к большинству звуков, издаваемых рыбами. Лишь в прошлом веке, по мере совершенствования технологий обнаружения подводных звуков, список акустических рыб начал расти.

И все же еще в 1930-х годах ученые считали, что рыбы глухие. Вероятно, это предубеждение возникло из-за того, что у рыб отсутствует внешний орган слуха. При нашем человекоцентричном взгляде на мир такое отсутствие могло означать только одно: отсутствие слуха. Теперь мы знаем больше: рыбам не нужны уши, благодаря несжимаемости воды, которая является отличным проводником звуков. Только заглянув внутрь рыбы, мы обнаруживаем структуры, модифицированные и приспособленные для производства и обработки звуков.

Карл фон Фриш (1886-1982), австрийский биолог, известный своим открытием танцевального языка медоносных пчел, был также преданным исследователем поведения и восприятия рыб. За несколько десятилетий до того, как в 1973 году он стал лауреатом Нобелевской премии за вклад в становление этологии (науки о поведении животных), фон Фриш первым продемонстрировал наличие слуха у рыб. В середине 1930-х годов он придумал простое, но гениальное исследование в своей лаборатории со слепым сомом по имени Ксаверл. Для этого он опускал кусок мяса на конце палки в воду рядом с глиняным убежищем, в котором Ксаверл проводил большую часть своих дней. Обладая прекрасным обонянием, Ксаверл вскоре выходил из своего укрытия, чтобы достать еду. После нескольких дней такой рутины фон Фриш начал свистеть перед тем, как доставить еду. Через шесть дней ему удалось выманить ксаверла из его логова просто свистом, доказав тем самым, что рыба его слышит. Этот эксперимент и другие, последовавшие за ним, сыграли решающую роль в расширении наших представлений об умвельте рыб. *.

Ксаверл принадлежит к эволюционно успешной группе отофисов, насчитывающей около 8 000 видов (включая карповых, гольянов, тетр, электрических угрей и рыб-ножей). У них развился специализированный слуховой аппарат, называемый веберовскими косточками, по имени его первооткрывателя, немецкого врача XIX века Эрнста Генриха Вебера. Косточки представляют собой ряд мелких косточек, образовавшихся из первых четырех позвонков рыбы, расположенных за черепом. Эти кости отделились от своих родительских костей, образовав цепочку, связывающую наполненный газом плавательный пузырь с заполненными жидкостью пространствами, окружающими внутреннее ухо. Этот аппарат помогает слышать, действуя как проводник и усилитель звуковых волн, подобно косточкам среднего уха млекопитающих.

Есть способы, с помощью которых слух рыб превосходит наш собственный. Большинство рыб слышат в диапазоне от 50 герц (Гц) до 3 000 Гц, что находится в пределах нашего собственного диапазона от 20 Гц до 20 000 Гц. Но тщательные исследования в неволе и в дикой природе позволили зафиксировать чувствительность к ультразвуку в верхнем диапазоне слуха летучих мышей: до 180 000 Гц у американской шэд и менхадена из Персидского залива. Это намного выше верхнего предела человеческой чувствительности. Считается, что это приспособление для подслушивания ультразвуковых звуков, издаваемых дельфинами, которые охотятся на этих рыб.

На другом конце слухового спектра такие рыбы, как треска, окунь и камбала, реагируют на инфразвуки с частотой до 1 Гц. Никто точно не знает, почему у этих рыб развилась способность настраиваться на сверхнизкие звуки, но обширная водная среда, в которой они обитают, дает подсказку. Вода в океанах и больших озерах движется не случайно. Глобальные климатические условия создают течения, местные погодные условия - волны, а гравитационное притяжение Луны приводит к постоянным приливам и отливам в океане. Движущаяся вода также наталкивается на скалы, пляжи, острова, рифы, прибрежные шельфы и другие подводные преграды. Все эти силы в совокупности создают окружающий инфразвук. Биологи из Университета Осло (Норвегия) считают, что рыбы используют эту акустическую информацию для ориентации во время миграций. Считайте это рыбьим эквивалентом использования птицами небесных ориентиров. Пелагические рыбы (обитающие в открытом океане) также могут обнаруживать изменения в структуре поверхностных волн, вызванные удаленными образованиями суши и разной глубиной воды. Чувствительность к инфразвуку отмечена также у некоторых головоногих моллюсков (осьминогов, кальмаров и других) и ракообразных - еще одно доказательство его полезности.

Чувствительность слуха рыб делает их уязвимыми к подводным шумам, создаваемым человеком. Например, нежные волосковые клетки, выстилающие внутренний слуховой аппарат, сильно повреждаются высокоинтенсивными низкочастотными звуками, издаваемыми пневматическими пушками, используемыми в морской нефтеразведке. Интенсивный шум, производимый сейсмической разведкой с помощью пневматического оружия у побережья Норвегии, снизил численность и уровень улова трески и пикши в прилегающем районе.

Некоторые рыбы также способны улавливать быстрые импульсы звука, различая в качестве отдельных ударов то, что мы слышим только как постоянный свист. Кроме того, они хорошо разбираются в направленности звука, различая звуки, идущие прямо впереди и прямо позади, а также прямо сверху и прямо снизу - перцептивные задачи, с которыми наш мозг справляется хуже.

При этом 99 процентов звуковой энергии, передаваемой по воздуху, отражается от поверхности воды, поэтому рыбы, даже если они скапливаются вблизи берега, вряд ли услышат, скажем, группу людей, разговаривающих на пляже. Однако воздушные звуки, передающиеся через твердый предмет, например удар весла о борт лодки, легко распознаются рыбами. Именно поэтому рыболовы, сидящие в лодке, учатся вести себя тихо, а опытные береговые рыбаки заходят на несколько ярдов вглубь острова, прежде чем перейти на новое место; они знают, что рыба, за которой они охотятся, может уловить вибрацию, передающуюся через землю.

Проявив изобретательность, мы тоже можем их услышать. Рыбаки на атлантическом побережье Ганы используют специальное весло в качестве своеобразной вилки. Приложив ухо к погруженному в воду веслу, опытный мастер может услышать ворчание и хныканье рыб, обитающих поблизости, и, вращая плоскую плоскость весла, определить их местонахождение. Острый слух рыбы также может сработать в пользу рыболова, ведь многие рыбы могут и не догадываться, что червяк, которого они слышат впереди, к их несчастью, извивается на крючке.

В то время как миграция и избегание хищников являются полезными функциями слуха рыб, большинство звуков имеют социальную функцию. Вот пример с пираньями. Биологи Эрик Парментье из Льежского университета (Бельгия) и Санди Миллот из Университета Алгарве (Португалия) поместили гидрофоны в аквариум с краснобрюхими пираньями, содержащимися в неволе, и записали множество звуков, три из которых достаточно распространены, чтобы приписать им возможные функции. Один из них, повторяющееся хрюканье или лай, похоже, сигнализирует о вызове другим. Другой, низкий стук, обычно издает самая крупная рыба в группе во время агрессивного поведения и драки. Эти два звука издает быстро сокращающаяся мышца рядом с плавательным пузырем, которая сокращается от 100 до 200 раз в секунду. Третий звук возникает, когда пиранья скрежещет или быстро щелкает зубами, преследуя другую рыбу. Эти характеристики намекают на злобное животное, соответствующее драчливой репутации пираньи как дикого пожирателя живых жертв. На самом деле пираньи в основном падальщики и не представляют особой опасности для человека.

Учитывая, что рыбы используют звуки для общения друг с другом, могут ли они также использовать их для общения с нами? Я не знаю ни одного научного исследования, которое бы это проверило, но есть много анекдотов. У Карен Ченг, компьютерщика из Вашингтона, округ Колумбия, в двадцатигаллонном аквариуме живут четыре спасенные золотые рыбки, которые, как она утверждает, общаются с ней во время еды. Во время кормления, когда Карен или ее муж находятся в комнате, но не обращают на них внимания, золотые рыбки поднимаются на поверхность и издают ртом громкие чавкающие звуки. Они также подбрасывают свое тело и бьют хвостом о стенку аквариума, видимо, чтобы привлечь внимание своих хозяев. Издаваемые звуки слышны из другого конца комнаты. Они перестают это делать, когда кто-то приближается к аквариуму: "Похоже, они нас понимают", - говорит Карен. "Всякий раз, когда мы подходим к аквариуму, они прекращают свои действия и подплывают к стеклу. Они не игнорируют вас, как аквариумные рыбки в приемной врача".

Сара Киндрик, администратор клинических протоколов в Национальном институте здоровья, наблюдала подобное поведение у восьмидюймовой розовохвостой триггерной рыбки, которая жила у нее около трех лет. Фурчбар, как она его назвала, брал в рот камешек и стучал им по стеклянной стенке своего аквариума примерно в то время, когда она обычно кормила его. Это не просто пример межвидового общения рыб, это использование инструмента (о нем мы еще поговорим).

Концерт ре мажор для рыбы

Еще одним свидетельством острого слуха рыб является их способность различать тональные звуки - в частности, музыку. Эва Чейз, исследователь из Гарвардского университета, заинтересовалась, могут ли рыбы научиться классифицировать такие сложные звуки, как музыка. Она провела эксперимент с тремя купленными в зоомагазине кои по имени Бьюти, Оро и Пепи. Чейз установила в аквариуме сложное устройство, включающее динамик сбоку для воспроизведения звуков, кнопку на дне, на которую рыбки могли нажимать своим телом, свет, сигнализирующий рыбке о том, что ее ответ был записан, и соску у поверхности, которая выдавала гранулу корма, когда рыбка подплывала и высасывала ее после "правильного" ответа. Затем она обучила рыбок, поощряя их (кормом), когда они реагировали на определенный жанр музыки, и не поощряя их за реакцию, когда из динамика доносился другой жанр. Она обнаружила, что кои не только способны отличать записи блюза (гитара и вокал Джона Ли Хукера) от классических записей (концерты Баха для гобоя), но и могут обобщать эти различия, когда им представляют новых исполнителей и композиторов для каждого жанра. Например, познакомившись с блюзом Мадди Уотерса, кои распознали его общность с блюзовой исполнительницей Коко Тейлор, так же как и классическую музыку Бетховена с музыкой Шуберта. Одна из трех рыб, Оро, обладала особенно хорошим слухом, способным различать мелодии, в которых были удалены тембровые подсказки; то есть все ноты имели одинаковое качество, за исключением высоты тона и времени звучания. * Чейз заключает: "Похоже, что [кои] могут различать полифоническую музыку [одновременное воспроизведение нескольких нот], различать мелодические паттерны и даже классифицировать музыку по художественному жанру".

Несмотря на мастерство ценителей музыки, ни кои, ни золотые рыбки, как известно, не общаются с помощью звуков. (Пусть наблюдения Карен Ченг послужат предварительным доказательством обратного). Поэтому остается загадкой, откуда у немой рыбы такие проницательные акустические способности, хотя, как мы видели ранее, способность настраиваться на окружающие звуки имеет свои преимущества.

Способность различать тонкие (и не очень) качества в музыке - это одно, но это заставляет меня задуматься: Какое психологическое воздействие она может оказать на рыбу? Ценят ли рыбы музыку, или это просто нейтральный стимул?

Исследовательская группа из Афинского сельскохозяйственного университета решила провести исследование. Они разделили 240 обыкновенных карпов на двенадцать прямоугольных аквариумов и случайным образом распределили их по трем вариантам: без музыки (контрольная группа, для сравнения с музыкальными группами), "Romanze: Andante" Моцарта из Eine Kleine Nachtmusik и анонимная "Romanza" XIX века: Jeux Interdits", получившая свое название благодаря использованию в 1952 году во французском фильме "Запрещенные игры". Продолжительность треков этих произведений составляла 6:43 и 2:50 соответственно, и подопытные рыбы подвергались их воздействию по четыре часа в день в течение 106 дней. Музыкальное воздействие осуществлялось только в будние дни; как и офисные работники, рыбы не имели выходных (возможно, потому, что это делали ученые).

Рыбы в обеих музыкальных группах росли быстрее, чем в контрольной группе. Эффективность кормления (рост на единицу корма), скорость роста и прирост веса были выше при использовании любой из двух записей романтической музыки, чем без них, а работа кишечника, по-видимому, улучшилась. Когда рыбам подавали шум или немузыкальные человеческие звуки, группа исследователей не обнаружила подобных изменений.

Главная проблема исследований на животных заключается в том, что испытуемые не могут сообщить вам на простом (понятном нам) языке о своих ощущениях. На основании этих данных мы можем только предполагать, что карпы положительно или отрицательно реагируют на музыку. Например, скептик может предположить, что рыбы стали сильнее, пытаясь спастись от непрекращающихся звуков скрипок и гобоев. Должен сказать, что, как бы мне ни нравилась классическая музыка, слушать одну и ту же композицию снова и снова - это не мое представление об акустическом рае.

Мы также должны рассмотреть возможность того, что рост рыб был не отражением какого-либо субъективного опыта, а механической реакцией на физический стимул. В более раннем исследовании тех же греческих ученых была отмечена благоприятная реакция (повышение аппетита и улучшение пищеварительной функции) на Моцарта (единственный использованный композитор) у златоглавого морского леща, вида с очень ограниченным, некачественным слухом. Нам также следует остерегаться антропоморфизма, поскольку нет никаких оснований полагать, что то, что мы воспринимаем как приятную музыку, рыба воспринимает именно так. Возможно, они предпочитают любые звуки, а не вообще никакие. В этом случае лучшим контролем, чем тишина, была бы запись немузыкальных звуков.

Существуют исследования столетней давности, согласно которым пациенты отмечают улучшение расслабления и уменьшение боли под воздействием музыки, которая им нравится. В 2015 году был проведен обзор 70 клинических исследований с участием более 7 000 пациентов, в результате которого был сделан вывод, что музыка является эффективной терапией до, после и даже во время операции, а также снижает тревожность пациентов и потребность в обезболивающих средствах. Я хочу сказать, что музыка - или, в более общем смысле, узорчатые тональные звуки - может глубоко проникать в нашу биологию и приносить терапевтические результаты. Отсюда следует, что любовь к музыке может быть широко распространена в природе.

Когда я спросил одного из авторов греческих исследований, биолога Нафсику Каракацули, она выразила неуверенность в том, что карпы любят музыку: "Я совсем не уверена, что музыка может иметь существенное положительное влияние на рыб. Под водой нет музыки! Однако существует множество других природных звуков, более подходящих для рыб, живущих под водой, которые могут иметь для них определенное значение и, возможно, дадут лучшие результаты. Тем не менее, некоторые виды рыб, которых мы исследовали, особенно карп (вид с отличными слуховыми способностями), показали лучшие результаты при передаче музыки". Каракатсули соглашается, что лучшим подходом было бы выяснить, выбирают ли карпы самостоятельно среду с музыкой или нет.

В звуках, которые издают сельди, нет ничего музыкального, но их инновационный метод может заслужить премию "Грэмми" для рыб. В одной из работ описан первый пример того, что можно условно назвать метеоризмом. Как тихоокеанские, так и атлантические сельди при ветре выпускают пузырьки газа из области анального канала, производя характерные всплески импульсов, которые команда исследователей игриво назвала "быстрыми повторяющимися тиками" (Fast Repetitive Ticks, FRTs). Длительность импульса FRTs может достигать семи секунд. Попробуйте сделать это дома! Вероятно, газ образуется в кишечнике или плавательном пузыре. Неясно, как эти звуки функционируют в обществе сельди, но, поскольку в более плотных стаях сельди количество издаваемых звуков на душу населения выше, можно предположить, что это социальная функция. Пока нет никаких доказательств того, что сельди когда-либо просили прощения.

Я не смог придумать лучшего перехода от слуха рыб к их обонянию, чем сельдь FRTs. Так что давайте познакомимся с их запахом и вкусом.

Хороший нюх

Вы можете подумать, что мертвая рыба плохо пахнет, но живые рыбы обладают хорошим обонянием. Они используют химические сигналы (назовем их просто "запахами") для поиска пищи, товарищей, распознавания опасности и самонаведения. Запахи особенно полезны в водной среде, где мутные условия делают зрение ненадежным. Некоторые рыбы могут распознавать себе подобных только по запаху. Например, колюшки используют запах, чтобы распознать товарищей своего вида, когда близость к другому виду колюшек может привести к риску спаривания не с тем видом.

Органы обоняния рыб отличаются друг от друга по сложности, но базовая конструкция является общей для всех костных рыб (около 30 000 видов рыб, не входящих в группу акул и скатов). В отличие от ноздрей других позвоночных, ноздри рыб не выполняют двойную функцию - органов обоняния и отверстий для дыхания; они используются исключительно для обоняния. Каждая ноздря населена слоями специализированных клеток, составляющих обонятельный эпителий, который для экономии места складывается сам на себя, образуя розетку. Некоторые рыбы расширяют и сужают ноздри, и тысячи крошечных ресничек последовательно пульсируют, прогоняя воду в орган чувств и вытекая из него. Сигналы от эпителия поступают в обонятельную луковицу, расположенную в передней части мозга.

Обоняние - чрезвычайно полезное чувство для некоторых рыб, о чем свидетельствует их легендарная чувствительность. Жокейский лосось чувствует креветочный экстракт в концентрации от одной части до ста миллионов частей воды, что в переводе на человеческий язык означает пять чайных ложек в плавательном бассейне олимпийского размера. Другие лососи способны уловить запах тюленя или морского льва, разбавленный до одной восьмидесятимиллиардной части объема воды, что составляет примерно две трети капли в том же бассейне. Обоняние акулы примерно в 10 000 раз лучше нашего. Но чемпионом по обонянию среди всех рыб (насколько нам известно) является американский угорь, который может обнаружить эквивалент менее одной десятимиллионной доли капли воды в олимпийском бассейне. Как и лососевые, угри совершают длительные миграции к определенным местам нереста, и чтобы добраться туда, они следуют тонкому градиенту запаха.

Одна из самых полезных адаптаций рыб - выработка "тревожного химического вещества" в присутствии опасности, например, хищной рыбы или рыбака с подводным ружьем. Открытием еще одного феномена в мире рыбьих чувств мы снова обязаны Карлу фон Фришу. Когда он случайно ранил одного из своих гольянов, содержавшихся в неволе, фон Фриш заметил, что другие рыбы в аквариуме начали метаться туда-сюда и замирать на месте - классическое поведение хищника, спасающегося от нападения. Эксперименты фон Фриша и других ученых показали, что раненые гольяны (среди других видов рыб) выделяют феромон - секретируемый или выделяемый химический фактор, вызывающий социальную реакцию у представителей того же вида. Обнаружение этого специфического феромона вызывает у гольянов возбужденную реакцию. Фон Фриш придумал для обозначения этих феромонов термин schreckstoff (что дословно переводится как "страшная штука").

Клетки, выделяющие шрекстофф, находятся в коже, и они достаточно хрупкие, чтобы разорваться и выпустить вещество, если рыбу положить на влажную бумагу. И это сильнодействующее вещество: одной тысячной доли миллиграмма измельченной кожи достаточно, чтобы вызвать реакцию испуга у другой рыбы в аквариуме объемом 3,7 галлона. Это все равно что разрезать зефир на 20 миллионов кусочков, опустить один кусочек (если вы еще можете его разглядеть) в раковину, полную воды, а затем попытаться почувствовать вкус сладости. Шрекстофф, должно быть, появился очень давно, поскольку его вырабатывают несколько семейств костистых рыб.

Будучи свободно доступным сигналом, шрекстофф действует как пожарная сигнализация, которую могут использовать другие рыбы, обитающие поблизости, в том числе и другие виды, которые также могут ее распознать. В качестве примера можно привести толстолобиков. Когда они чувствуют запах какашек северных щук, питавшихся другими толстолобиками или ручьевыми колюшками, которые вырабатывают шрекстофф в своей коже, они немедленно убегают в укромные места или образуют плотные косяки. Но если щуки питались только мечехвостыми рыбами, которые не вырабатывают шрекстофф, гольяны не проявляют никаких признаков страха. Таким образом, гольяны реагируют не на запах щуки. Вместо этого они обнаруживают и реагируют на шрекстофф от жертв щуки. Возможно, именно благодаря таким обонятельным навыкам, как у гольянов, щуки воздерживаются от испражнений в своих охотничьих угодьях.

Реакция Шрекстоффа иллюстрирует, как рыбы могут извлекать тонкие подсказки из химических веществ, находящихся в воде. Но шрекстофф - не единственный способ обнаружить рыбьего врага по аромату. Есть и старый добрый способ - просто распознать запах хищника. Молодые лимонные акулы реагируют на запах американских крокодилов, которые иногда охотятся на них. Если вы атлантический лосось, то все зависит от того, чем питался ваш хищник. В исследовании, проведенном в Университете Суонси (Уэльс), молодым лососям, не склонным к хищничеству, была представлена вода со следами экскрементов одного из их естественных врагов - евразийской выдры. Лососи проявляли страх только в том случае, если выдра питалась лососем. В этом случае они убегали от запаха, затем оставались неподвижными и учащенно дышали. Лососи, подвергшиеся воздействию пустой воды или экскрементов выдр, не питавшихся лососем, были невозмутимы. Ученые пришли к выводу, что атлантические лососи, по-видимому, не распознают выдр как угрозу - они воспринимают их как опасность, только если в меню есть лосось. Такой обобщенный способ обнаружения хищников хорошо работает, потому что не требует изучения запахов разных хищников. Вместо этого можно просто научиться распознавать, кто ест себе подобных.

Если у избегания хищников есть соперник в игре на выживание, то один из кандидатов - стремление к сексу. Как было установлено, что ароматы играют важную роль в сексуальном влечении человека, так и половые феромоны заставляют рыб пускать соки. Во-первых, они помогают рыбам определить, кто еще находится в брачном настроении. Рыбы обладают способностью улавливать тонкие сексуальные сигналы и использовать их в своих корыстных целях. Эксперименты 1950-х годов показали, что самцы бычков-фрильфинов начинают свои ухаживания, когда в их аквариум добавляют образец воды из аквариума с сексуально восприимчивой самкой бычка-фрильфина. Более поздние исследования показали, что самки не менее проницательны и активны в брачной игре. Самки мечехвостов из Мексики могут отличить запах сытых самцов от запаха голодных самцов своего вида - двух-трехдюймовых обитателей тропических водоемов - и вы, вероятно, догадываетесь, кого они предпочитают: при прочих равных условиях хорошо питающаяся рыба более изобретательна, а значит, является лучшим донором спермы. Самки мечехвостов не отличают запах сытых самок от голодных, что позволяет предположить, что они реагируют на половые феромоны самцов, а не только на пищевые выделения.

До сих пор мы рассматривали сенсорные системы рыб как отдельные единицы, но они не обязательно должны работать изолированно. Самцы глубоководных рыб-удильщиков иллюстрируют взаимодействие органов чувств. У них самые большие ноздри по отношению к размеру головы среди всех животных на Земле, как утверждает Тед Питш, мировой специалист по рыбам-удильщикам. Его книга "Океанические рыбы-удильщики" - удивительно подробный и богато иллюстрированный источник всего, что известно об этих причудливых рыбах на сегодняшний день.

Ноздри самца рыбы-удильщика - не единственный хорошо развитый орган чувств: его глаза тоже хорошо устроены, и Питш считает, что эти два органа чувств - обоняние и зрение - работают в тандеме, помогая самцам находить самок в темной пучине. Самка выделяет специфический для вида феромон, и тонкое обоняние самца помогает ему сориентироваться, где находится ее видовой парфюм. Это важно, потому что в самой большой в мире среде обитания обитает по меньшей мере 162 известных вида рыб-удильщиков, и вы не захотите спариваться не с тем видом. Когда самец подходит к самке достаточно близко, он может убедиться, что она принадлежит ему, по световому сигналу, который она излучает с помощью светящихся бактерий, живущих в ее нитевидной приманке. Можно представить, что в глубоком прошлом бог глубоководных рыб провозгласил: "Да будет свет!", и поиск пары был избавлен от необходимости гадать.

И последнее замечание об обонятельном поведении рыб: в консервативно настроенном научном истеблишменте широко распространено мнение, что выделение рыбами химических веществ для коммуникации является пассивным и не контролируется сознательно, поскольку у них отсутствуют внешние обонятельные железы или поведение, связанное с маркировкой запахов. Это шаткое предположение. Рассмотрим исследование 2011 года, проведенное на наших друзьях - мечехвостах. В местах обитания с быстрым течением самцы используют как минимум две тактики, чтобы самки узнали об их феромонах: (1) они чаще мочатся, когда у них есть аудитория самок, и (2) во время ухаживания они располагаются чуть выше по течению от самок.

Хорошо это или плохо, но это означает, что самки мечехвостов не только чувствуют запах самца, но и пробуют его на вкус. Что еще может чувствовать рыба?

Вкусные рыбки

У рыб чувство вкуса используется в основном для распознавания пищи. Как и у всех других основных групп позвоночных - амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих - первичными органами вкуса являются вкусовые рецепторы. У рыб также имеется целый ряд зубов, всего восемь, включая резцы для перерезания, клыки для нанесения колющих ударов, моляры для измельчения, уплощенные треугольные зубы для нарезания, а также зубы, сросшиеся в клюв для соскабливания водорослей с кораллов.

Как и у нас, у рыб есть язык и вкусовые рецепторы, соединенные со специализированными нервами, которые передают вкусовые сигналы в мозг. Неудивительно, что большинство вкусовых рецепторов рыбы расположены во рту и глотке. Но поскольку рыбы буквально погружены в среду, которую они нюхают и пробуют на вкус, у многих из них вкусовые рецепторы расположены и на других частях тела, чаще всего на губах и рыле. Кроме того, вкусовые рецепторы у рыб более многочисленны, чем у других животных. Например, у пятнадцатидюймового канального сома на всем теле, включая плавники, насчитывается около 680 000 вкусовых рецепторов, что почти в 100 раз превышает человеческую норму. Эти и другие рыбы, обитающие в мутных водах, чувствуют вкус своей среды обитания. (Как бы я ни старался, я не могу представить, каково это, если бы все мое тело могло функционировать как язык, но я уверен, что хотел бы, чтобы в нем был переключатель "выкл"). Пещерным рыбам также помогает обилие вкусовых рецепторов, которые обеспечивают высокую четкость вкусовых ощущений, помогая находить пищу в темноте. Многие донные рыбы, включая сомов, осетров и карпов, оснащены барбелами - усоподобными щупальцами, обычно расположенными вокруг рта, которые служат датчиками вкуса.

Если вы задаетесь вопросом, зачем рыбам чувство вкуса, то оно им необходимо по тем же причинам, что и нам. У рыб есть пищевые предпочтения, которые могут быть характерны для разных видов и даже отдельных особей. Рыбе может потребоваться некоторое время, чтобы определить вкусовые качества пищи; если вы наблюдали за рыбами в аквариуме, то могли видеть, как они иногда берут в рот кусочек пищи, выплевывают его, затем несколько раз перебирают его, прежде чем проглотить или отвергнуть. Общие вкусовые предпочтения в пределах одного вида рыб и в разных популяциях одного вида, как правило, не сильно различаются, как и в случае с человеческими этническими группами. То же самое нельзя сказать об индивидуальных предпочтениях. В нашем случае это брюссельская капуста, острая и мягкая пища, а также головокружительное количество современных вариаций чашки кофе. Исследования радужной форели и карпа показали, что привередливые едоки - не редкость.

Реакция рыб на неприятные вкусы напоминает нашу собственную. Точно так же, как мы быстро выбрасываем изо рта (как можно более изящно, если находимся на публике), когда откусываем неожиданно подгнивший кусок фрукта или мяса, доверская подошва выражает свое отвращение к пище, яростно поворачиваясь и быстро уплывая от нее, тряся или кивая головой. Стефан Рибс, автор книги "Поведение рыб в аквариуме и в дикой природе", описывает реакцию рыбы на вкус головастиков жабы - ядовитого и особенно неприятного на вкус продукта в ее среде обитания: "Надо сказать, что очень голодный окунь, стоящий спиной к стене, опустится на дно, чтобы съесть головастика жабы. Но если судить по реакции других рыб, которые по ошибке берут головастиков в рот - они яростно трясут головой, и вы почти видите гримасу на их лице - наличие головастиков в меню не является большим кулинарным опытом для рыбы".

Жизнь в относительно плотной водной среде накладывает некоторые ограничения, но в то же время предоставляет рыбам сенсорные возможности, недоступные наземным животным. Можете ли вы представить, что общаетесь со своим соседом с помощью электрических импульсов? В следующей части книги мы рассмотрим не только основные органы чувств, но и менее известные способы восприятия окружающей среды рыбами.

Навигация, сенсорное управление и не только

Когда одна плоть ждет, в самом легком прикосновении возникает электричество.

-Уоллес Стегнер

Рыбам необходимо передвигаться, чтобы удовлетворять свои потребности, и они должны находиться в определенных местах в определенное время, если хотят успешно зарабатывать на жизнь и делать больше рыб. Как и мы, рыбы возвращаются в определенные места в разное время суток, например к местам кормления, укрытиям и спальным местам, а также к местам чистки. В определенное время года они возвращаются к местам спаривания, нереста и гнездования. Живя в сложной объемной среде обитания, рыбы сталкиваются с непростой пространственной обстановкой.

Рыбы - отличные навигаторы, и они используют самые разные методы, чтобы ориентироваться как на коротких, так и на длинных дистанциях. Слепые пещерные рыбы обитают в относительно небольших пещерах, но большинство из них живут в полной темноте, поэтому наличие хороших навигационных навыков для них очень важно. Эти маленькие рыбки могут узнать порядок следования ориентиров на пути к цели, ощущая турбулентность, отражающуюся от подводных препятствий. Меченосцы, рыбы-попугаи и лососи используют солнечный компас, определяя направление движения по углу наклона солнца. Другие же могут использовать мертвый отсчет - блуждания, романтические исследовательские путешествия от точки отсчета, а затем возвращение на базу по прямому пути.

Навигационные подвиги лососей вошли в легенду. Способность возвращаться в родные ручьи на нерест после многих лет, проведенных в открытом океане, позволяет считать этих анадромных рыб (мигрирующих в море, возвращающихся на нерест) одной из лучших в природе встроенных систем глобального позиционирования. Насколько нам известно, эта система использует как минимум два, а возможно, и три сенсорных инструмента для полноценной работы: геомагнитное чувство, обоняние и, возможно, зрение.

Подобно акулам, угрям и тунцам, эти рыбы, совершающие дальние путешествия, подключаются к магнитному полю Земли, чтобы помочь себе в навигации. Это проявляется на клеточном уровне. Отдельные клетки, содержащие микроскопические кристаллы магнетита, действуют как иглы компаса. Выделив клетки из носовых ходов форели (очень близкой родственницы лососевых) и подвергнув их воздействию вращающегося магнитного поля, исследовательская группа из Германии, Франции и Малайзии обнаружила, что клетки сами вращаются. Частицы магнетита прочно прикреплены к клеточной мембране, и, постоянно притягиваясь к линиям магнитного поля, эти частицы создают крутящий момент на клеточной мембране, когда лосось меняет направление. Этот крутящий момент должен напрямую передаваться на какие-то чувствительные к стрессу датчики, потому что, как показывают данные, лососи его чувствуют.

Они также используют свое великолепное обоняние. Направляясь вниз по течению к океану, молодые лососи "записывают" химический состав воды по пути. Спустя годы они повторяют свой путь, следуя характерному запаху родного ручья, как будто идут по тропе в обратном направлении. Аносмичные лососи, чьи носы были экспериментально заткнуты биологами, чтобы лишить их способности чувствовать запахи, появлялись в случайных ручьях, в то время как рыбы, не подвергшиеся вмешательству, возвращались в свои родные ручьи на нерест.

В менее инвазивном эксперименте та же исследовательская группа под руководством Артура Хаслера из Висконсинского университета разделила группу молодых кижучей (пресноводных лососей) на две группы, каждая из которых подверглась воздействию одного из двух различных безобидных, но пахучих химических веществ - морфолина и фенилэтилового спирта (PEA). После этого периода воздействия лососевые из обеих групп были выпущены вместе непосредственно в озеро Мичиган. Через полтора года, во время нерестовой миграции лосося, исследователи капали морфолин в один ручей, а PEA - в другой, расположенный в пяти милях от него. Почти все отловленные лососи в ручье с запахом морфолина были из группы морфолина, а почти все их собратья с PEA ушли вверх по другому ручью.

Может ли лосось также использовать зрение для навигации? Японская исследовательская группа попыталась выяснить это в ходе исследования, включавшего в себя выпуск в океан и отлов лососевых. Перед выпуском на волю ученые ослепили рыбу, введя в ее глаза углеродный тонер и кукурузное масло. Когда через пять дней их отловили, только 25 процентов этих лососей, по сравнению с 40 процентами неизмененных рыб, были пойманы в родном ручье. Авторы предположили, что эти рыбы все же используют зрение, чтобы добраться до входа в родной ручей, но я считаю этот результат неубедительным. Я подозреваю, что боль, дистресс и последующая дезориентация, вызванные ослеплением лосося инъекцией чужеродного вещества, могут объяснить более низкий процент успешного поиска им дороги домой. Чтобы лучше это проконтролировать, нужно было бы ввести некоторым лососям аналогичное количество раствора, не вызывающего слепоты. Но я не рекомендую этого делать.

Датчики давления

Рыбы не только ориентируются самостоятельно, у них есть еще одна система ориентации, которая позволяет им внимательно следить за перемещениями своих соседей. Подобно стайным птицам, которые с помощью зрения и рефлексов на волоске координируют направление полета с соседями, большие скопления рыб могут менять направление движения как единое целое, как будто у них есть некое внутреннее знание о принятии решений всеми остальными. Неясно, кто это делает, и начинается ли цепная реакция с того, кто делает первый шаг.

Ранние натуралисты приписывали такое поведение телепатии, но анализ замедленной съемки позволяет найти нехитрое объяснение: мизерные задержки в распространении движения по школе показывают, что рыбы реагируют на движения друг друга. Их сенсорные системы работают на столь тонкой временной шкале, что создается впечатление, будто все они меняют направление движения как один.

В дневное время острое зрение помогает рыбам-школьникам двигаться в унисон, как это делают птицы. Но в отличие от птиц (или людей, которые осмелятся попробовать), они продолжают двигаться как единое целое даже в темноте. Как? Благодаря ряду специализированных чешуек, проходящих горизонтально вдоль их боков и образующих так называемую боковую линию. Боковая линия обычно видна как тонкая темная линия, потому что на каждой чешуйке есть углубление, которое отбрасывает тень. Впадина населена нейромастами - скоплениями сенсорных клеток, каждая из которых имеет волосовидный выступ, заключенный в крошечную чашечку геля. Изменения давления и турбулентности воды, в том числе волны от собственного движения рыбы, отраженные от окружающей среды, вызывают отклонения волосков нейромастов, которые запускают нервные импульсы в мозг рыбы. Таким образом, боковая линия действует как сонарная система и особенно полезна ночью и в мутной воде.

Благодаря боковой линии рыбы, плавающие рядом, практически находятся в физическом контакте, а передача сигналов между ними сопоставима с передачей визуальной информации, что дает начало гидродинамической визуализации. Именно гидродинамическая визуализация позволяет слепым пещерным рыбам обнаруживать неподвижные объекты, такие как камни и кораллы, за счет искажения обычно симметричного потока поля, который окружает рыбу в открытой воде. Слепые пещерные рыбы могут составлять ментальные карты - навык, очень полезный для навигации существ, лишенных средств визуальной ориентации.

Известно, что латерализация функций мозга широко распространена у рыб, и эти умные рыбки также используют свои боковые линии несимметрично, когда сталкиваются с незнакомыми объектами. Когда в аквариум поместили пластиковый ориентир вдоль середины одной из стен, слепые пещерные рыбки предпочли проплыть мимо него, используя боковую линию с правой стороны. Это предпочтение исчезло через несколько часов, так как рыбы стали привыкать к новому ориентиру, а значит, и чувствовать себя комфортно. Поскольку зрительная и сенсорная системы боковой линии у рыб работают независимо друг от друга, этот вывод позволяет предположить, что латерализация мозга - явление глубоко укоренившееся. Зрячие рыбы уже были известны своей склонностью к смещению правого глаза в эмоциональных контекстах, например, при изучении нового (и, следовательно, пугающего) объекта.

Как и большинство биологических конструкций, боковая линия связана с неизбежными компромиссами. Поток воды, возникающий при плавании, активирует нейромасты, и этот "фоновый шум" гасит реакцию рыбы на внешние движения. Эксперименты показывают, что плавающие рыбы реагируют на движение хищника, находящегося поблизости, лишь наполовину быстрее, чем неподвижные. С другой стороны, рыба может обнаружить искажения в носовой волне, образующейся перед ее собственным носом при плавании вперед, и таким образом избежать столкновения с объектами, невидимыми из-за темноты или прозрачности, например, со стенкой аквариума. К сожалению для рыб, эта система кажется непригодной для обнаружения присутствия рыболовной сети.

Электрифицированный

Чувство, позволяющее вам не натыкаться на стену в темноте, полезно, но представьте, что вы можете определить присутствие чего-то по ту сторону стены, когда вы ничего не видите и не слышите. Войдите в мир электрорецепции.

Электрорецепция - это биологическая способность воспринимать естественные электрические стимулы. Она присуща исключительно рыбам, исключение составляют лишь однопроходные (утконосы и ехидны), тараканы и пчелы. Электрическая чувствительность широко распространена у акул, коньков и скатов. Среди телеостов (30 000 с лишним видов костистых рыб) более трехсот видов получают заряд от жизни, и он должен иметь высокую ценность как инструмент выживания, поскольку он эволюционировал независимо, по крайней мере, восемь раз у рыб. Его преобладание в водной среде обитания связано с сильными электропроводящими свойствами воды по сравнению с воздухом.

Как следует из самого термина, электрорецепция - это пассивное использование электрической информации. Эласмобранхи являются только электрорецепторами; они могут обнаруживать электрические стимулы, но сами не производят электричество. Они воспринимают его с помощью сети заполненных желе пор, стратегически разбросанных по голове. Эти поры называются ампулами Лоренцини, в честь Стефано Лоренцини, итальянского врача, который впервые описал их в 1678 году. Отметив скопление черных пятен, окружающих рыло акулы, как тень в пять часов, Лоренцини отделил кожу, чтобы обнаружить трубчатые каналы - некоторые из них были шириной с нитку спагетти - ведущие к мозгу, где они собираются в несколько больших масс прозрачного желе.

Функция ампул Лоренцини в электрорецепции оставалась загадкой до 1960 года. Они обнаруживают тонкие электрические изменения, генерируемые нервными импульсами других организмов, которые эффективно распространяются через воду. Чувствительность этой системы такова, что одного лишь сердцебиения рыбы, прячущейся в шести дюймах под песком, может быть достаточно, чтобы выдать ее присутствие голодной акуле или сому.

Некоторые костистые рыбы активно производят собственные электрические заряды. Вы, несомненно, слышали об электрических угрях. Эти обитатели южноамериканских рек могут вырастать до семи футов и сорока пяти фунтов. Они получили свое название за вытянутую форму и не являются настоящими угрями, а принадлежат к семейству ножевых рыб, близких родственников сомов. Они используют низковольтные разряды, которые помогают им ориентироваться в мутной среде обитания, обнаруживая электрические поля, отражающиеся от твердых предметов. Но более известны они тем, что производят потрясающие электрические разряды напряжением до 600 вольт и более. Электрические органы расположены в сложенных ячейках в мускулатуре хвоста. Как в батарее, электричество можно накапливать до тех пор, пока оно не понадобится, а затем, по желанию угря, выпустить все сразу. Этот встроенный электрошокер можно использовать для оглушения или убийства добычи, а также для отпугивания незваных гостей. *.

Сила напряжения электрических разрядов электрических угрей и некоторых других рыб, таких как скаты-торпеды, заслужила для них название сильно электрических рыб. Но для меня наиболее интересным является использование электричества некоторыми слабоэлектрическими рыбами, которые используют его для менее жестокой цели - общения с себе подобными. Большинство этих рыб принадлежат к двум группам: разнообразным слоновым рыбам Африки, названным так за их вытянутые, направленные вниз носы, и рыбам-ножам Южной Америки, названным так за их бледную окраску и ножевидную форму. Как и многие другие рыбы, обладающие технологиями скрытности, они обитают в мутных водах, что, вероятно, послужило адаптивной основой для нового невизуального средства коммуникации. Они общаются с помощью высокоскоростных электрических органных разрядов (ЭОР) с частотой до 1000 импульсов в секунду, или 1 килогерц (кГц), что более чем в два раза превышает частоту импульсов электрического угря.

Они прекрасно умеют интерпретировать эти сигналы, что наглядно продемонстрировал вид рыбы-слона, обитающей в речных и прибрежных бассейнах западной и центральной Африки. Когда биологи Стефан Пайнтнер и Бернд Крамер из Института зоологии Регенсбургского университета (Германия) подали им смоделированные сигналы сапёров, рыбы продемонстрировали "поразительную" способность различать разницу во времени импульсов вплоть до миллионных долей секунды. Этот показатель конкурирует с эхолокацией летучих мышей как самая быстрая форма коммуникации в животном мире.