Рассказ предка. Паломничество к истокам жизни
Шрифт:
Утконос – не единственное животное, обладающее электрической чувствительностью. То же самое умеют многие рыбы, включая веслоноса (Polyodon spathula). Формально костистая рыба, веслонос – как и его родственники, осетровые рыбы, – вторично приобрел хрящевой скелет, как у акул. Однако, в отличие от акул, веслоносы живут в пресной воде, часто в мутных реках, где от глаз мало пользы. “Весло” напоминает верхнюю челюсть клюва утконоса (хотя это не челюсть, а вырост черепа). Это “весло” может быть чрезвычайно длинным – до трети длины тела. Оно напоминает мне нос “Нимрода” даже сильнее, чем клюв утконоса.
Очень заметное “весло” явно играет важную роль в жизни рыбы. И действительно, оно выполняет ту же функцию, что и клюв утконоса, то есть улавливает электрические поля, исходящие от добычи. Как у утконоса, электрические сенсоры веслоноса находятся в порах, расположенных
У молодых веслоносов электрическое восприятие играет более важную роль, чем у взрослых. Взрослых особей, которые по каким-то причинам теряли “весло”, находили после этого живыми и вполне здоровыми. А молодых рыб, которые выжили бы без “весла”, никто не видел. Возможно, молодые веслоносы, как и взрослые утконосы, выслеживают каждую жертву индивидуально. А взрослые веслоносы питаются скорее как планктоноядные усатые киты, выцеживая пищу из тины. На такой диете они вырастают очень крупными. Конечно, не такими крупными, как киты, но все же веслоносы достигают размеров человека, превышая по массе и длине тела большинство пресноводных животных. Судя по всему, для выцеживания планктона взрослым не особенно нужен локатор, который необходим молодым рыбам, преследующим жертву индивидуально.
Таким образом, утконос и веслонос независимо пришли к одному решению (см. вкладку). Есть ли еще какие-то животные, которые придумали то же самое? Мой ассистент Сэм Терви, собирая в Китае материал для своей диссертации, столкнулся с крайне необычным трилобитом Reedocalymene. В остальном заурядное животное (похожее на Calymene, “жука из Дадли”, изображенного на гербе этого города) имеет уникальную особенность: громадный уплощенный рострум, похожий на клюв веслоноса, выдающийся вперед на длину тела. Этот рострум явно был нужен не для придания телу обтекаемой формы, поскольку этот трилобит, в отличие от многих других, не умел плавать над морским дном. Защитная его функция также маловероятна. Как и “весло” веслоноса, рыло осетра и клюв утконоса, рострум трилобита усеян образованиями, которые очень похожи на рецепторы и, видимо, используются для поиска добычи. Сэм Терви знает, что среди современных членистоногих ни у кого еще не обнаружена электрическая чувствительность (это само по себе интересно, учитывая огромное разнообразие членистоногих). Но он уверен, что Reedocalymene – это очередной “веслонос” или “утконос”. И надеется вскоре начать с ним работать.
Другие рыбы, хотя у них нет “антенны”, обладают еще более сложным электрическим чувством. Им мало принимать электрические сигналы, исходящие от добычи: эти рыбы сами генерируют электрические поля. Они ориентируются в пространстве и выслеживают добычу, считывая искажения своего электрического поля. Этой способностью обладают различные хрящевые скаты и две группы костистых рыб: южноамериканское семейство гимнотиды и африканское семейство мормириды.
Как эти рыбы генерируют электричество? Точно так же, как рачки, личинки насекомых и другие жертвы утконосов: с помощью мускулатуры. Но если рачки генерируют немного электричества, то электрические рыбы объединяют мышцы в блоки, которые работают как электрические батареи [54] . У гимнотидных и мормиридных рыб “батареи” из мускульных блоков расположены вдоль хвоста. Каждый блок генерирует слабый ток. Объединяясь, они генерируют сильный сигнал. Электрический угорь (не настоящий угорь, а южноамериканская пресноводная гимнотида) усовершенствовал это изобретение. У него очень длинный хвост, в который упаковано гораздо больше “батарей”, чем поместится в обычный хвост. Рыба оглушает добычу током, который нередко превышает 600 вольт и может быть смертелен для человека. Другие пресноводные рыбы, например африканский электрический сом Malapterurus и морской электрический скат Torpedo, также могут генерировать ток, достаточный для того, чтобы убить или хотя бы оглушить жертву.
54
Разумеется, “батарея” в исходном смысле должна означать несколько соединенных электрических элементов. Если транзисторный радиоприемник работает на шести “батареях”, то, строго говоря, он работает на одной батарее из шести элементов.
Так радар превратился в смертельное оружие. Слабоэлектрические рыбы, например южноамериканский гимнотус (Gymnotus) и неродственный ему африканский гимнарх (Gymnarchus), обладают такими же электрическими органами, как электрические угри. Но эти органы у них меньше по размеру, и мускульные батареи состоят из небольшого количества модифицированных мышечных пластин. Слабоэлектрические рыбы обычно генерируют ток с напряжением меньше одного вольта. Рыба удерживает свое тело в воде неподвижно, и электрический ток течет по искривленным линиям, которые привели бы в восторг Фарадея. По бокам тела рыбы располагаются поры, содержащие электрические сенсоры – крошечные вольтметры. Препятствия, которые встречаются на пути тока, искажают поле, и изменения считываются вольтметрами. Сравнивая показания вольтметров и сопоставляя их корреляции с колебаниями поля (синусоидальными у одних видов и импульсными у других), рыбы определяют положение препятствия или добычи. Кроме того, электрические органы и сенсоры используются для коммуникации.
Южноамериканские электрические рыбы, например гимнотус, очень похожи на своих африканских коллег – гимнархов. Но есть существенное отличие. И те, и другие имеют длинный плавник, проходящий по всему телу, и используется он с одной и той же целью. Эти рыбы не могут позволить себе изгибать тело волнообразными движениями, как обычные рыбы: это расстроит их поле. Электрическим рыбам приходится держать тело неподвижно, поэтому плавают они с помощью движений продольного плавника. Он волнообразно изгибается, выполняя функцию тела обычной рыбы. Плавают электрические рыбы медленно – но, судя по всему, выгода от получения четкого сигнала того стоит. Интересно, что у гимнарха продольный плавник расположен на спине, а у гимнотуса и других южноамериканских электрических рыб – на брюхе. Это именно тот случай, когда исключение подтверждает правило.
Вернемся к утконосу. Приятное впечатление, которое произвело на нас это славное животное, омрачается когтями на задних лапах самцов утконоса. У многих групп беспозвоночных есть ядовитые иглы для подкожных “инъекций”. Среди позвоночных такие иглы обнаружены у рыб и рептилий. У птиц и млекопитающих таких приспособлений нет. Исключение составляет утконос (если не принимать во внимание токсичную слюну некоторых землероек, делающую их укусы слегка ядовитыми). Среди млекопитающих самцы утконосов составляют особую категорию – и среди ядовитых животных тоже.
Тот факт, что ядовитое жало обнаружено лишь у самцов, позволяет предположить, что это оружие направлено не против хищников (как у пчел) или добычи (как у змей), а против конкурентов своего же вида. Укол утконоса не опасен, но очень болезнен, причем морфин в этом случае бесполезен. Похоже, яд утконоса воздействует непосредственно на болевые рецепторы. Если бы ученые узнали, как он действует, они, возможно, научились бы подавлять боль, вызываемую злокачественными опухолями.
Этот рассказ я начал с упрека тем зоологам, которые называют утконоса примитивным – как будто это что-то объясняет. Примитивный означает “похожий на предка”, и во многих отношениях такое описание утконоса справедливо. Клюв и жало – любопытные исключения. Но мораль в том, что самое примитивное животное примитивно по некоторой причине. Предковые признаки зачем-то нужны ему, и он не собирается от них отказываться. Профессор Артур Кейн из Ливерпульского университета говорил: животное таково, каково оно есть, потому что ему нужно быть таким.
Что сказал Звездонос Утконосу
Звездонос (он присоединился к паломничеству вместе с другими лавразиотериями на рандеву № 11) внимательно выслушал Утконоса. В его рудиментарных глазках отразилось понимание. “Да! – пропищал он так тонко, что самые крупные из пилигримов его не услышали, и взволнованно захлопал лапами. – То же самое происходит и со мной… Очень, очень похоже”.
Но нет. Я хотел было вслед за Чосером посвятить хотя бы одну главу разговорам пилигримов друг с другом, но лучше вернусь к рассказу от своего лица. Брюс Фогл (“101 вопрос, который задала бы ваша собака ветеринару, если бы умела говорить”) или Оливия Джадсон (“Доктор Татьяна”) с этим бы справились, я – нет.