Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность

Йонг Эд

Электричество вырабатывают около 350 видов рыб, и об этой их способности человеку было известно задолго до того, как он узнал, что такое электричество^{696}. Около 5000 лет назад египтяне высекали на усыпальницах изображения предков Блабби^{697}. Древние греки и римляне писали об «цепенящем» воздействии электрических скатов – странной силе, убивающей мелкую рыбу, передающейся по гарпуну в руку рыбака и исцеляющей любой недуг, от головной боли до геморроя^[213]. Подлинная природа этих разрядов стала понятна только в XVII–XVIII вв., когда ученые выделили электричество как физическое явление и осознали, что животные могут его производить.

После этого изучение электрических рыб сплелось с изучением самого электричества. Именно они вдохновили людей на создание первой искусственной батареи.

Благодаря им было обнаружено, что мышцы и нервы всех живых существ работают за счет слабых электротоков. Собственно, электрические рыбы и выработали свою уникальную особенность, превратив мышцы и нервы в особые электрические органы. Эти органы состоят из клеток, называемых электроцитами, которые собраны в батареи, напоминающие уложенные на бок стопки оладий. Регулируя поток заряженных частиц, ионов, проходящий через электроцит, рыба создает на нем незначительное электрическое напряжение. А объединив электроциты в батарею и активизируя их одновременно, она превращает незначительное напряжение в очень даже ощутимое.

Лучше всего это удается электрическому угрю^{698}. Его электрические органы занимают основную часть двухметрового тела и содержат около ста батарей, насчитывающих от 5000 до 10 000 электроцитов. Самый мощный из трех видов электрических угрей выдает разряд в 860 вольт – достаточный, чтобы свалить с ног лошадь^[214]. Своей зверской силой он пользуется с убийственной точностью. Охотясь на мелкую рыбу и беспозвоночных, он посылает разряд, заставляющий мышцы добычи сокращаться, и тогда жертва дергается и корчится, выдавая свое местонахождение. Разряд посильнее сводит эти же мышцы в судороге, парализуя добычу. Электрический орган угря – это одновременно и пульт дистанционного управления, и шокер, что позволяет его обладателю подчинять чужие тела на расстоянии^[215].

Большинство электрических рыб куда менее опасны. Разряд у них такой слабый, что человек его почти не чувствует^{699}. Эти рыбы, которые называют слабоэлектрическими, принадлежат к двум основным группам – мормировых (по-английски именуемых рыбами-слонами), обитающих в Африке, и гимнотообразных (по-английски – рыбы-ножи) из Южной Америки. (К последним относится и электрический угорь, который вопреки своему названию никак не связан с угрями; это единственный из гимнотообразных, способный на мощный разряд.) Ученых XIX в., включая и Чарльза Дарвина, слабоэлектрические рыбы ставили в тупик. Дарвин совершенно справедливо рассуждал, что имеющиеся у электрических угрей и скатов генераторы сильного разряда должны были в своем развитии из обычных мышц пройти промежуточную стадию генераторов слабых разрядов. Однако слабые электрические органы не возникли бы в принципе, если бы не были зачем-то нужны. А если ни для защиты, ни для нападения они не пригодны, какой от них прок? «Трудно представить себе, какими шагами могло идти образование этих изумительных органов, – писал Дарвин в 1859 г. в "Происхождении видов путем естественного отбора". – Но это неудивительно, так как мы не знаем даже, для чего они служат»^[216]{700}.

Дарвин может спать спокойно. Теперь, спустя 160 лет исследований, мы точно знаем, что с помощью электрического поля мормировые и гимнотообразные прощупывают окружающую среду и даже коммуницируют друг с другом. Электричество значит для них то же, что эхо для летучих мышей, запах для собаки и свет для человека. Оно составляет основу их умвельта.

Малкольм Макайвер погружает электрод в небольшой аквариум и велит мне слушать. Прибор фиксирует электрические колебания с частотой 900 раз в секунду. Он преобразует изменения электрического поля в звук, который льется из стоящего рядом динамика въедающимся в мозг сопрано на одной ноте, примерно на две октавы выше среднего до. Так мы слышим безмолвную обитательницу аквариума – рыбу под названием «черная ножетелка»^[217].

Размером она примерно с мою ладонь. Кожа у нее цвета горького шоколада, а тело сужается от широкой головы к заостренному хвосту, напоминая клинок мачете. Вдоль брюха проходит единственный лентовидный плавник, который постоянно идет волной. С помощью этого плавника рыба невероятно стремительно и ловко передвигается в любом направлении. Сперва она зависает в центре цилиндра, установленного на дне аквариума. Затем пулей вылетает из цилиндра наружу и так же непринужденно дает обратный ход. Переворачивается брюхом вверх. Метнувшись задним ходом в дальний конец аквариума,

успевает как раз вовремя изогнуться и скользнуть ввысь вдоль стенки аквариума – все так же хвостом вперед. «Вот именно так Ганс Лиссманн и догадался, в чем тут дело», – рассказывает Макайвер.

Ганс Лиссманн родился в немецкой семье на Украине и учился зоологии у Якоба фон Икскюля, того самого, который ввел понятие «умвельт». Пережив две мировые войны, он оказался в Британии^{701}. Во время одного судьбоносного посещения Лондонского зоопарка он заметил, как нильский гимнарх мастерски обходит препятствия, носясь по аквариуму задним ходом^{702}. В соседнем аквариуме такие же чудеса демонстрировал электрический угорь. И тогда Лиссманн задумался, не могут ли эти рыбы каким-то образом ориентироваться в пространстве с помощью электричества. Возможность проверить свое предположение представилась ему довольно скоро, когда друг подарил ему на свадьбу такого же нильского гимнарха^[218].

В 1951 г. Лиссманн подтвердил с помощью электродов, что посредством расположенного в хвосте органа эта рыба создает непрерывно существующее электрическое поле^{703}. Он понял, что объекты, электропроводность которых отличается в большую или меньшую сторону от электропроводности воды, будут это поле искажать. Гимнарх же, ощущая эти искажения, теоретически может определять, что их вызвало^{704}. Попробовав установить пределы этой способности, Лиссманн и его коллега Кен Мейчин были потрясены. После некоторой дрессировки гимнарх отличал глиняный горшок с изолирующей стеклянной палочкой внутри от такого же пустого. Он даже чувствовал разницу между двумя образцами воды, отличающимися лишь содержанием примесей. У него совершенно определенно имелось электрическое чувство, не похожее ни на какое из человеческих. Лиссманн и Мейчин опубликовали результаты своих исследований в 1958 г., став вторыми за многие десятилетия учеными, документально зафиксировавшими открытие неведомого нового чувства^{705}. Всего 14 годами ранее Дональд Гриффин ввел для обозначения выявленной им у летучих мышей способности термин «эхолокация», поэтому неудивительно, что не менее странную способность электрических рыб стали называть активной электролокацией. (Зачем понадобилось уточнять про активность? Об этом мы поговорим чуть позже.)

Электрический орган в хвосте рыбы напоминает небольшую батарейку. Включаясь, он создает электрическое поле, окутывающее рыбу со всех сторон. Ток проходит через воду от одного конца электрического органа к другому. Оказавшиеся поблизости проводники – например, другие живые существа (клетки которых представляют собой, по сути, мешки с соленой жидкостью) – усиливают ток. Изоляторы – например, камни – ослабляют. Под воздействием этих изменений напряжение на разных участках кожи рыбы меняется, и животное улавливает эту разницу благодаря сенсорным клеткам, называемым электрорецепторами^{706}. У черной ножетелки их 14 000 – они рассыпаны по всему телу, и с их помощью она вычисляет положение, размер, форму и расстояние до окружающих объектов^{707}. Точно так же, как зрячие люди выстраивают картину окружающей действительности по перепадам света, попадающего на сетчатку, электрические рыбы создают электрическую картину окружающей действительности по перепадам напряжения на коже. Проводники заливают ее сиянием. Изоляторы отбрасывают электрическую тень.

Мормировая рыба генерирует собственное электрическое поле, которое искажается присутствующими в окружающей среде проводящими и непроводящими объектами

Конечно, зрительные термины – «картина», «тень» – очень выручают, когда приходится описывать такое чуждое, незнакомое нам чувство. Но электролокация сильно отличается от зрения. Рыб, обладающих этой способностью, заботят физические свойства, которые иное живое существо обычно даже не замечает, и при этом они не обращают внимания на то, что в буквальном смысле ослепительно очевидно. Когда Эрик Форчун, отлавливая электрических рыб в дикой природе, светит на них фонариком, они не реагируют. Но стоит ему погрузить в воду сеть, «на которой есть хоть один фрагмент неизолированного металла, они пускаются врассыпную, и их уже не поймать», рассказывает он. Хорошо проводящий металл сияет для них ярче настоящего света.