Жизнь океанских глубин

Жизнь на ощупь

Органы чувств, или рецепторы, как называют их ученые, должны сообщать своим владельцам обо всем, что творится в мире. Работа по приему, анализу, систематизации информации, отбору самой важнейшей и ее хранению является одним из главных и наиболее трудоемких видов мозговой деятельности. В этом отношении подданные Посейдона практически ничем не отличаются от других животных.

Другое дело — работа самих анализаторов. Обитатели океана, особенно живущие в толще воды, существуют в обедненной среде, в зоне информационного вакуума, где подолгу ничего не происходит, а значит, нечего и анализировать. В этом случае задача анализаторов упрощается: здесь трудно проморгать появление нового объекта или возникновение нового явления. Анализ полученной информации направлен на опознание каждого объекта или явления, установление его местоположения в пространстве и определение расстояния до этого объекта. Совершенно очевидно, что размер зоны действия анализаторов находится в соответствии с величиной животного.

Несмотря на значительные различия в характере поставляемой информации, принцип работы анализаторных систем имеет между собой много общего и сходен с характером их деятельности у наземных животных. Однако жизнь в толще воды вносит свои коррективы. Обитатели океана оснащены как самыми обычными анализаторами, встречающимися и у сухопутных животных, так и совершенно неожиданными, немыслимыми в воздушной среде.

Светочувствительные органы, видимо, были самыми первыми рецепторами живых существ. Это не случайно. Жизнь на Земле тесно связана со светом. Сухопутные животные значительную часть интересующей их информации получают с помощью зрения. Глаза способны давать более детальную информацию, чем любые другие органы чувств.

Нет необходимости рассказывать о принципе устройства глаз. Они общие для всех животных. Уместнее остановиться на свойствах морской воды как оптической среды и на особенностях зрительного аппарата, возникшего под ее воздействием. Свет распространяется со скоростью 300 000 километров в секунду. Это значит, что зрительная информация практически мгновенно достигает глаз. При всем многообразии информации, которую черпает мозг из показаний зрительных рецепторов, сами рецепторные клетки способны воспринимать лишь разницу в интенсивности достигших их световых лучей и только у части животных позволяют определять длину световых волн и плоскость их поляризации.

Светочувствительные рецепторы есть у большинства животных. Ими владеют даже эвглены — одноклеточные зеленые водоросли. Настоящие глаза впервые появились у червей, причем сразу в двух сильно отличающихся вариантах: фасеточные, состоящие из множества простых глазков, и камерные, то есть того же типа, что и глаза человека. Наиболее совершенными фасеточными глазами обладают высшие ракообразные. Камерные глаза — непременный атрибут животных с развитым мозгом.

Фоторецепторы воспринимают свет с помощью фоточувствительных пигментов. Если нужно лишь уловить свет и оценить его интенсивность, достаточно одного пигмента. Наибольшее распространение получили два вещества. Красный палочковый пигмент родопсин характерен для сухопутных животных, человека и морских рыб. Выбор обитателей океана объясняется большей чувствительностью родопсина к световым лучам сине-зеленой части спектра, то есть к световым волнам длиной 470–480 нанометров, которые глубже всего проникают в толщу морской воды. Чувствительность пурпурного пигмента порфиропсина сдвинута в красную сторону, то есть в область более длинных волн. Им пользуются рыбы, живущие в менее прозрачной воде пресноводных водоемов, куда плохо проникают световые волны сине-зеленой части спектра. В рецепторных клетках глаз некоторых морских рыб одновременно присутствуют и родопсин и порфиропсин.

В камерном глазу позвоночных встречаются два типа светочувствительных клеток: палочки, предназначенные для сумеречного зрения, и колбочки, обеспечивающие цветное восприятие Палочки обладают высокой чувствительностью к свету. Если глаз животного привык к темноте, палочка способна возбудиться при воздействии всего 1 фотона. Это не значит, что животное заметит этот свет. Дело в том, что множество палочек сначала посылает свою информацию какой-то определенной биполярной клетке. В свою очередь, несколько биполярных клеток передают информацию определенной ганглиозной клетке, и по ее главному отростку — аксону информация поступает в мозг.

Чтобы раскачать эту громоздкую систему и заставить ее направить в мозг сообщение об изменении световой обстановки, требуется, чтобы как минимум 6–7 фотонов «кучно» бомбардировали сетчатку и были бы поглощены ею на крохотном участке, где сосредоточено не более 500 палочек. Хотя палочки весьма чувствительны к свету, структура их связей не позволяет обеспечить высокую разрешающую способность глаза, иными словами, не дает возможности разглядеть мелкие предметы.

Колбочковые пигменты менее чувствительны к свету, поэтому работать в полумраке не способны. Система сбора колбочковой информации устроена менее громоздко, чем палочковой. Колбочек на каждую ганглиозную клетку замыкается гораздо меньше, чем палочек, поэтому разрешающая способность системы достаточно высока. Читать, шить вышивать люди способны благодаря колбочкам.

Родопсин обеспечивает черно-белое зрение. Для цветного необходимо иметь не меньше трех пигментов с избирательно повышенной чувствительностью к световым волнам определенной части спектра или оснастить колбочки несколькими типами фильтров, каждый из которых избирательно пропускает лишь определенную часть световых лучей. У рыб они содержат фиолетовый пигмент иодопсин и голубой цианопсин, чувствительные к световым волнам длиной 562 и 620 нанометров. Кроме того, в рецепторных клетках находятся масляные капли, выполняющие роль светофильтров. В результате один вид колбочек реагирует на насыщенный красный цвет, другой — на насыщенный зеленый, третий — на насыщенный сине-фиолетовый цвет. Эти три вида рецепторов позволяют воспринимать широкий спектр цветовых оттенков.

Далеко не все животные обладают обоими типами фоторецепторов. Те из них, кто живет в условиях полумрака, не нуждаются в колбочках. Однако есть предел освещенности, когда даже палочки уже ничего различить не могут. Существуют различные способы повысить чувствительность глаз. В том числе увеличение размера, оснащение их светоотражающими экранами и большие зрачки.

Ясно, что в большом глазу может «уместиться» больше света, чем втиснулось бы в маленький, в особенности если он оснащен крупным зрачком. Самыми большими бывают глаза у обитателей океанской бездны. У каракатицы они достигают примерно 0,1 размера тела, у крупных осьминогов и кальмаров глаза с футбольный мяч, до 20 сантиметров в диаметре, ну а у гигантского кальмара и глаза гиганты диаметром до 40 сантиметров! Не глаза, а два бочонка. Поражают глаза глубоководных ракообразных. У бокоплавов, обитающих далеко от поверхности океана, они сливаются на спинной стороне головы в гигантское сооружение, занимающее почти треть длины тела.

Рыбы не пошли на общее увеличение объема глазных яблок, а ограничились их удлинением в передне-заднем направлении. В результате получились трубчатые или, как их принято называть, телескопические глаза, ими пользуются главным образом глубоководные рыбы. Обитатели мелководий умеют менять величину зрачка. Глубоководным рыбам это ни к чему. Им размер зрачков задан раз навсегда, и обычно они больше хрусталика, что позволяет проникать в глаз дополнительным порциям света.

Глаз может хорошо видеть, только когда его размер достигнет критической величины. Неудивительно, что крохотные глазки рыбьих мальков подслеповаты. По мере роста рыбешек увеличиваются и глаза, причем необычайно быстрыми темпами. В результате глаза взрослых рыб в сравнении с размерами их тела кажутся гигантскими. Представьте, у светящегося анчоуса они достигают половины головы. Зрение, видимо, играет важную роль в их жизни.

Еще одно важное приспособление — зеркальный слой. Дно и задняя половина стенок внутренней поверхности цилиндра телескопического глаза покрыты сетчаткой, а стенки передней половины — блестящим отражающим слоем. Те световые фотоны, которые не попадут на сетчатку, отражаются зеркальным слоем, иногда многократно, пока не поглотятся зрительным пигментом. Боковой дополнительный свет вдвое усиливает освещенность сетчатки и повышает светочувствительность.

Восприятие света в первую очередь зависит от размера сетчатки. Дополнительные площади для ее размещения создаются в специальных пристройках. Видимо, они предназначены для использования света, отраженного зеркальным слоем. Иногда пристройка выполняет более важные функции. У небольшой хищной тропической рыбы батилихнопс тонкий, больше известной как четырехглазая рыба, хотя об известности сказано слишком громко (выловлено всего несколько экземпляров этих рыб), пристройка становится дополнительным глазом, находящимся снаружи от главного. Основные глаза расположены близко друг к другу и смотрят вперед, а пристройки способны собирать информацию снизу и сбоку. Утолщения их роговицы функционируют как сложная система световодов, позволяющих улавливать свет, идущий сзади, и заворачивать его назад, направляя для анализа на сетчатку основного глаза и тем обеспечивая круговой обзор.

Глаза с широким полем зрения глубоководным рыбам не годятся. Они не могут быть высокочувствительными. У батилихнопса каждый из четырех глаз видит лишь небольшую полоску пространства перед собою, зато, если позволит световая обстановка, способен рассмотреть ее очень подробно. У большинства рыб глаза расположены по бокам головы и не годятся для бинокулярного зрения. Для глубоководных более характерны глаза, смотрящие вперед, зрительные поля которых перекрываются больше чем наполовину. Сближенные глаза не обеспечивают точности при определении расстояния до обнаруженного объекта, но развести их на узколобой голове рыб невозможно. Пришлось вынести их за пределы головы и разместить на концах специальных стебельков или на массивных выростах тела. Глазами на подвижных стебельках пользуются многие представители ракообразных. А у акулы-молота сильно уплощенная голова снабжена по бокам большими выростами, придающими голове вид кувалды. На их наружных концах располагаются глаза и ноздри.

Глаза многих рыб обладают подвижностью и двигаются согласованно, а у камбал, морских игл и других мелководных рыб каждый глаз наводится на свою цель совершенно независимо.

Трудно всю жизнь пользоваться одними и теми же глазами, и у рыб они нередко претерпевают удивительные пертурбации. У большинства мальков глаза расположены по бокам их маленькой головки, и каждый видит лишь то, что находится с его стороны. Донные рыбы, становясь взрослыми, много времени проводят на дне. Постепенно их тело становится плоским, чтобы было удобнее лежать на песке, а голова — лобастой. Сюда на лоб и перебираются глаза. Теперь рыба на все смотрит сразу двумя глазами, направленными вперед или вверх.

Длинное путешествие проделывает глаз камбалы. Эти рыбы предпочитают лежать на боку. Глазу, оказавшемуся на нижней стороне, нет никакого резона смотреть в песок и он «переползает» на верхнюю сторону. У взрослых камбал одна сторона головы слепая, зато у второй два глаза.

Большое путешествие совершают глаза глубоководных рыб идиакантов. Эти небольшие тонкотелые рыбки с крупной головой, огромной зубастой пастью и нормально расположенными глазами. Другое дело личинки. Их глаза сидят на стебельках длиною в ¹/₃ тела, отходящих от маленькой головки, и используются как парашют, позволяющий личинке не тонуть. По мере ее роста глаза приближаются к голове и наконец занимают надлежащее место.

Век и слезных желез глаза рыб, ракообразных, кальмаров и осьминогов не имеют. В воде смазка не нужна. Роговица в фокусировке изображения участия не принимает. Ее преломляющая способность почти такая же, как у воды, и световые лучи проходят сквозь нее, не меняя направления.

Четкость изображения обеспечивает хрусталик. У рыб и головоногих моллюсков он имеет сферическую форму и не меняет ее, как это принято у высших животных, а фокусировка световых лучей осуществляется благодаря передвижению хрусталика вдоль оптической оси глаза. У рыб хрусталик может активно передвигаться только назад, и глаз превращается в более дальнозоркий, а вперед он возвращается за счет эластичности тканей, и глаз снова становится близоруким. У осьминогов и кальмаров, наоборот, происходит активное передвижение хрусталика вперед, а назад он возвращается пассивно. Глаза морских организмов приспособлены для созерцания близко расположенных объектов. Прозрачность воды такова, что заводить дальнозоркие глаза не имеет смысла.

Некоторые обитатели мелководья умеют определять плоскость поляризации световых лучей. Креветки палемоны, лишенные возможности видеть дно или какие-либо надводные ориентиры, способны в течение многих часов передвигаться в однажды выбранном направлении. А грациозные мизиды, находясь в лабораторном бассейне, постоянно стремятся занимать положение под прямым углом к плоскости поляризации света.

Хочется рассказать о поисках у головоногих моллюсков термоскопических глаз, якобы способных улавливать тепловые лучи. Подобное подозрение в отношении глубоководного кальмара-светляка ватасения сверкающая было высказано молодым французским зоологом Луи Журбеном еще в конце прошлого столетия. С тех пор упоминания о тепловом глазе кальмаров, как о вполне доказанном явлении, время от времени появляются в научно-популярной литературе.

Должен с сожалением констатировать, что подобные предположения лишены каких-либо оснований. Глубоководным животным тепловизор не нужен, так как в пучине океана нет теплокровных существ, способных излучать инфракрасные лучи. А самое главное, вода их совершенно не пропускает. Достаточно слоя воды толщиной в 1 сантиметр, чтобы полностью поглотить тепловые лучи. Владей кальмар термоскопическими глазами, обнаружить кашалота он смог бы, лишь стукнувшись об него головой. Согласитесь, что подобная информация о близости опасного хищника оказалась бы несколько запоздалой и была бы лишена всякого смысла.

В вечном мраке глубин обитает немало животных, которые или совсем утратили глаза, или они у них заросли, скрылись под кожей и не способны воспринимать световые лучи. Это кажется естественным. Однако и на пяти-семикилометровой глубине встречаются рыбы и ракообразные, и таких здесь довольно, владеющие огромными глазами. Большинство из них никогда не поднимается к поверхности, куда проникают солнечные лучи, но их глаза не только не деградировали, а, напротив, приспособлены для использования в условиях минимальной освещенности. Зачем же обитателям бездны понадобились глаза?

Глубоководным животным, лишившимся возможности пользоваться естественным светом, не оставалось иного выхода, как обзавестись собственным освещением. Нигде на нашей планете фонарики не используются так широко, как в океане. Конечно, подводные осветители обладают разной квалификацией. У одних способность продуцировать свет находится в самом зачатке, другие смогли обзавестись мощными прожекторами, умеют устраивать красивые иллюминации или великолепнейшие фейерверки.

Совершенно непонятно, какими принципами руководствовалась администрация Посейдона, предписывая одним подданным обзаводиться освещением, а другим запрещая это делать.

Глубина обитания большого значения не имеет. Многие светящиеся организмы коротают свой век у самой поверхности океана. Но ведь ночи, особенно в тропиках, бывают достаточно темными, и потребность в свете может ощущаться на любой глубине. Фонарики имеют и убежденные домоседы, обосновавшиеся на дне, и планктонные организмы, и самые быстроходные стайеры океана — рыбы и кальмары.

Живой свет возникает в результате высвобождения энергии при сложных химических реакциях. В качестве «керосина» используются специальные вещества, называемые люциферинами. Об их химической природе известно мало. Общим для большинства люциферинов является то, что свечение возникает в результате их окисления с помощью специальных ферментов люцифераз.

Характерная особенность реакций, порождающих свет: выделяющаяся в результате окисления энергия не превращается в тепло, а используется на специфическое возбуждение молекул, способных выделить энергию в виде фотона. У рачков ципридиний, относящихся к классу ракушковых, на окисление 1 молекулы люциферина используется всего 1 молекула кислорода, в результате чего выделяется 1 молекула углекислого газа. Ну а свет? Оказывается, эффективность люциферинов у разных животных неодинакова, но в общем достаточно высока. У разных организмов в свет переходит от 10 до 50 процентов химической энергии, высвобождающейся при окислении люциферина. Это значительно больше, чем у современных ламп накаливания.

Количество испускаемого света зависит от энергоемкости люциферина. Ципридинии, медузы эквории и бактерии должны окислить свыше 3 молекул люциферина, чтобы получить всего 1 фотон. Известны моллюски с более эффективным люциферином, производящим на три окисленные молекулы 2 фотона, а самые квалифицированные осветители синтезируют первоклассный люциферин, способный при окислении 100 молекул обеспечить испускание 90 фотонов. Почти один фотон на одну молекулу «керосина». Общее количество света, испускаемое отдельным световым органом, внушительно. У рыбы-мичмана каждый «фонарик», а их на теле небольшой рыбки длиной 25–35 сантиметров не меньше 300, испускает за 1 секунду миллиард фотонов.

Морские организмы используют несколько способов свечения. У одних животных гранулы люциферина находятся в клеточной протоплазме и там же окисляются. У них светятся ткани тела. У других животных люциферин выделяется в составе слизи, покрывающей кожу. Сами кожные покровы света не испускают. Наконец, существуют животные, способные выбросить облачко светящейся жидкости, выработанной специальными железками.

Многие морские организмы, охотно пользующиеся освещением, не умеют вырабатывать ни люциферина, ни люциферазы. Эту функцию выполняют многочисленные помощники — микроорганизмы, а их хозяева ограничиваются тем, что создают для крохотных светотехников подходящие условия существования да еще заботятся о рациональном использовании света своих фонариков и прожекторов.

У одноклеточных животных гранулы люциферина равномерно распределены в протоплазме маленького тела. Крошечные существа не располагают достаточными материальными ресурсами для длительного свечения. Маленькая ночесветка зажигает огонь лишь в ответ на механическое воздействие. При этом светится все ее тело. Днем свет невидим, но ночью малявки вспыхивают на гребнях волн, как искры, вылетающие из-под быстро вращающегося точила.

Ночесветки обитают и в Черном море. Это они создают здесь неповторимые по красоте световые эффекты. Потревоженные движением воды от проходящего судна или в зоне морского прибоя, они на несколько мгновений вспыхивают ярким светом, чтобы, израсходовав запас энергии, погаснуть. Изумительное зрелище представится пловцу тихой августовской ночью, когда в море скопилось много перидиней. Каждое движение вызывает фейерверк. За стеклом подводной маски в разные стороны разлетаются тысячи искр, словно горят десятки бенгальских огней. Зрелище настолько восхитительно, что раз увидевший его запомнит на всю жизнь.

Моллюски, ракообразные и рыбы пользуются специализированными светильниками. Наиболее совершенные из них по своему устройству напоминают прожектор и могут использоваться для избирательного освещения определенного участка пространства. Снаружи световой орган одет темной непрозрачной оболочкой. Внутри она блестящая, хорошо отражающая свет, — это рефлектор. В передней части находится прозрачная линза, концентрирующая световой поток. Внутри — светящаяся в темноте слизь. Края линзы содержат большое количество пигментных клеток. Они выполняют роль диафрагмы, регулирующей размер отверстия, а значит, и ширину светового луча.

В случае необходимости линза полностью теряет прозрачность, и прожектор «выключается». Часто для этого используется шторка — специальная кожная складка, заслоняющая линзу, как веко прикрывает глаз. Еще оригинальнее выключатель у каракатиц. Их фонарики бывают территориально совмещены с чернильным мешочком. Если фонарь нужно выключить, каракатица выпускает в мантийную полость немного чернил. Они покрывают тонкой, но светонепроницаемой пленкой поверхность фонарика, и свет гаснет.

Прожектор, если он действительно используется для освещения, должен располагаться в передней части тела, на голове животного или даже у него на глазах. Огромные глазные яблоки моллюсков, рыб и ракообразных позволяют разместить целое ожерелье фонариков. Направление пучка света, испускаемого прожектором, согласовано с направлением оптической оси глаза. Это упрощает управление освещением. Животному достаточно повернуться в сторону заинтересовавшего объекта или посмотреть на него, и он освещен.

Свет, испускаемый живыми организмами, может быть белым, сине-зеленым, рубиново-красным, фиолетовым. Иногда животное снабжено фонариками 3–4 цветов. Для глубоководных организмов более характерен коротковолновый свет, так как для голубых лучей морская вода прозрачней, да и глаза подводных обитателей к ним более чувствительны. Цвет зависит от природы молекул люциферина, от величины энергии перехода электрона на более близкую к ядру орбиту, а также от характера светофильтров, через которые он проходит, и от оптических свойств рефлекторов.

Для поддержания в светильнике «огня» могут использоваться светящиеся бактерии. У рыб они находятся внутри прожектора. Лишь у большеглазовых рыб, апогонов и у малого фонареглаза бактерий в световых органах пока не обнаружили. Видимо, люциферин синтезируется прямо в тканях. Яркий свет подавляет собственное свечение животного или разрушает люциферин. Обитатели верхних слоев океана светятся лишь ночью.

О том, как подданные Посейдона пользуются своими светильниками, известно значительно меньше, чем об интимных механизмах свечения. Попробуйте догадаться, зачем небольшой рыбке апогону, обитающему в получившем со времен вьетнамской войны печальную известность Тонкинском заливе, три отличных прожектора, находящихся в его пищеводе? Может быть, для того, чтобы пойманная добыча не стремилась вырваться, а своим ходом старалась протиснуться в глубь пищеварительного тракта?

Свет помогает обитателям океана решить несколько проблем. Главная, видимо, коммуникация, потребность общения. Как в непроглядной мгле на необозримых просторах океана самцу найти себе пару? Как отбившемуся от своей стаи кальмару вернуться в родной коллектив? Обоняние для поисков непригодно. Вода в глубинах океана перемещается крайне медленно, и запах далеко не распространяется. Звуки тоже не годятся. Они слышны на значительных расстояниях и привлекут внимание врагов. Слабый свет живых фонариков издалека не виден. Им удобно пользоваться в своем мирке. Найти иголку в стоге сена живой свет не поможет, но и разминуться накоротке не позволит.

Эвкариды — крохотные рачки. В полярных районах ими кишит океан. Однако заметить рачков, пока они, зависнув у поверхности, сохраняют неподвижность, практически невозможно. Рачки не имеют пигмента, и поэтому прозрачны. Это помогает им спасаться от врагов, но мешает общению.

Световая сигнализация устраняет затруднения. Органов свечения обычно бывает 10. Они располагаются на глазных стебельках, на грудных ножках и на нижней поверхности брюшных сегментов. Поэтому «светлячки» видны со всех сторон. Их фонарики вспыхивают на несколько секунд зеленовато-желтым светом, а затем гаснут. Иногда загораются лишь главные огни на глазных стебельках. Световая сигнализация позволяет рачкам собираться в стаи, а самцам находить самок. Ярчайшая вспышка всех десяти светильников, когда рачки подвергаются нападению, несомненно, служит сигналом опасности.

Наиболее яркий пример использования световой сигнализации, в прямом значении этого слова, дают светящиеся черви из загадочного Бермудского треугольника. Самки этих донных животных в период размножения поднимаются к поверхности, где вальсируют, выписывая круги свадебного танца, и при этом испускают яркий свет. Вслед за ними поднимаются самцы. Они устремляются к свету. Самки с потушенными огнями их не привлекают. Если встреча состоялась, самцы включаются в танец и пляшут до упаду, а достигнув оргазма, одновременно со своими партнершами выбрасывают в воду половые продукты, где и происходит их оплодотворение.

Свет широко используется и на охоте. Небольшая глубоководная рыба галатеатума, проголодавшись, располагается где-нибудь на видном месте и раскрывает рот. В его глубине шевелится что-то светящееся. Постоянно голодные глубоководные хищники, не колеблясь, засовывают свою голову в пасть галатеатумы, а затем уже не по своей воле отправляются к ней в желудок.

Аналогичным образом поступают представители подотряда глубоководных удильщиков. У них один из лучей спинного плавника достигает очень большой длины и направлен вперед. С «удилища» прямо над пастью коварной рыбы свешивается приманка — грушеобразное утолщение, очень ярко окрашенное, а у действительно глубоководных существ к тому же еще и светящееся. Не нужно объяснять, что подводные обитатели, неосмотрительно заинтересовавшиеся соблазнительной приманкой, вмиг оказываются в зубах зловредного обманщика.

Глубоководные рыбы пользуются несколькими моделями «удочек». У одних они очень короткие, и светящаяся приманка располагается у самой пасти. У гигантактиса «удилище» вместе с «леской» раза в четыре превышает длину самой рыбы. Хищник имеет возможность далеко закидывать «наживку» и облавливать огромное пространство. Лизиогнаты и церации пользуются «спиннингами». Само «удилище» находится в специальном канале на спине рыбы и может выдвигаться оттуда и убираться назад. Пользуясь этим приспособлением, рыбы имеют возможность постепенно подманить поближе к своей пасти даже очень осторожную дичь. У лизиогнат приманка снабжена тремя крючками. Видимо, они позволяют подцепить и подтащить ко рту опешившую от неожиданности добычу.

Нередко бортовые огни спасают их обладателю жизнь. Если животное ядовито или просто несъедобно, имеет смысл оповестить об этом окружающих. Часто яркая вспышка света используется для того, чтобы напугать или хотя бы отвлечь внимание нападающего хищника. Многие животные «зажигают» свои огни, только оказавшись в чьих-нибудь зубах. Это тоже средство защиты: может быть, хищник испугается или откроет от удивления рот, и тогда удастся удрать. Этим ловко пользуются некоторые черви.

Один из пионеров изучения морских глубин Уильям Биб во время глубоководного погружения увидел за стеклом иллюминатора крупного, слабо светящегося червя. На глазах наблюдателя этот незадачливый червяк, видовую принадлежность которого исследователь определить не сумел, был перекушен надвое. Хвостовой конец вспыхнул ярким светом и был тотчас же проглочен. Напротив, головной обрывок тотчас погасил огни и поспешно скрылся во мраке. У большинства червей сильно развита способность к регенерации утраченных частей тела, видимо, и у этого червя хвост скоро отрастет вновь. Свечение, так же как судорожные подергивания отброшенного ящерицей хвоста, служит только для того, чтобы отвлечь внимание нападающего и, пожертвовав менее ценным, спасти основное.

Более оригинальный и, я бы сказал, дешевый способ использования света для обороны изобрели кальмары и каракатицы, которые спасаются от нападающих хищников тем, что выбрасывают облако светящейся жидкости, по форме и размеру напоминающее их самих. Не мудрено, что преследователю случается обмануться и наброситься на светящуюся подделку, пока ее творец, не теряя времени, скрывается во мраке. Подобной «бомбочкой» пользуется крохотная каракатица двурогая сепиола размером с 15-копеечную монету, живущая в наших дальневосточных водах. Ночью маленькая сепиола ярко сияет, но если подвергнется нападению, выбрасывает в воду светящееся облачко, а сама, погасив огни, удирает от врага, обманутого светящимся двойником. Так же поступают многие мелкие рачки. Около рта у глубоководных креветок расположены специальные железы, из которых в случае опасности вытекает светящееся облачко. Подвергшаяся нападению стайка креветок тотчас отгораживается от хищника «огненной» завесой из множества светящихся пятен и бросается врассыпную.

В царстве Посейдона с помощью фонариков сообщают о появлении хищника. Яркая вспышка света раненого животного — своеобразный способ предупредить соплеменников об опасности. Скопление рачков, потревоженное напавшими на них рыбами, ярко светится, сигнализируя своим собратьям, что сюда лучше не соваться.

Может показаться невероятным, но свет в царстве вечного мрака помогает рыбам, каракатицам и кальмарам маскироваться. Зоологи обратили внимание на то, что фонарики нередко находятся только на брюхе. Иногда их бывает несколько сот, и чаще всего они располагаются правильными рядами. На небольших глубинах, куда еще проникают солнечные лучи, их голубой свет, если смотреть на животное снизу, должен сливаться с чуть голубым фоном поверхности моря и делать их незаметными. Рыбы с потушенными огнями на светлом фоне океанского «неба» должны казаться серой или совсем темной тенью.

Океан слывет «миром безмолвия». В прошлом ученые даже не подозревали, что вода хорошо проводит звуковые волны. Это отчасти связано с тем, что звуки, возникающие в глубине моря, обычно не достигают человеческих ушей. Гидроакустика как самостоятельная наука зародилась относительно недавно. Она долго оставалась чисто теоретической дисциплиной и развивалась крайне медленно.

Интерес к подводным шумам и мысль о перспективности гидроакустической разведки зародились почти пять веков назад. Гениальный итальянец Леонардо да Винчи оказался основоположником и этой области знаний. Он не только произвел первые в мире эксперименты по обнаружению вражеских кораблей путем прослушивания возникающих при их движении подводных шумов, но и создал приспособления для гидроакустических исследований.

До начала второй мировой войны гидроакустика была развита слабо. Ученые не успели даже бегло изучить звуки океанских глубин. Многие обитатели «мира безмолвия» — весьма шумные существа, но военные гидроакустики знали о них до обидного мало.

Информация о биологических шумах оказалась гораздо важнее, чем думали в мирное время. Происхождение многих шумов, возникающих в наушниках гидрофонов, было трудно определить. Нередко звуки, производимые стаей рыб, принимали за шум работающих двигателей подводных лодок. Сколько раз расшумевшиеся рыбьи косяки давали повод для объявления боевой тревоги!

Чаще всего это происходило в сумерках, когда рыбы поднимаются из глубины и крупными стаями подходят к берегам. Большая и дружная стая могла произвести такую какофонию звуков, что они заглушали даже шум судовых двигателей. В то время никто и не подозревал, что рыбы могут создать такой грохот и скрежет. Акустики были уверены, что перед ними враг. Да и как было об этом не думать? Весной 1942 года немецкие и японские подводные лодки рыскали повсюду. Они выходили в море целыми стаями.

Наибольшую известность получил переполох в Чезапикском заливе весной 1942 года. Гидроакустики службы береговой охраны обнаружили сильный подводный шум. Только работа двигателей множества подводных лодок могла вызвать подводную акустическую бурю. Немедленно была дана команда приготовиться к бою. Нападения не произошло. Военная разведка, как ни старалась, не смогла обнаружить ни одного вражеского корабля, ни одной подводной лодки. Тревога оказалась ложной.

Акустикам редко удавалось установить причину ложных тревог. Неизбежная в таких случаях болезненная подозрительность дала повод для возникновения легенд о том, что японцы специально подгоняли звуки двигателей своих кораблей под шумы, создаваемые рыбьими стаями. А подражать было кому. Среди подданных Посейдона много шумных существ. В Западном полушарии широкой известностью пользуются обитающие у побережья Америки рыбы-мичманы, о которых уже шла речь. Они обращают на себя внимание в период размножения, так как мечут икру по морским мелководьям. По окончании нереста самцы остаются охранять икру и непрерывно жужжат, отпугивая врагов.

Не менее шумно ведет себя рыба-жаба. Издалека ее голос напоминает хриплое ворчание или гудки идущих вдали пароходов. Звуки издаются сериями два-три раза в минуту. Непосвященному кажется, что судно взывает о помощи. Звуки так сильны, что вблизи вполне сошли бы за шум мчащегося мимо поезда или работу отбойного молотка. Их сила такова, что иногда вызывает болезненные ощущения. Измерения показали, что интенсивность рыбьих выкриков превышает 100 децибел.

Жабовидные рыбы — домоседы. Каждая живет на своем участке. В первой половине лета наступает брачный период. Где-нибудь в ямке или под камнем самка откладывает комок крупных икринок, а заботливый отец охраняет ее около трех недель, пока не вылупятся головастикообразные личинки. Гудки и рычание родителей — это грозное предупреждение, что участок охраняется. Митинг «жаб», усиленный акустической аппаратурой, мог вызвать панику даже у представителей морской разведки.

В годы войны ученые не сумели выяснить всех виновников ложных тревог, но волнистого горбыля удалось поймать с поличным. Это он сеял панику у берегов Америки. Горбыли — широко распространенные крупные рыбы с горбатой спиной. Отсюда и название. Их около 150 видов. Они обитают в прибрежной зоне тропических и субтропических морей, живут стаями и держатся вблизи скал, гротов и россыпей камней. В сумерках рыбы покидают дневные убежища, поднимаются из глубин, заглядывают в заливы и в устья рек.

Идут к берегу шумными стаями. Немногие животные позволяют себе устраивать подобный гвалт. Особенно шумят рыбки, когда дело доходит до нереста. Видимо, любовные перепалки горбылей и вызывали переполох береговой охраны. Неблагоразумное поведение дорого обходится горбылям. Концерты, устраиваемые «морскими барабанщиками», живущими в Атлантическом океане, помогают рыбакам разыскивать рыбьи стаи. В Средиземном море орлиные горбыли, собравшись большой компанией, будят ночную тишину тоскливыми стонами, что позволяет рыбакам выследить и обложить стаю сетями.

Горластых существ в океане много. Хорошо известно, какой галдеж царит «на спевках» хора рыб-крокеров, как бы охрипших от долгих вокальных упражнений. Немалый шум способно произвести скопление креветок. Трудно поверить, что эти небольшие, тихие существа могут устроить настоящую какофонию. Вихрь пощелкиваний, словно на асфальт высыпали мешок гороха, изрядно сдобрен скрипами и звонами. В общем, в море немало горлопанов, которые в определенные периоды жизни устраивают бурные митинги, шумные демонстрации, концерты хорового пения.

Не меньшую растерянность вызывали тоскливые стоны, вздохи, пронзительный визг. Эти стенания китов-горбачей нередко слышали наблюдатели на Гавайских островах. О том, что китообразные способны издавать звуки, было известно еще в далекой древности всеведущим грекам. Но знал ли об этом кто-нибудь из высших чинов военно-морского флота? Заунывные жалобы горбачей казались звуками потустороннего мира и вызывали суеверный страх. Ведь ни офицерский мундир, ни диплом инженера не дают гарантии от веры во всякую чертовщину.

Для производства звуков необходим вибратор, порождающий звуковые волны. Им может быть любое упругое тело, способное колебаться от толчка, удара или трения. Если звук нужно усилить, используется резонатор. Для этой цели чаще всего служит воздух. Он упруг. Столбик газа, как стальная пружина, вибрирует по всей своей длине. Он может колебаться с любой частотой, но колебания воздуха скоро затухают.

Резонировать могут и стенки. Известны музыкальные инструменты, состоящие из одних вибраторов. Это ксилофон, тарелки, колокольчики и колокола. У флейты резонирует столбик воздуха. Стенки в усилении звука участия не принимают. У медных духовых инструментов — труб и валторн — вибрируют и воздух и металл стенок. Получается значительное усиление звука. «Музыкальные инструменты» животных нередко снабжены резонатором. Им может быть мембрана, столбик воздуха или стенки полости, где газ, необязательно воздух, находится под некоторым давлением.

Звуки рыб возникают при трении жаберных крышек, костных пластинок челюстей, сочленений скелета, плавников, костей так называемого Веберова аппарата… Карповые рыбы скрежещут зубами, спрятанными глубоко в глотке. Часто звуки производятся путем сокращения барабанных мышц, находящихся возле плавательного пузыря. Его стенки выполняют функции вибратора, а находящийся в нем воздух служит резонатором.

С помощью этих несложных устройств рыбы производят стуки, скрежет, удары, свисты, скрипы, всхлипывают, клохчут, мурлыкают, фыркают. Желтая макрель, встретив свою подругу, крякает от удовольствия. Бычок-кругляк во время нереста скрипит, подзывая самку, а увидев ее, начинает квакать. Черная рыба лает по-собачьи, а морские собачки предпочитают хрюкать. Морской петух (подумать только!), чтобы подать сигнал опасности, «кудахчет» курицей. Рыба-лоцман на ходу постукивает, чтобы ее властелин акула не отвлекалась и не задерживалась. Во время нереста бычок-кругляк верещит, а длиннорылый бычок-подкаменщик жужжит. Зеленушка-оцеллята, перед тем как подраться, цокает. Бычок-кругляк, охраняя гнездо, рычит. Рыба-дикобраз скрежещет, как ржавая дверная петля. Рябчик гризеус, выражая угрозу, барабанит, а сахалинский подкаменщик урчит. Испуганный спинорог свистит, чирикает, щелкает. Ракообразные чаще всего щелкают клешнями. А как киты производят звуки, неизвестно.

Главный музыкальный инструмент млекопитающих — голосовой аппарат. Он тесно связан с дыхательной системой, но у китообразных устройство дыхательных путей необычно. Дышать ртом зубатые киты не могут. Ни ротовая полость, ни глотка с легкими не сообщаются, а рот используется только для поглощения пищи. Дышат дельфины и кашалоты «носом». Слово «нос» взято в кавычки потому, что наружный носовой проход открывается у них не на конце рыла, а на темени. Кроме того, у них всего одна, зато весьма солидная ноздря. Ее отверстие находится в самой верхней точке головы.

Оно первым появляется на поверхности и последним скрывается в пучине вод. С таким дыхалом удобно, зависнув у поверхности, дремать, чуть-чуть подгребая ластами, чтобы темя все время выступало наружу. Отверстие дыхала снабжено мощным клапаном — мясистой затычкой, предохраняющей легкие от попадания туда воды. Широкая ноздря позволяет до предела сократить время, затрачиваемое на вдох и выдох.

Дыхательную систему дополняют три пары асимметричных воздушных мешков, соединенных с носовым проходом. Они узкие, дугообразные, располагаются ярусами и похожи на три причудливые баранки, нанизанные на стержень носового прохода. Мешки окружены мышцами, и часть из них в местах соединений с носовым проходом имеет сфинктеры и внутренние пробки. Вероятно, воздушные мешки имеют непосредственное отношение к производству звуков, которые могут возникать при закрытом рте и заткнутом носе в результате перекачивания воздуха из одного мешка в другой.

Дыхательная система усатых китов проще. Пищевод не отделен от дыхательного пути. Лишь при заглатывании пищи вход в трахею временно закрывается с помощью надглоточного хряща. Нет надчерепных воздушных мешков, зато есть гортанный. Звуки, видимо, возникают в гортани, а воздушный мешок служит резонатором.

Подводные обитатели генерируют звуки широкого диапазона частот. У рыб их частота колеблется от 20–50 герц до 20 килогерц. Щелчки морских львов содержат звуки, лежащие в диапазоне 3–13 килогерц. Зубатые киты генерируют ультразвуковые импульсы с частотой 60–90 килогерц, и, видимо, для них это не предел. Нужно думать, что обитатели морской бездны должны слышать хотя бы издаваемые ими звуки. Между тем на голове рыб напрасно искать каких-либо признаков звуковоспринимающих органов. Даже млекопитающие, переселившиеся для постоянного жительства в океан, в процессе превращения в китов утратили ушные раковины. При движении они неизбежно вызывали бы возмущение пограничного слоя воды, обтекающего тело пловца, и порождаемый этим шум заглушал бы другие звуки.

У рыб есть лишь внутреннее ухо, а среднее и даже барабанная перепонка отсутствуют. Нехватка важнейших блоков звуковоспринимающей системы привела к представлению, что слух у рыб неразвит и звуки не имеют для них значения. Лишь лет пятьдесят назад их слух был реабилитирован. Оказалось, что рыбы прекрасно слышат низкие звуки от 50 до 2000–5000 герц и активно ими интересуются.

Звук как физическое явление представляет собой регулярные колебательные движения частиц упругой среды, так сказать, волны сжатия, и в виде волн распространяется от места своего возникновения во все стороны пространства, если, конечно, для этого не возникает каких-либо препятствий. При прохождении звуковой волны в зависимости от создаваемого ею давления частицы среды смещаются вперед и назад. От уровня давления звуковых волн зависит сила звука.

При этом существенное значение имеет среда, в которой распространяются звуковые волны. Она оказывает звуковым волнам акустическое сопротивление, что приводит к снижению звукового давления. Вода, особенно морская, в 800 раз плотнее воздуха. Неудивительно, что при одном и том же исходном звуковом давлении интенсивность звуковых волн в воде будет существенно ниже, чем в воздухе.

Скорость распространения звуковых волн не связана ни с причиной, их породившей, ни с их частотой, ни с силой звука или количеством энергии, которую несут звуковые волны. Она зависит только от особенностей среды, в которой звук распространяется. В воде он бежит в четыре с лишним раза быстрее, чем в воздухе. За секунду звук покрывает более полутора километров.

Длина звуковой волны находится в пропорциональной зависимости от скорости звука. Чем большее расстояние за единицу времени пробежит звук, тем длиннее должны быть волны. Поэтому при одинаковой частоте звуковая волна, распространяясь в воздухе, будет в 4,5 раза короче, чем в воде. Например, длина волны ультразвука с частотой 50 килогерц, то есть 50 000 колебаний в секунду, равна в воздухе 6,8, а в воде — 31 миллиметру. Чтобы животное восприняло звук, нужно вызвать колебание специальных структур его звукоприемника. Это происходит за счет энергии, переносимой от источника звука с помощью звуковых волн. Поэтому интенсивность — важнейшая характеристика звука. Человек улавливает звуки при смещении мембраны улитки всего на десятимиллиардную долю миллиметра!

Тело рыб прозрачно для звуков. Значительно хуже проводят звук отолиты внутреннего уха, твердые образования, соединенные с волосками рецепторных клеток. Поэтому именно отолиты отзываются колебаниями на приход звуковой волны и с помощью волосков возбуждают чувствительные клетки.

Отсутствие среднего уха, где происходит усиление звуков, серьезный недостаток. Он компенсируется наличием плавательного пузыря, осуществляющего функцию барабанной перепонки и с помощью 4 пар костных рычажков передающего звуковые колебания во внутреннее ухо. Плавательный пузырь, кроме того, способен трансформировать высокочастотные волны в колебания более низкой частоты. Таким образом, этот орган повышает чувствительность слухового аппарата и расширяет диапазон воспринимаемых звуков.

Рыбы, имеющие плавательный пузырь, способны воспринимать звуковые колебания частотой до 8 килогерц и замечают разницу между звуками, отличающимися друг от друга по частоте всего на 3 процента. Беспузырные рыбы такими талантами не обладают. Их восприятию доступны звуковые волны лишь до 2–3 килогерц, а различать их они способны лишь при 10-процентной разнице. В восприятии самых низких звуков до 500–600 герц у рыб принимают участие и другие рецепторы, о чем будет отдельный разговор.

Пространственный слух — важнейшее свойство звуковоспринимающего аппарата. Для животных важно не только, кто или что является источником звуковых волн, но и где находится возмутитель спокойствия. Это удается определить благодаря совместной работе обоих ушей.

Обычно звуковая волна сначала попадает в ухо, ближайшее к источнику звука, а немного позже добирается и до второго. Разница во времени — главный источник информации о месте возникновения звука. Диаметр человеческой головы в среднем 18, окружность 56–58 сантиметров. Если в момент подхода звуковой волны человек стоит к ней боком, звук, обегая череп, чтобы достичь противоположного уха, должен покрыть расстояние в 28 сантиметров. Один сантиметр звуковая волна проходит за 30 микросекунд. На весь путь потребуется 840. Немного, но мы замечаем и гораздо меньшую разницу. Когда источник звука находится на 3 градуса правее средней линии тела, звук до левого уха доберется с запозданием всего в 30 микросекунд. Мы способны оценить эту разницу и, оперируя ею, достаточно точно определить, откуда раздался звук.

К сожалению, таким способом можно определить местонахождение лишь низкочастотных источников звука. Слуховой аппарат высчитывает не просто разницу во времени прихода звука как такового, а разницу во времени прихода одинаковых фаз звуковой волны. Максимальное опоздание прихода звука ко второму уху может достигать 840 микросекунд. Поэтому нужно, чтобы время полного цикла звуковой волны, от одного максимума давления до другого, было больше 840 микросекунд. При более высоких звуках, имеющих более короткие волны, слуховые центры нашего мозга начинают путаться. Например, звуку с частотою 10 000 герц, идущему под углом 55 градусов, чтобы обогнуть голову, нужно 450 микросекунд. Продолжительность цикла равна 100 микросекундам. Следовательно, огибая голову, звуковая волна успеет сделать 4,5 цикла.

Однако до слуховых центров мозга информация о 4 полных циклах звуковой волны просто не дойдет. Для определения направления звука они будут оперировать разницей в 0,5 цикла и, естественно, не смогут решить, где он возник. Поэтому по времени прихода можно определить лишь местоположение источников звука с частотой до 1300 герц.

Уши наземных животных к работе под водой не приспособлены. Погрузившись в воду с головой, каждый может убедиться, что не способен определить даже местоположение источника громких звуков. В воде скорость их распространения возрастет в 4,5 раза. Соответственно в 4,5 раза сократится разница времени прихода звука в одно ухо по сравнению с другим, но слуховые центры мозга не способны сделать поправку на возросшую скорость.

Другим источником информации о местоположении звука является его интенсивность. При звуках низкой частоты длины звуковых волн несоизмеримо больше размера головы. При 100 герцах она равняется 3,3 метра. Такая волна легко огибает голову. Другое дело, если волна маленькая. У звуков с частотой 10 000 герц длина волны всего 3,3 сантиметра. Высокие звуки отражаются головой, и второе, более отдаленное ухо оказывается как бы в акустической «тени». Звук дойдет и до него, но дойдет значительно ослабленным. Если источник звука находится под углом 15 градусов, то для звука с частотой 1000 герц разница интенсивности составит 150 процентов, а при частоте 15 000 герц — 900.

Уже при частоте 3000–4000 герц разность интенсивности звуков достаточно велика и позволяет определить, откуда он доносится. В воде наземным животным этот способ не помогает. Звуковые волны, наткнувшись на голову животного, погруженную в воду, вместо того чтобы отразиться от нее, распространяются по костям черепа и прямиком добираются до внутреннего уха. Таким образом, обычные механизмы, позволяющие наземным животным устанавливать местоположение источника звука, под водой не работают.

Как же приспособились к жизни в воде морские млекопитающие? Как они умудряются разбираться в звуках подводного мира? Китообразные в этом отношении не испытывают серьезных затруднений. Природа, тысячелетиями шлифуя и совершенствуя их слуховую систему, нашла блестящее решение. Среднее и внутреннее ухо дельфина не вмонтированы в костный череп, как у всех наземных существ. Замурованные в особое, чрезвычайно твердое костное вещество, звукоприемные устройства в виде отдельных образований, названных буллей, подвешены к черепу на специальной сухожильной связке. Для большей надежности булля отделена от остального черепа специальными полостями, заполненными воздухом или пеной из белковой эмульсии. У усатых китов-полосатиков связь черепа со слуховой костью, хотя и незначительная, сохранилась, однако специальная звукоизоляция препятствует переходу звука с черепа на буллю. Полностью независимые друг от друга звукоприемники правого и левого уха превосходно приспособлены для определения местоположения источника звука. Дельфины афалины в огромном бассейне способны по всплеску безошибочно определить, куда упала рыбка, крохотная дробинка или просто капля воды. Особая конструкция органов восприятия звуков морских млекопитающих свидетельствует об огромном значении для них слуха.

Морские млекопитающие, во всяком случае киты и некоторые виды котиков, освоили эхогидролокацию. Об этом уже столько писали, что здесь я позволю себе ограничиться коротким рассказом.

Выгоды гидроэхолокации объясняются высокой проникающей способностью звуковых волн. Впрочем, это свойство накладывает на использование подводных сонаров известные ограничения. Чтобы дать оценку проникающей способности звуков, напомню, что солнечный луч можно задержать листком бумаги. Самый тонкий лист металла и даже мелкая металлическая сетка задержат радиоволны. Для тепловых лучей они не станут непреодолимой преградой. Чтобы задержать рентгеновские лучи, нужна свинцовая пластинка, хотя и не очень толстая. Полностью задержать поток нейтрино — особых элементарных частиц, возникающих при бета-распаде атомных ядер или нестабильных элементарных частиц вроде пи-мезонов, можно, лишь имея свинцовую «пластинку» толщиной около 10 триллионов километров!

Звуковые волны на этой шкале следует поместить не то чтобы посредине, но, во всяком случае, между рентгеновскими лучами и потоками нейтрино. Их широкое использование для активной локации основано, с одной стороны, на способности проходить сквозь самые различные вещества, а с другой, отражаться от поверхностей, являющихся границами двух сред. Это позволяет дельфинам получать информацию не только об обращенной к ним стороне лоцируемых объектов, но и о противоположной, невидимой глазом стороне, а заодно и об их внутренней структуре. Прозрачность для звуковых волн различных материалов, особенно если она близка к прозрачности воды, может явиться серьезным осложнением эффективной локации. В этом случае на границе двух сред: вода — лоцируемый объект отражение звуковых волн будет незначительным и объект окажется невидимым.

Тело рыб хорошо проводит звуковые волны и дает незначительное эхо. Расчеты позволяют предположить, что ставридку длиной в 12–15 сантиметров, если она повернута боком к дельфину, животные способны обнаружить за 12–15 метров. Мертвая рыба «видна» хуже. Живую выдает наполненный воздухом плавательный пузырь. Он лучше всего «виден» дельфину, хотя и находится внутри. Как дельфины обнаруживают рыбьи стаи, пока неизвестно, но расчеты показывают, что если локационный импульс упирается в тела четырех тысяч ставридок, то стая рыб становится заметной за 100 метров.

По тем же расчетам, дельфины могут находить друг друга с помощью эхолокатора за 100–130 метров. При этом им сильно помогают наполненные воздухом легкие, так как остальные части тела дают гораздо менее интенсивное эхо. Видимо, друг друга дельфины «видят» как на рентгенограмме: на фоне общих очертаний слабо просвечивают контуры костного скелета, сердце, печень, другие органы, а в центре яркое пятно легких.

Как известно, сущность эхолокации состоит в том, что активно генерируемые животным звуковые посылки, направленно распространяясь в пространстве, натыкаются на различные препятствия и, отразившись от них, эхом возвращаются к владельцу излучателя, доставляя информацию. В принципе для эхолокации годятся любые звуки, но получать детальную информацию об окружающем мире можно лишь с помощью коротких звуковых волн. Длинноволновые звуки порождаются излучателями, размер которых существенно меньше размера генерируемых ими звуковых волн. В этом случае звуковые волны разбегаются от излучателя во все стороны.

Иное дело ультразвуки. Гораздо чаще габариты их излучателей значительно больше длины волны излучаемого звука. Такой излучатель порождает плоские волны. Они распространяются в направлении, перпендикулярном плоскости излучателя. Возникает звуковой луч — узкий пучок звуковых волн. Он позволяет сконцентрировать всю энергию звука на нужном направлении, послать звуковую посылку дальше и получить с ее помощью более громкое эхо. Интенсивность звука резко возрастает по мере увеличения частоты колебаний. Генерировать ультразвуки, обладающие высокими энергиями, проще, чем слышимые звуки такой же силы. Поэтому при эхолокации выгодно использовать ультразвук.

Но ультразвук очень быстро затухает. Чем выше частота, тем быстрее идет поглощение. При увеличении частоты в 10 раз, затухание будет происходить в 100 раз быстрее, а следовательно, резко сократится расстояние, на которое он распространится. И все-таки применять ультразвук выгоднее, чем более низкие звуки. Распространяясь во все стороны, они рассеиваются в пространстве, и их интенсивность тоже быстро падает.

Зубатые китообразные для эхолокации пользуются звуковым прожектором. Наружный носовой проход и примыкающие к нему воздушные мешки, где, по-видимому, и происходит генерация звуковых посылок, снизу ограничены костями нижней челюсти, а сзади — вогнутой чашей лобных костей черепа. Видимо, костный лоб служит рефлектором, позволяющим направлять звуки вперед. Здесь на пути звуков оказывается своеобразное образование — жировая подушка. Есть веские основания считать ее акустической линзой, фокусирующей звуковые лучи в узкий пучок.

При прохождении звуковых волн через разные участки жирового вещества их скорость меняется. Благодаря этому чечевицеобразная линза, видимо, способна преобразовывать сферический фронт звуковой волны в плоский или даже вогнутый. В результате звуки распространяются узким лучом и вследствие фокусировки усиливаются. Ученые предполагают, что дельфины способны изменять форму линзы, подстраиваясь к разной температуре, солености и давлению, иными словами, к глубине погружения.

Звуковой прожектор, «освещая» дельфину дорогу, позволяет увидеть любой предмет еще загодя. Мутная вода не страшна. Она для звуков прозрачна. Когда внезапно налетает шквал и море вблизи берегов взмучивается от поднятого со дна ила, лобный фонарь помогает избегать опасности. Он выручает дельфинов в кромешную тьму осенней ненастной ночи. Представьте себе, как большое дельфинье стадо идет по ночному морю, обшаривая его десятками прожекторов. Звуковые лучи то меркнут, то вспыхивают с новой силой, устремляются вперед или вдруг все вместе скрещиваются на заинтересовавшем животных предмете.

Для эхолокации дельфины особенно охотно используют звуковые посылки, где наиболее важной частью служат звуковые волны с частотой 60–90 килогерц. Их длительность ничтожна — 25 микросекунд. Проводя рекогносцировку окружающего пространства, дельфинам приходится следить за судьбой каждой локационной посылки, а это задача не из легких. Локационный импульс, наткнувшийся на подводный объект и отразившийся от него, так изменяется, что самому творцу импульса не мудрено и ошибиться. Между тем именно изменения локационных посылок и рассказывают дельфину обо всем, что творится в мире.

Вероятно, эха одной локационной посылки недостаточно, чтобы разобраться в создавшейся ситуации, и животные накапливают в памяти последовательно поступающие эхосигналы, чтобы, сравнив их, сделать окончательный вывод. В сложной обстановке для быстрого сбора информации имеет смысл увеличить скорость генерации локационных посылок. Однако существуют ограничения. Прежде чем послать очередную локационную посылку, дельфин непременно должен прослушать эхо от предыдущей. Животным выгодно получать информацию с помощью десятков, а то и сотен очень похожих друг на друга зондирующих импульсов, чтобы иметь возможность разобраться, что в эхо зависит от особенностей отразившего звук предмета, а что от наличия помех.

Испробовав несколько типов эхолокационных посылок, дельфины способны выбрать такие, которые позволят собрать о заинтересовавшем объекте максимум информации. С помощью локационных импульсов шифруются вопросы, задаваемые окружающему пространству. Они возвращаются к дельфину, обогащенные информацией об окружающем мире.

Ученых давно интересует, что помогает дельфину делать выводы об особенностях подводных объектов. Для быстро передвигающихся животных важно точно локализовать объект, оказавшийся на их пути, в том числе определить расстояние до него. Для этого необходимо с высокой точностью измерить время, прошедшее от момента генерации локационной посылки до возвращения эха, отразившегося от исследуемого объекта. Зная скорость распространения звука, нетрудно высчитать, какой путь проделала звуковая посылка. Половина этой величины будет соответствовать расстоянию до объекта. Дельфины пользуются уникальным секундомером, позволяющим измерять время чуть ли не миллионными долями секунды. Когда преследуемая дельфином рыба находится от его морды на расстоянии 30 сантиметров, эхо локационной посылки возвратится к нему примерно через 0,00004 секунды.

С помощью эхолокации дельфины способны определять форму лоцируемых объектов, отличить шар от цилиндра или конуса, сопоставимых с ним по размеру. В экспериментах используют именно эти тела. Подвешенные на тонкой нитке, они выглядят одинаково, с какой бы стороны их ни лоцировали дельфины. Животные способны различать плоские геометрические фигуры: квадраты от треугольников, кругов и различных четырехугольников, равных по площади и изготовленных из материалов, хорошо отражающих звуковые волны. Локатор дельфинов вполне пригоден для оценки размера плоских фигур. Два круга с диаметром 10 и 9 сантиметров животные отличают без большого труда и способны заметить, что в них есть дырки. Правда, обнаружить самые маленькие отверстия (площадью в 1 квадратный сантиметр) они не в состоянии, зато квадратная дырка площадью 86 квадратных сантиметров в пластине площадью 100 квадратных сантиметров не мешала им считать эту фигуру квадратом, хотя, по существу, она представляла собою квадратную 4-миллиметровую рамку.

Оценивая величину и форму предметов, отличая сплошные плоскости от дырявых, дельфины учитывают интенсивность эха. Крупный объект более полно отразит локационную посылку, эхо от него будет более интенсивным, чем от мелкого. Дельфины способны замечать разницу в интенсивности эха, если она достигает 10 процентов. Кроме того, «выстукивая» объект локационными посылками, животные нащупывают его границы и способны составить представление о контуре предмета. Точно так же, выстукивая каменные стены косточкой указательного пальца, мы можем обнаружить пустоты, оценить размер и составить представление об их форме.

Еще удивительнее способность дельфинов с помощью эхолокатора за 10–30 метров узнавать, из какого материала состоит заинтересовавший их предмет. Впрочем, ничего необычного в этом нет. Стукнув пару раз по стенке все тем же указательным пальцем, нетрудно определить, в каменном мы или в деревянном доме. Акустический способ оценки качества материала позволяет любому дилетанту отличить по звону бокалы из простого стекла от хрустальных, то есть путем оценки излучаемых ими звуковых волн. Аналогичными критериями пользуются дельфины. Любая локационная посылка, встретившая на своем пути препятствие, возвращается к ним в виде двойного эха. Его первая порция — истинное эхо, отражение от шара локационной посылки. Вторая часть создается собственными колебаниями лоцируемого предмета. Их характер зависит главным образом от материала данного объекта. Именно вторая часть эха и дает возможность узнать, из чего он сделан.

При оценке второй половины эха животные пользуются несколькими критериями. Вторичное эхо от маленьких стальных и дюралевых шаров диаметром 10 миллиметров содержит по одной осцилляции (одному колебанию), а от шаров диаметром 50 миллиметров — по 8, и, естественно, дельфины их различить не могут. Зато когда животным приходится сравнивать два стальных шара, большой и маленький, они их не путают, так как могут пользоваться двумя показателями: силой эха и количеством осцилляций в его вторичной части. Шары из свинца, латуни, эбонита и оргстекла дают во вторичном эхе от 2 до 20 осцилляций. Это позволяет животным уверенно их различать. Крупные свинцовые шары дают до 70 осцилляций. Отличать их от таких же шаров из другого материала дельфинам нетрудно, но определить величину шара с помощью анализа вторичного эха они не могут, так как с увеличением размера свинцовых шаров количество осцилляций растет очень медленно, а заметить разницу между 70 и 73 осцилляциями они не в состоянии. Живя в океане, дельфины не сталкиваются с необходимостью отличить сталь от латуни или оргстекла, но это не значит, что анализ вторичного эха является для них совершенно новым способом познания внешнего мира.

Ученым пока не удалось вникнуть в интимные стороны восприятия дельфинов. Ясно, что сходство с человеческим невелико. Ведь даже в восприятии двух различных людей может быть мало общего. Блейк так проиллюстрировал эту мысль: «Когда дурак и умный смотрят на одно и то же дерево, дураку оно кажется совсем иным, чем умному». Этой сентенцией, видимо, можно было бы закончить рассказ о значении слуха. Однако нельзя не рассказать об акустических сигналах, используемых подданными Посейдона для взаимной коммуникации.

Трудно сказать, какими звуками предпочитают пользоваться морские млекопитающие при взаимном общении друг с другом. Ультразвуки можно применять только накоротке, так как они быстро затухают. Зато такие сигналы обладают целым рядом важных преимуществ. Главное состоит в том, что животным нетрудно излучать ультразвуковые коммуникационные сигналы, обладающие высокими энергиями, следовательно, хорошо слышные тем, для кого предназначены. Другое дело, низкочастотные звуки. Наличие акустического канала, который, нигде не прерываясь, охватывает все океаны, позволяет создать систему дальней подводной связи. Ее недостаток в том, что связь эта не позволяет осуществлять быстрый обмен информацией. Звуки распространяются слишком медленно, и, чтобы преодолеть большое расстояние, им требуются десятки минут или даже часы.

В человеческой практике звуковой канал используется при аварийном оповещении. С помощью трех одновременно работающих акустических станций слежения можно установить местоположение в океане любого источника сильных звуков. Такие станции были созданы еще в период второй мировой войны. Самолеты военно-морской авиации США, ведущие боевые действия на обширных пространствах Тихого и Индийского океанов, были снабжены небольшими бомбами, которые, погружаясь в воду при гибели самолета, взрывались на определенной глубине, соответствующей уровню залегания звукового канала. Это позволило американцам спасти немало летчиков, чьи самолеты были сбиты над океаном.

Звуки крупных китов обладают достаточной «громкостью» и распространяются на значительные расстояния. Это подтвердила система акустического слежения. Пока прямых доказательств зоологи не имеют, но можно не сомневаться, что киты используют звуковой канал для взаимного общения.

Для исследователей представляет большой интерес не только то, как общаются животные, но и какой информацией обмениваются. Систему коммуникационных сигналов, используемых четвероногими и пернатыми существами, принято называть языком животных. Ученым совершенно ясно, что язык животных — это далеко не человеческая речь, но само слово «язык» завораживает. Людям одиноко на нашей маленькой планете и хочется найти компаньонов по разуму. Близкое знакомство с подданными Посейдона дало основание предполагать, что среди них можно встретить подобных интеллектуалов!

Свыше трех десятилетий назад американский нейрофизиолог и психиатр Дж. Лилли впервые непосредственно столкнулся с дельфинами и был очарован этими удивительными существами. На него глубокое впечатление произвели размер их мозга, близкий к человеческому, и разнообразие издаваемых дельфинами звуков. Понаблюдав за ними вволю и наслушавшись всевозможных «правдивых» историй, Лилли пришел к выводу, что дельфины по меньшей мере так же умны, как люди, или даже значительно умнее нас. А раз так, решил ученый, значит, у них тоже должен быть язык не хуже нашего и скорее всего — звуковой. Учитывая некоторую склонность дельфинов к звукоподражанию, Лилли предположил, что «интеллигенты моря» в качестве иностранного языка вполне могут овладеть английским.

С этого момента Лилли стал усиленно пропагандировать идею поиска братьев по разуму. В 1961 году он опубликовал книгу «Человек и дельфин». Предпосланное ей предисловие начиналось словами: «В течение ближайших 10–20 лет человечество наладит связь с представителями других биологических видов, то есть не с людьми, а с какими-то другими существами, возможно, не наземными, скорее всего морскими, но наверняка обладающими высоким уровнем умственного развития или даже интеллектом».

Книга Дж. Лилли написана так, что она не могла не вызвать сенсации. Можно подумать, что шумиха ему понадобилась лишь для того, чтобы легче было добиться субсидий из разных фондов. Действительно, деньги полились к Лилли рекой, и благодаря щедрым субсидиям он организовал в Коконат Гроув и на острове Сент-Томас (Виргинские острова) Институт исследования общений. Однако коллеги ученого утверждают, что дело не в деньгах. Лилли якобы искренне верил в осуществимость своих идей.

Представления Лилли об умственных способностях дельфинов были настолько наивны и в научном отношении бесплодны, что возглавляемое им учреждение продержалось очень недолго. Лаборатория под открытым небом на Сент-Томасе перестала существовать уже в 1966 году, а через два года закрылся и Институт исследования общений. Видимо, крах научных доктрин так потряс ученого, что он не только перестал бывать на конференциях и симпозиумах, посвященных дельфинам, но даже прекратил общение со своими бывшими сотрудниками.

В Институте исследования общений занимались расшифровкой языка дельфинов и учили их говорить по-английски. Оба направления не дали заметных результатов, хотя сам Лилли считал, что некоторые ученики добились значительных успехов. В многочисленных статьях и книгах Дж. Лилли поведал миру, что дельфины в лаборатории на острове Сент-Томас подражали человеческой речи и другим звукам. Самым сенсационным было заявление дельфина Лиззи, сделанное ею за несколько часов до смерти. В конце рабочего дня, когда усталые исследователи торопились закончить эксперимент, вмешавшись в человеческий разговор, Лиззи выкрикнула: «This is a trick» («Нас обманули»). Впрочем, Дж. Лилли допускает, что это было недостаточно точное воспроизведение фразы: «It’s six o’clock» («Уже шесть часов»).

Реплику Лиззи зафиксировал магнитофон, однако мы, видимо, так никогда и не узнаем, что имела в виду юная представительница дельфиньего племени. Как объясняет Дж. Лилли, слова, произносимые дельфином, трудно понять из-за специфического дельфиньего «акцента». Дж. Лилли признается, что даже среди его сотрудников, постоянно общавшихся с теми же животными и, видимо, достаточно хорошо освоивших дельфиний «акцент», далеко не все разделяют его уверенность в том, что в издаваемых дельфинами звуках есть элемент звукоподражания. Судите сами, насколько велика достоверность результатов эксперимента.

Известно, что попугаи хорошо осваивают человеческий язык, когда заниматься с ними начинают еще в птенцовом возрасте. Дж. Лилли решил аналогичным образом поступить с дельфинами. Он поселил в просторный крытый бассейн дельфина по кличке Питер и воспитательницу Маргарет Хад. Ученик и учительница провели в заточении несколько месяцев, ни на минуту не расставаясь.

В этом опыте человек и дельфин ежедневно имели 18 часов речевого общения. Маргарет систематически давала Питеру уроки английского языка. Однако говорить дельфин не стал, хотя уроки доставляли ему явное удовольствие. За два с половиной месяца он не научился использовать речь для активной сигнализации, да и повторить мог всего два слова: hallo (алло — начало всех телефонных разговоров Маргарет, сигнализирующих о перерывах в играх и уроках) и ball (мяч — любимая игрушка дельфина).

Главная идея Дж. Лилли — научить дельфинов языку людей — потерпела фиаско. Над разрешением второй работают во многих лабораториях мира, пытаясь найти и расшифровать собственный язык дельфинов.

Прежде чем начать подобное исследование, необходимо было решить, каким должен быть дельфиний язык. Логичнее всего допустить, что он звуковой, — слишком разнообразны издаваемые дельфинами звуки, велика звуковая активность и достаточно остер слух.

Одним из подходов к изучению языка дельфинов стал тщательный анализ производимых ими звуков. Главным образом изучались свисты. Они оказались не так разнообразны, как того ожидали, и исследователи сочли, что их совершенно недостаточно для «обсуждения» важнейших проблем, которые неизбежно должны возникать перед такими умными животными. Однако это не обескуражило исследователей. Твердо уверовав, что по своему развитию язык дельфинов сопоставим с человеческим, они предположили, что животные из отдельных звуков комбинируют сложные сигналы, как в нашем языке из отдельных звуков складываются фонемы, а из фонем слова.

В одном из подобных исследований, также проведенном в США, было проанализировано две тысячи свистов. Их удалось систематизировать. Оказалось, что они могут быть отнесены к 59 типам. Более обстоятельные исследования советских ученых показали, что в «алфавите» дельфинов 7 исходных сигналов-букв, из которых формируется 31 элемент более сложного состава — «фонемы» дельфиньей речи. Еще более сложные сигналы, или «слова», как их условно назвали исследователи, обычно строятся из 2–5 фонем, хотя встречаются и значительно более длинные, 24-фонемные гиганты. Исследование не давало возможности высказать предположения о смысле дельфиньих разговоров.

Другой подход к изучению языка заключался в анализе особенностей общения дельфинов. Одно из таких исследований принадлежит американскому исследователю Дж. Дрееру, сотруднику авиастроительной фирмы «Локхид». Исследователь из обычных звуков, издаваемых дельфинами, отобрал шесть наиболее типичных свистов, а затем дал прослушать группе из шести дельфинов и записал их ответные реакции.

Исследование не дало, да и не могло дать каких-нибудь ощутимых результатов. Один и тот же свист в разное время вызывал различный ответ. Почему — об этом можно только догадываться. Высказать по этому поводу какие-либо соображения невозможно. Исследователю даже не пришло в голову изучить ответы каждого из шести дельфинов в отдельности. А ведь животные не автоматы: реакции самцов могли отличаться от реакций самок, ответы юных дельфинов — от «высказываний» представителей старшего поколения, занимающих в стае лидирующее положение.

Исследование американских ученых Т. Ланга и Дж. Смита лишено этого недостатка. Двух молодых дельфинов, самца Даша и самку Доррис, хорошо знакомых друг другу, посадили в разные бассейны, связанные гидротелефоном. Когда телефон включали, дельфины могли между собой переговариваться, а исследователи записывать их разговоры. Последующий анализ записей показал, что для переклички использовались шесть типов свистов от А до Е. Когда гидротелефон был выключен, животные становились менее разговорчивыми. Они подолгу молчали, а если и генерировали звуки, то использовали всего три типа свистов — А, Б и Г. Самка оказалась более «разговорчивой», чем самец. Диалог обычно начинала она.

Анализ диалогов позволил заметить несколько закономерностей. Во-первых, дельфины очень любят повторять свои высказывания по 5–10 раз подряд. Во-вторых, собеседники стремятся копировать реплики друг друга. Наконец, реплика Г почти всегда вызывает в ответ Б, причем свист Б издает только самка, а реплику Г генерирует лишь самец. Видимо, Б и Г — имена дельфинов или, во всяком случае, призыв, обращенный друг к другу. Свист А скорее всего приглашение к диалогу, а Е наверняка какое-то сообщение, так как он производился только в то время, когда работал телефон. В одиночестве дельфины его не издавали. Опыт интересен, но и он мало что дал. Ясно, какими сигналами обмениваются дельфины, но содержится ли в них какая-то определенная информация, выяснить не удалось.

В настоящее время проведено много исследований по изучению языка дельфинов, но воз и ныне там. Они не пролили свет на способность дельфинов обмениваться информацией. Впервые исследование, которое могло бы ответить на этот вопрос, выполнил американский психолог, специалист в области психолингвистики Дж. Бастиан. Он поместил своих дельфинов в круглый бассейн, разгороженный сетью на два отсека. В каждом из них находилась автоматическая кормушка и два рычага, при правильном нажатии на которые обе кормушки одновременно выдавали по рыбке. Кроме того, в отсеке самца находилась стартовая лампа. Когда зажигался свет, это означало, что надо начать опыт. В отсеке самки, кроме стартовой лампы, находилась вторая, сигнальная. Если она загоралась обычным ровным светом, нужно было нажимать на левый рычаг, а когда мигала — на правый.

Убедившись, что дельфины научились правильно реагировать на сигналы, из отсека самки рычаги убрали, а сеть заменили брезентовой перегородкой. Теперь самка могла получить рыбку только тогда, когда самец правильно нажимал на рычаги, но он без ее помощи решить эту задачу не мог, так как брезент не позволял видеть сигнальную лампу. На некоторое время реакции самца потеряли прежнюю точность, но постепенно дело наладилось, и в 90 процентах случаев задача решалась правильно. Бастиан имел все основания утверждать, что самец получал указания от самки, а следовательно, дельфины действительно имеют собственный язык и он у них звуковой, ведь у животных не было другой возможности обмениваться информацией, кроме использования звуков.

Ученые — народ недоверчивый. Бастиан несколько раз изменял условия опытов, чтобы исключить ошибку. Брезент был заменен звуконепроницаемой перегородкой. Теперь самец не мог получать указаний от самки, а без ее помощи ему редко удавалось догадаться, какой рычаг следует нажать, чтобы получить рыбку.

Опыты повторили после годового перерыва и убедились, что дельфины не забыли, как следует себя вести, чтобы иметь внеочередной завтрак. Затем изменили условия опыта. Теперь, когда сигнальная лампа мигала, нужно было нажимать на левый рычаг, а когда просто загоралась — на правый. Дельфины быстро разобрались в новом задании, и все пошло как по маслу.

В то время когда Бастиан начинал свои опыты, все специалисты по дельфинам были уверены, что в основе их языка лежат свисты. Во время экспериментов все звуковые реакции дельфинов фиксировались на магнитную пленку, однако изучение свистов не обнаружило никакой закономерности. Ничто не подтверждало, что животные используют их для обмена информацией. Пришлось скрупулезно проанализировать 1–8 километров магнитной пленки. Оказалось, что, когда сигнальная лампа мигала, самка молчала, но если лампа загоралась непрерывным светом, она издавала короткую серию эхолокационных щелчков. После изменения условий опыта изменились и звуковые реакции самки. Теперь, как только лампа зажигалась, самка тотчас генерировала длинную серию локационных сигналов, а когда лампа мигала, она после непродолжительной паузы издавала короткую серию не очень частых щелчков.

Эти эксперименты дали повод для сенсационных публикаций в журналах и газетах и приковали к себе внимание прессы. Бастиан гораздо скромнее оценивал результаты своих опытов. Он заявил, что они не дают оснований утверждать, что дельфины обладают развитым языком, так как не было установлено, издавала ли самка свои сигналы произвольно, вкладывала ли в них какой-то определенный смысл или это были обычные эмоциональные реакции, которыми самец научился пользоваться.

Не только разгадать язык дельфинов — просто убедиться в его существовании оказалось труднее, чем расшифровать египетские иероглифы. Многие ученые, не надеясь добиться успеха, решили последовать примеру Дж. Лилли и обучить дельфинов новому языку, но не английскому, а специально для этого созданному, который животным легче освоить и которым нетрудно пользоваться людям.

Впервые опыт с искусственным языком организовал профессор машиностроения Д. Батто из университета Тафта. Он сконструировал прибор, преобразующий звуки человеческой речи в свисты, и транслировал их в бассейн к дельфинам. Были придуманы специальные слова, не слишком длинные, чтобы их было легче воспринимать, и, как правило, начинающиеся и кончающиеся согласными. Обучение шло медленно, но в результате два дельфина научились выполнять 15 команд такого характера: «Толкни ластом мяч», «Подними хвост», «Проплыви сквозь обруч», «Кувыркнись», «Издай локационный щелчок» и т. д. Во время эксперимента все звуки, издаваемые дельфинами, записывались.

Когда обучение животных достаточно продвинулось, их обучили команде «повтори» (повтори только что прослушанное слово). Эксперименты не довели до конца. Может быть, позже дельфины и заговорили бы, хотя их не учили практически ничему, с чем им имело бы смысл обратиться к человеку. Впрочем, хорошо, что до этого дело не дошло. Ученые, конечно, могли выполнить некоторые «просьбы» дельфинов, вроде: «Толкни ластом мяч», но, вероятно, были бы в затруднительном положении, если бы им предложили ударить хвостом по воде.

Эксперимент Батто подтвердил умение дельфинов ориентироваться в достаточно сложной обстановке. Во время опыта на них обрушивался целый каскад команд. Сначала называлась кличка дельфина, затем следовала стандартная команда «вперед», после чего давался приказ на выполнение одного из 15 заданий и подтверждался распоряжением «выполняй». Если приказ был выполнен правильно, следовала оценка «хорошо» и животное награждалось рыбкой. В случае ошибки дельфина стыдили — «плохо» и рыбешки, естественно, не давали.

В других экспериментах в качестве слов языка, которому пытались обучить дельфинов, использовали случайные звуки. Ими обозначали обычные для животных предметы и действия. За четыре месяца дельфин запомнил названия трех предметов и обучился выполнять три действия. В дальнейшем дельфин должен был выполнять команды, составленные из двух слов — действия и названия предмета, на который направлено действие. Из заученного дельфином набора слов можно было составить девять предложений. Задача для животного оказалась посильной.

В экспериментах, осуществленных на других группах дельфинов, словарный запас звуковых команд или сигналов, подаваемых жестами, удалось довести до 25 и научить животных выполнять 45 двусловных распоряжений. Дельфины оказались способны понять команды из трех слов, но это давалось им с трудом. Только половина таких команд выполнялась правильно.

Эксперименты с искусственным языком были направлены на выявление возможности его пассивного усвоения, способности понимать язык, но не говорить на нем. Лишь много позже сделали попытку научить дельфинов активно пользоваться заученными сигналами. Как и в предыдущем случае, использовали язык звуков и жестов. Дельфины научились с помощью «жестов» просить рыбу, игрушку или чтобы их погладили. Это немного! Любая со средними способностями собака без нашего специального обучения сама «придумывает» несложный набор коммуникационных сигналов для общения с нами. Она будет лаять у двери, когда ей нужно на улицу, греметь пустой миской, если почувствует жажду, и принесет игрушку, чтобы с ней поиграли.

Невелики успехи и в области изучения дельфиньего языка. Лишь зоологи и зоопсихологи добились ощутимых результатов. Они обнаружили сигнал бедствия и сигнал для выражения протеста в виде особого свиста, напоминающего пронзительный скрип, когда животному что-то очень не нравится. Резкий щелчок — предупреждение об опасности. Тявканье издается во время брачных игр. Хлопок челюстями означает угрозу. Серии громких, быстро генерируемых свистов используются при общении матери с детенышем или между членами семейной группы. С их помощью потерявшийся малыш зовет мать, а отставший от стаи дельфин просит его подождать.

Зоопсихологи подтвердили предположение, что каждое животное имеет собственный опознавательный сигнал. Когда дельфина отсаживают в отдельный бассейн, он начинает беспрерывно генерировать сигнал, пытаясь сообщить членам стаи, где его искать. Иногда животные генерируют чужие позывные. Что это значит, пока неясно. Может быть, звери, как попугаи, передразнивают друг друга, однако не исключено, что это приглашение пообщаться, адресованное вполне определенному члену стаи.

Мы видели, что в опытах Бастиана дельфины обменивались информацией с помощью серий эхолокационных щелчков. Трудно судить, случайно ли это или Бастиану удалось обнаружить важную закономерность. Ясно одно, что при общении животных эхолокационные щелчки имеют большое значение. На это в последние годы обращают внимание многие видные отечественные и зарубежные зоопсихологи. Усилия, нередко титанические, не дали положительного результата. Пока никому не удалось расшифровать сложные сигналы дельфинов, отождествляемые со словами их языка, и составить словарь.

Неразрешимые трудности в изучении речи дельфинов не вызывают у меня недоумения. Наблюдения за этими удивительными животными и целый ряд исследований дают мне основание утверждать, что подобного языка просто не существует. Это не значит, что китообразные лишены возможности широкого обмена информацией. Эхолокация — активный способ анализа окружающей среды. Она создает предпосылки для возникновения особой системы коммуникации, недоступной другим животным. Владея в совершенстве своим звукогенератором и имея склонность к звукоподражанию, хотя и не в такой степени, как считает Лилли, дельфины имеют возможность пользоваться имитацией эха, чтобы сообщать своим сородичам новости. Замечено, например, что дельфины азовки постоянно применяют для общения сигналы, напоминающие локационные посылки.

Использование для передачи информации копии эха может сделать общение очень полным и всеобъемлющим. Локационная посылка, вернувшись к дельфину слабым эхом, содержит достаточно полную, всестороннюю информацию об отразившем ее предмете. Почему бы теперь дельфину не повторить этот эхосигнал, но уже громко, чтобы слышало все стадо. Такой способ передачи информации должен сочетаться с врожденными коммуникационными сигналами.

Предположим, один из членов стаи обнаружил сети. Он подает свистовой сигнал тревоги и одновременно генерирует копию локационной посылки, которая отразилась от сетей и принесла о них весть. Теперь члены стада будут не только предупреждены о возникшей опасности, но и информированы, в чем она заключается. Дельфин-разведчик, обнаруживший косяк ставриды, может дать сигнал, приглашающий товарищей по стаду начать охоту, и воспроизвести копию эха, полученную при зондировании скопления рыб. Стадо будет иметь возможность самостоятельно решить вопрос, перспективное ли это дело, получив из уст разведчика информацию о размере косяка и о том, какие там рыбы.

Если приглядеться к любой рыбе, нетрудно заметить на ее боках линию, начинающуюся от самых жаберных крышек приблизительно на уровне глаза и кончающуюся у основания хвостового плавника. У одних рыб она бывает ярко окрашена и сразу бросается в глаза, у других менее заметна, но можете быть уверены, она непременный атрибут рыбьих аксессуаров. Прочерк на рыбьем боку, напоминающий ватерлинию, — это место расположения рецепторов, предназначенных для восприятия движения воды и колебаний ее давления. Ими обладают только истинно водные представители хордовых: миноги, рыбы и наиболее примитивные амфибии. Совокупность рецепторов, размещенных вдоль ватерлинии, называют органами боковой линии.

У древних водных животных боковую линию образовывали своеобразные рецепторные клетки, снабженные чувствительными волосками. Они находились в поверхностных слоях кожи, располагаясь здесь правильными рядами, а их волоски выступали наружу. До сих пор аналогичную организацию органов боковой линии сохранили миноги и некоторые костистые рыбы, вроде всем известной корюшки. У химер и низших акул чувствительные волосковые клетки залегают в желобке, а у подавляющего большинства современных рыб собраны в почкообразные группы и спрятаны в трубки, соединенные с окружающей средой короткими мини-колодцами. Тела чувствительных клеток вмонтированы в стенки заполненных слизью труб, а в их просвет выступают лишь волоски. У рыб каналы, в которых помещаются датчики, расположены не только на боках, но заходят даже на голову, распадаясь здесь на надглазничные и подглазничные, на каналы нижней челюсти и жаберных крышек.

Любые рецепторные клетки, для сбора какой бы информации они ни предназначались и кому бы из животных ни принадлежали, построены по единому типовому проекту и отличаются лишь незначительными конструктивными особенностями, помогающими выполнять специфические обязанности. Рецептор представляет собою клетку с одним или несколькими подвижными жгутиками. Они служат воспринимающими элементами и называются антеннами. Непрерывное движение жгутиков способствует созданию наиболее благоприятных условий их взаимодействия с тем видом энергии, для восприятия которой они предназначены.

Рецепторные клетки органов боковой линии имеют одну антенну и пучок неподвижных волосков. Антенна не входит в состав пучка, а всегда расположена где-нибудь сбоку. Рецепторная клетка реагирует на движение слизи в канале только в том случае, если оно направлено от пучка неподвижных волосков в сторону антенны. Тогда под напором слизи антенна сгибается, вызывая возбуждение рецепторной клетки, о чем та шлет информацию в мозг. А если слизь движется в противоположную сторону, антенна упирается в пучок волосков, и клетка затормаживается.

Органы боковой линии являются рецепторами дистантного осязания. Они помогают рыбам ориентироваться в характере течений и обнаруживать движущиеся объекты. Любое существо, передвигающееся вблизи рыбы, вызывает хотя бы небольшое движение воды и тем самым выдает свое присутствие. Рыбаки неоднократно вылавливали хищных рыб, полностью лишенных зрения. К всеобщему удивлению, они оказывались хорошо упитанными, ничем не отличаясь от своих зрячих сородичей. Наблюдения в аквариуме за слепыми щуками показали, что хищницы великолепно чувствуют приближение мелких рыб, и хватают их почти без промаха, а на мертвых неподвижных рыб не обращают никакого внимания. Другое дело, если приманку подвигать. Они обнаруживают любой движущийся объект и с одинаковым проворством кидаются на карандаш, чайную ложку или руку экспериментатора. Когда с помощью трубочки в щуку под водой направляли струйку воды, рыба вхолостую щелкала челюстями. Чувствительность боковой линии феноменальна, рыбы замечают движение стеклянного волоска толщиною 0,25 миллиметра.

Информация органов боковой линии помогает рыбам поддерживать взаимный контакт. Особенно важна она в брачный период, чтобы синхронизировать поведение половых партнеров. Оболочки икринок у многих рыб под воздействием воды всего за 20–40 секунд становятся непроницаемыми для сперматозоида. Чтобы течение не успело унести облачко сперматозоидов, и за отпущенные природой мгновения произошло оплодотворение икринки, действия самцов и самок должны быть строго согласованными. Обмен информацией ведется на языке водяных струй. Самцы, ухаживая за самками, усиленно бьют хвостом, подавая сигнал к началу икрометания. Команды самца нетрудно имитировать. Двигая стеклянной палочкой около хвоста колюшки, можно заставить созревшую самку откладывать икру.

Рыбы широко пользуются дистанционным осязанием.

Оно для них важнее, чем зрение. Заядлые рыбаки знают, что при ловле щук не имеет большого значения, как выглядит блесна: достаточно, чтобы она просто поблескивала в воде. Гораздо важнее, как она движется и вибрирует. Дистанционное осязание одинаково необходимо и для хищных рыб, и для вегетарианцев. Первым оно сообщает о приближении добычи, вторых предупреждает об опасности.

Обнаружение подвижных предметов — это пассивная локация. Рыбы владеют и активной локацией. Ученые заметили, что слепые караси способны обнаруживать неподвижные предметы. В аквариуме они ведут себя более осмотрительно, чем зрячие рыбы, и не натыкаются на его прозрачные стенки, не сталкиваются с подводными камнями, корягами, отлично чувствуют, где находится дно и где вода переходит в воздушную среду.

Активная локация основывается на том, что при движении в воде любой предмет вызывает волнообразные колебания. Волны давления, распространяясь впереди плывущей рыбы, обгоняют ее. Они первыми докатываются до встречных предметов, отражаются от них, возвращаются назад и улавливаются волосковыми клетками органов боковой линии. Для морских глубоководных рыб, живущих в вечном мраке океанской бездны, активная локация имеет огромное значение и полностью заменяет зрение. В толще воды, где нет никаких крупных объектов, кроме живых существ, легко анализировать окружающую обстановку, и достоверность полученной информации может быть очень высокой. Не случайно у глубоководных рыб боковая линия обычно развита лучше, чем у живущих на мелководье.

В солидных научных трудах, посвященных физиологии органов боковой линии, можно столкнуться с упоминанием двух типов рецепторов: обычных, или механорецепторов, и «особых», «специализированных». «Особые» рецепторы стоят того, чтобы им посвятить отдельный рассказ. Начну с того, что они не принимают участия в выполнении исконных функций органов боковой линии и не способны реагировать на слабые механические воздействия воды. Ученые подозревают, и для этого достаточно оснований, что «особые» рецепторные клетки являются датчиками, реагирующими на температурные и химические воздействия. Они информируют организм о концентрации солей в морской воде.

Важнейшей функцией «специализированных» датчиков является электрорецепция. Они работают или как вольтметры постоянного тока, или как приборы, способные уловить напряжение высококачественных электрических импульсов, и хорошо различаются по внешним признакам. Рецепторы для высокочастотных импульсов называют бугорковыми органами. Здесь мы их касаться не будем, так как они более характерны для пресноводных рыб. Второй тип рецепторов получил название ампулированных. В этом случае чувствительные датчики упрятаны на дне крохотных колбочек. Наибольшую известность получили ампулы Лоренцини, характерные для акул и скатов. Впервые их описал еще в 1678 году итальянский ученый, именем которого названы эти образования. Сам Лоренцини считал ампулы слизистыми железами, каких немало в коже рыб.

Ампулы Лоренцини представляют собою крохотные, не слишком аккуратно сработанные длинногорлые колбочки, открывающиеся на поверхности тела рыбы крохотной порой. В дно вмонтировано несколько рецепторных клеток, снабженных ресничками, выступающими в полость колбы. Это воспринимающие элементы рецептора. Стенки канала и самой ампулы служат для электрорецептора изолятором, предохраняющим от электрических разрядов собственной мускулатуры рыбы. Полость колбы и ее горла заполнена желеобразным веществом, хорошо проводящим электричество. Это входной канал рецептора, клемма вольтметра.

У морских рыб отличные электрорецепторы. У скатов их пороговая чувствительность равна 0,00000000005 ампера. Рецепторы наиболее плотно покрывают переднюю часть головы. На хвосте их значительно меньше. В результате лоб рыбы в 30 раз чувствительнее к электричеству, чем ее хвост. Электрорецепторы размещены на коже в определенном порядке, что позволяет акулам и скатам хорошо ориентироваться в электрической обстановке и уверенно реагировать на электрические поля с градиентом, то есть с постепенным изменением напряженности порядка 0,02 микровольта на сантиметр, и безошибочно обнаруживать источник сверхслабых электрических импульсов на расстоянии 10–15 сантиметров.

Мне случилось познакомиться с тем, как пользуются рыбы своими электрорецепторами. Я плыл над огромной песчаной отмелью. Дно медленно понижалось. Передо мной расстилалась однообразная равнина. Одиноко и неуютно было в этой подводной Сахаре. Прежде мне не приходилось бывать в таком унылом месте. Сюда меня привела надежда увидеть камбал. Увы, упорные поиски оказались тщетными. Рыбы маскировались так ловко, что их невозможно было отыскать.

Вылазка в подводное царство затянулась до сумерек. Возвращаясь к берегу, уже на мелководье я встретил морскую лисицу, плывущую параллельным курсом. Было интересно понаблюдать за удивительной рыбой, и я поплыл быстрее, но старался держаться поодаль. Мое присутствие не напугало ската, рыба не обращала на меня внимания, продолжая плыть в сторону берега. Вдруг она метнулась на дно и забилась, поднимая облака мути, стараясь оглушить обнаруженную дичь. Это была небольшая молоденькая камбала. Глаза у скатов расположены таким образом, что рыба видит, что находится непосредственно под ней, да и в воде было уже темно. Совершенно очевидно, что зрение не могло помочь скату отыскать в сумерках камбалу, которую и при ярком свете заметить практически невозможно. Помочь хищнику могли только электрорецепторы, точно указав место, где скрывалась дичь.

Эксперименты, проведенные в лаборатории, показали, что ромбовые скаты, к которым относится и морская лисица, реагирует на переменное электрическое поле с градиентом до 0,02–0,01 микровольта на сантиметр. Такая же чувствительность рецепторов свойственна и кошачьим акулам. Этого вполне достаточно, чтобы в соленой воде обнаружить электрические потенциалы действия дыхательных и плавательных мышц небольших рыбешек. Какой бы покровительственной окраской ни обладала камбала, как бы хорошо ни маскировалась и как бы тихо себя ни вела, скат все равно ее обнаружит. Ни одно существо не может обойтись без дыхания. И пусть сами дыхательные движения останутся незаметными, электрические импульсы, возникающие в жаберных мышцах, выдадут камбалу с головой.

Способность скатов отыскивать добычу поразительна. Морская лисица не только обнаруживала камбалу, посаженную к ней в аквариум, но даже находящуюся в соседней комнате или в помещении этажом выше, если их аквариумы были соединены металлическим проводником.

Изучение электрорецепции представляет большой интерес. Те, кто наблюдал в море косяки стайных рыб, вероятно, не раз восхищались слаженностью их маневров, когда десятки, сотни или даже тысячи рыб одновременно, как по команде, меняют направление движения. Может быть, сигналом для совместных действий служат электрические импульсы, возникающие в двигательной мускулатуре у кого-нибудь из членов стаи. Возможно, рыбы улавливают биотоки мозга своего вожака, так сказать, обмениваются «мыслями» на расстоянии. Как бы там ни было, изучение электрорецепции поможет узнать немало рыбьих тайн.

Морские организмы относятся избирательно к химическим компонентам окружающей среды и пользуются для их обнаружения особыми рецепторами. Водные животные имеют дело преимущественно с веществами, находящимися в растворе. Их не разделишь на вкусовые и обонятельные. Однако рецепторы по своему строению легко различимы. У водных организмов они гораздо многочисленнее, чем у наземных существ, и нередко разбросаны по всему телу. Химические рецепторы могут быть универсальными или специализированными, предназначенными только для оценки общей солености воды, концентрации углекислоты или анализа других компонентов среды. Универсальные называются рецепторами «общего химического чувства».

Способность производить химический анализ веществ обнаружена уже у микроорганизмов. Для одноклеточных химическая информация является главным фактором, определяющим их поведение. У инфузорий химической чувствительностью обладает главным образом передний конец тела и так называемое «ротовое отверстие», что позволяет хорошо различать соли, кислоты, щелочи и многие другие вещества.

Инфузория туфелька способна проводить химический анализ компонентов среды обитания и в соответствии с его результатами осуществлять сложные и наиболее целесообразные в данной ситуации реакции. Туфелька — активный хищник. Пищей ей служат бактерии. Инфузории могут заглатывать и несъедобные частички различных веществ, взвешенные в воде, например, тушь, кармин и индиго.

Однако туфелька не будет глотать все подряд без разбора. Крохотные частички стекла, фарфора, серы, сернокислого бария инфузории решительно отвергают, безошибочно отбирая съедобные крупинки от несъедобных.

На передней половине тела инфузорий расположена продольная выемка — околоротовая впадина, в глубине которой находится овальное отверстие — клеточный рот, ведущий в изогнутую глотку. Биение околоротовых ресничек создает непрерывный ток воды, увлекающий взвешенные в воде частички внутрь ротового отверстия и глотки. В ее конце возле постоянно колеблющейся тоненькой мембраны из слипшихся ворсинок каждые 1,5 минуты образуется круглая пищеварительная вакуоль, которая увлекается внутрь клетки круговым движением эндоплазмы. Если туфельке предложить взвесь из красных частичек кармина и желтых частичек серы, то в окуляр микроскопа можно наблюдать, что кармин остается на дне глотки и время от времени в составе пищеварительных вакуолей переходит в эндоплазму инфузории, а частицы серы выбрасываются наружу. Аналогичным образом ведут себя морские инфузории.

Химические рецепторы кишечнополостных животных располагаются вблизи ротового отверстия, на щупальцах и в гастральной полости, то есть в «желудке». Актинию трудно обмануть, подсунув ей несъедобную приманку. Скорее всего она сразу ее отвергнет. Но если голодное животное все же ошибется и проглотит каучуковый шарик, обман будет скоро обнаружен и приманка извергнута наружу.

Возникновение ошибочных реакций, видимо, запрограммировано в генетических инструкциях, регулирующих пищевое поведение. Крупной актинии случается отобедать молоденькой мидией или устрицей. Моллюски, подвергшиеся нападению, накрепко захлопывают створки своей раковины, и «лизнуть» их, попробовать «на язык» хищник не может. Пищевую реакцию запускают механические воздействия известковой раковины. Возможность таких реакций должна быть предусмотрена, чтобы расширить круг пищевых объектов. Кишечнополостным, ведущим неподвижный образ жизни, нелегко обеспечить собственное пропитание. Благодаря менее щепетильному подходу к определению пригодности пойманных объектов в пищу актиния может приспособиться к совершенно новым видам дичи, а химический анализ, осуществляемый внутриполостными рецепторами, позволяет исключить неблагоприятные последствия возможных ошибок: все несъедобное немедленно удаляется из «желудка».

Актиния пытается «схватить» любой объект, коснувшийся ее щупалец, и если окажется сильнее добычи, удержит ее. Химический анализ подскажет животному, что делать дальше: выбросить этот предмет как ненужный или отправить его в желудок. Показатели химических рецепторов способны полностью затормозить оборонительно-пищевую реакцию. Привилегией «неприкасаемости» у актиний пользуются небольшие ярко окрашенные тропические рыбы — амфиприоны. Рыбешки вступают с актиниями в симбиотические отношения, с разбором выбирая себе покровителей. Одни виды амфиприонов становятся сожителями вполне определенных видов актиний, другие более универсальны и дружат с кем попало. Предпочтение отдается крупным актиниям. Рыбки парочками и даже небольшими стайками поселяются вблизи своего защитника, никогда далеко от него не отплывают и здесь же, у подошвы актинии, откладывают икру, а в случае малейшей опасности мгновенно скрываются среди щупалец. Часто амфиприоны специально трутся о щупальца, видимо, получая от этого удовольствие, а актиния даже не вздрагивает. Воздержаться от агрессии ее заставляет слизь, покрывающая тело рыбок. Если слизь тщательно удалить, актиния безжалостно расправится с амфиприоном. Зато стеклянная палочка, смазанная слизью этих рыбешек, не вызовет ни оборонительной, ни пищевой реакции животного.

Хорошо выраженной вкусовой чувствительностью обладают самые различные черви. Полихеты на расстоянии 25–30 сантиметров ощущают присутствие пищи, покидают свои норки и прямиком направляются к ней. Повышенной химической чувствительностью обладают личиночные стадии паразитических червей, она помогает им в поисках «хозяев». Это относится и к червям, живущим в симбиозе с другими организмами. Им тоже необходимо отыскать подходящего партнера, и тут самый надежный критерий — запах живого существа или его вкус, хотя будущего компаньона по совместному житью на зубок, конечно, не пробуют.

Если полихету — комменсала морских звезд (комменсализм — одна из форм симбиоза, когда один из партнеров получает выгоду из содружества с другим организмом) поместить в аквариум, где находится морская звезда, червь это почувствует и тотчас пустится на ее поиски. Другое дело, если звезде нанести травму. Полихета по запаху об этом непременно прознает. Раненая звезда не может стать надежным партнером, и полихета будет старательно избегать встречи с ней.

Химические рецепторы брюхоногих моллюсков разбросаны по всему телу, по голове, ноге и мантии. Есть они на губе и ротовых щупальцах. Кроме того, химическим анализом занят специальный орган — осфрадий. В переводе с латыни «осфрадиум» означает «нюхаю». Он позволяет охотнику находить подходящую дичь и избегать сидящих в засаде хищников. У морского зайца здесь находятся рецепторы, предназначенные для определения концентрации в воде кислорода.

Химические рецепторы позволяют моллюскам активно разыскивать пищу. Небольшие улитки верши, широко распространенные по океанам и морям, серьезно мешают рыболовству там, где их много, так как благодаря хорошему обонянию быстро обнаруживают наживку, мелкую рыбешку, насаженную на рыболовные крючки, и обгладывают легко доставшуюся добычу.

Аналогичным образом моллюски обнаруживают хищников. Морские гребешки смертельно боятся морских звезд. Учуя «запах» приближающегося врага, гребешок подпрыгивает, словно ужаленный, и, энергично хлопая створками раковины, уносится прочь. Улитки верши, обнаружившие приближение морской звезды, даже не пытаются уползти, явно проигрывая хищнику в скорости, а начинают бешено кувыркаться, и это позволяет им откатиться на безопасное расстояние. У осьминогов химическими рецепторами снабжены щупальца. Чувствительные клетки располагаются главным образом на присосках. Хинин осьминоги обнаруживают в концентрации, которая в 100 раз меньше той, что доступна для человеческого восприятия.

У ракообразных химические рецепторы находятся на передних усиках, покрытых крохотными щетинками. Благодаря своей подвижности, они обеспечивают активное, направленное изучение ближайшего пространства. На щетинках расположены обонятельные приемники дальнего действия для обнаружения пищи, врагов, половых партнеров, а чувствительные элементы, базирующиеся на ротовых частях, ведут контроль за тем, что направляется в желудок. Первичный пищевой контроль высшие раки производят клешнями, для чего на их внутренних поверхностях расположены «вкусовые» рецепторы. Не правда ли, удобно?

Химическая рецепция универсальна. Морские желуди, относящиеся к усоногим ракам, живут в собственных замках-башенках, выстроенных на прибрежных скалах и лежащих на дне камнях. Их колонии напоминают селения сванов. Хозяева башен никогда не покидают своих убежищ. Участок для возведения замка выбирают личинки, ведущие свободный образ жизни. Удобным местом считается такое, где раньше уже стояла крепость другого рачка: если кто-то сумел здесь благополучно скоротать свою жизнь, можно считать, что участок хороший. От фундамента старых домов, когда они наконец отваливаются от скал, на поверхности камня всегда остается след, остатки нерастворимого в воде белка, который входит в состав наружных покровов всех ракообразных. Личинка морского желудя антеннами тщательно обследует место, где раньше стоял чей-то замок, и начинает строиться. Каким образом она улавливает «запах» нерастворимого белка, не известно. Возможно, рецепторы снабжены специальным растворителем.

Морские организмы пользуются для общения специально вырабатываемыми пахучими веществами — феромонами. Без них ритуалы брачного поведения раков неосуществимы. Дело в том, что самки способны спариваться лишь в течение очень короткого периода, от нескольких минут до часа, лишь непосредственно после линьки, пока новый панцирь еще не затвердел. Если самка хочет стать матерью, она должна заблаговременно оповестить самцов, что готовится сменить одежду. Крабы и омары выделяют с мочой чрезвычайно стойкие феромоны, сохраняющие свои свойства после кипячения, высушивания и замораживания воды. Высшие ракообразные в качестве феромона пользуются гормоном линьки, выделяемым крохотными железками, находящимися на глазных стебельках.

Органы обоняния рыб внешне напоминают аналогичный анализатор высших позвоночных. На голове рыбы впереди глаз можно найти отверстия. У костистых они находятся в верхнебоковой поверхности рыла, а у акул — на его брюшной стороне. Это не ноздри, а всего лишь обонятельные ямки или мешки. Только у двоякодышащих рыб и у некоторых донных обитателей обонятельный мешок сообщается с ротовой полостью внутренним каналом. Это позволяет вести обонятельный контроль за тем, что направляется в желудок.

Вкусовые рецепторы находятся у рыб во рту, на губах и усиках, если они, конечно, есть, и… на коже. Они встречаются в любой части тела, не покрытой чешуей: на плавниках, в первую очередь на грудных и брюшных, что особенно удобно для обитателей дна, постоянно роющихся в иле в поисках пищи, а также на спинном, анальном и даже на хвостовом. Правда, на хвосте их меньше, чем на голове. То, что оказалось позади рыбы, ее интересует меньше, чем то, что находится под носом. Чувствительность их очень высока. Наиболее талантливые рыбы способны «заметить» попадание на рецептор всего нескольких молекул пахучего вещества. Химическая рецепция имеет для рыб существенное значение.

Об обширной обонятельно-вкусовой памяти рыб свидетельствуют лососи, появляющиеся из икринок в верховьях ручьев и рек, а юность и зрелые годы проводящие в океане вдали от родных берегов. Возмужав и достигнув брачного возраста, они возвращаются на родину, иногда проделывая путь в 3–4 тысячи километров. Оказавшись в прибрежной зоне, рыбы по запаху или, если угодно, по вкусу воды ищут реку, в которой когда-то вывелись из икры. Вкус воде придают животные, постоянно обитающие здесь, а также водные и прибрежные растения. Вкупе они создают неповторимый букет ароматов родимого дома, обладающего для «блудных детей» невероятной притягательной силой!

У рыб хорошо развита система химических коммуникативных сигналов. Они играют важную роль в организации пищевого, стайного, брачного поведения, в том числе при межвидовом общении. Кожные покровы рыб богато снабжены одноклеточными железками. Некоторые из них располагаются в поверхностных слоях и имеют пору для выведения наружу секрета. Эти железки продуцируют слизь, покрывающую тело рыб. Запах слизи, точнее, особого химического вещества, вырабатываемого или накапливаемого слизистыми железками, помогает рыбам узнать, кто есть кто.

Железки, располагающиеся в глубоких слоях кожи, не имеют пор для выведения секрета наружу. Он может попасть в воду лишь при повреждении кожных покровов. Чаще всего травмы у рыб возникают в результате столкновения с врагами. Поэтому запах глубинных железок свидетельствует о близости хищника и служит сигналом бедствия. Рыбы незамедлительно отвечают на него бегством, покидая опасную зону. Химические сигналы опасности универсальны. Они понятны всем рыбам океана, хотя оцениваются неоднозначно. Сигналы, исходящие из раны морского окуня, меньше напугают рыбью мелюзгу, чем информация об опасности, распространяемая их соплеменниками. Раненый окунь больше не представляет серьезной опасности, а хищника, который на него напал, вряд ли заинтересуют мелкие рыбы. В общем, для подданных Посейдона химическая рецепция — бесценный дар.