За наше восприятие мира отвечают пять чувств, достаточно, чтобы наслаждаться пейзажем, выбирать что-нибудь вкусное по запаху и выплюнуть это, если обоняние подвело, услышать рычание хищника и ощутить тепло его пузика, если хищник – ваш кот. В подводном мире, где толща воды серьезно препятствует работе традиционных органов чувств, рыбы обзавелись еще двумя, совершенно удивительными и непривычными для человека. Сегодня мы заглянем в мир, который можно ощутить боковой линией и электрорецепцией.
Гидродинамическое восприятие и дистанционное осязание
Если присмотреться к чешуе окуня, щуки или лосося, можно увидеть ряд особых чешуек с отверстиями, идущий от головы до хвоста. Это и есть боковая линия. Точнее, ее наружная часть.
Существует два типа боковой линии. Поверхностная боковая линия, состоящая из свободных невромастов, расположенных прямо на коже, особенно эффективна в стоячей воде. Канальная боковая линия спрятана в каналах, открытых непосредственно в чешуйках и проходящих под ними. Внутри этих каналов находятся чувствительные рецепторы – невромасты. Каждый невромаст – это пучок волосковых клеток (похожих на клетки нашего внутреннего уха), накрытый желеобразным куполом – купулой. Когда в воде возникают малейшие колебания, от движения другой рыбы, удара волны о берег или всплеска добычи, они создают ток воды в каналах. Этот ток нажимает на купулу, невроматы изгибаются, и клетка отправляет сигнал в мозг, где образуется настоящая «карта давления» и вибраций окружающего пространства.
Как выглядит у разных рыб?
· У большинства костистых рыб (как наш окунь) она выглядит как пунктирная линия на чешуе.
· У акул и скатов, чья кожа покрыта плакоидной чешуей, каналы боковой линии часто представляют собой открытые желобки на поверхности кожи, так как строение их чешуи не позволяет формировать закрытые трубки, кроме того, участки отрыных невромастов растожены на голове, вокруг рта и глаз.
· У рыб без чешуи (например, у некоторых сомов) каналы боковой линии проходят прямо в коже и хорошо заметны как светлые линии.
А вот у китов и дельфинов, млекопитающих, вернувшихся в воду, боковой линии нет. Им она не нужна, так как для ориентации в мутной воде или темноте они развили куда более мощный и дальнодействующий инструмент – эхолокацию.
Для чего она используется?
· Координация в косяке: именно благодаря работе боковой линии возможно удивительно синхронное движение рыбы внутри огромных косяков. Каждая рыбка чувствует микродвижение воды, создаваемое соседями, что позволяет ей быстрее реагировать и изменять траекторию движения, чем если бы она полагалась на зрение. Имеемо поэтому миллионы рыб могут двигаться в косяке как единое целое, не сталкиваясь.
· Охота и безопасность: благодаря тому, что боковая линия позволяет рыбе уловить низкочастотные вибрации от трепыхающейся добычи или мощные волны от приближающегося хищника, в условиях, когда не всегда можно положиться на зрение или сигналы вкусовых рецепторов и обоняния. Более того, рыба может оценить размер и форму объекта, а значит решить, стоит ли с ним вообще связываться.
· Навигация: Рыбы могут «пощупать» водным потоком рельеф дна и препятствия в полной темноте или мутной воде.
Такое совершенное приспособление сформировалось у рыб даже раньше развитого зрения. Древность гидродинамического восприятия подтверждается и тем, что оно присутствует также у личинок амфибий и связана по происхождению со слухом и вестибулярным аппаратом.
Можно сказать, что боковая линия – это орган чувств, который превращает саму воду в продолжение нервной системы рыбы.
Электрорецепция невидимого
Но некоторые рыбы пошли еще дальше в освоении скрытой информации. Они научились «видеть» электрические поля – способность, абсолютно недоступная человеку без приборов. Освоившие восприятие электрического поля рыбы могут использовать как пассивную, так и активную электрорецепцию.
Кому и зачем это нужно?
В первую очередь, акулам, скатам и сомовым. Большинство живых существ генерируют слабые биоэлектрические поля из-за работы мышц и нервов. Для хищника это идеальная «подсветка» добычи, зарывшейся в песок или скрывающейся в темноте.
У акул и скатов есть уникальный орган для пассивного улавливания электрических полей – ампулы Лоренцини. Внешне они выглядят как маленькие поры-дырочки на морде. Каждая такая пора ведет к шарообразному расширению - ампуле, заполненной электропроводящим гелеобразным веществом взаимодействующим с рецепторными клетками. Когда рыба движется или добыча испускает слабые биоэлектрические поля, эти поля воздействуют на рецепторные клетки, меняя их электрическую полярность, что передает сигнал в мозг рыбы. Эта система улавливает изменения напряженности поля в миллиардные доли вольта! Она работает как сверхточный медицинский прибор, сканирующий дно океана.
Существуют и активные «эхолокаторы», рыбы, которые не просто «подслушивают», а активно создают электрическое поле вокруг себя (это, в частности, мормириды и гимнотиды, например, рыба-слон). Любой предмет искажает это поле, и рыба «видит» картину искажений, как летучая мышь «видит» ультразвуком. Более того, они используют изменчивость поля для общения с сородичами!
Но, не следует путать электрорецепцию (пассивное или активное ощущение) с генерированием мощных электрических разрядов, как у угря или электрического ската. Последнее – это уже оружие, развившееся из тех же органов-рецепторов.
Боковая линия и электрорецепция показывают, как эволюция находит гениальные решения для выживания в специфичной среде. И, что удивительно, мы с вами косвенно связаны с этой историей: считается, что наше внутреннее ухо, отвечающее за слух и равновесие, эволюционно произошло от рецепторов, похожих на те, что составляют боковую линию рыб. Так что, прислушиваясь к миру, мы отчасти используем технологии, изобретенные рыбами сотни миллионов лет назад.
Вам было интересно узнать что-то новое о мире вокруг нас?
Хотите узнать больше?
Приходите в Дарвиновский музей и подписывайтесь на наш канал!