Электрорыбы

В зоологическом пантеоне Древнего Египта среди многочисленных священных быков, кошек, крокодилов, ибисов и пр. была одна рыба, ныне известная под названиями мормируса, клюворыла, водяного слона либо "нильской щуки". Исполнилось уже 20 лет, как современный научный мир узнал о ее прямо-таки чудодейственных способностях.

Начать с того, что мозг у нее почти так же велик, как у нас с вами. Весовое отношение мозга к массе тела у человека - ¹/₃₈-¹/₅₀ и меньше, а у мормирусовых рыб - от ¹/₈₂ до ¹/₅₂. Правда, большой вес их мозга достигается в основном за счет огромного мозжечка, который скрывает под собой все прочие его отделы.

Но именно это-то и интересно: мозжечок - центральный "диспетчерский пункт" управления равновесием и положением живого тела в пространстве. Действительно, упомянутые чувства развиты у мормирусов, как видно, в совершенстве. Плавают они с одинаковой ловкостью и в обычных направлениях, и хвостом вперед, и даже брюхом вверх. Причем все это проделывают в мутной воде, где ничего толком увидеть нельзя. Может быть, электрические органы (а они у мормирусов есть!) как-то помогают в безошибочной ориентации?

В 1953 году в Восточноафриканском ихтиологическом институте были закончены и опубликованы первые опыты. Оказалось, что гимнарх (одна из этих рыб) чутко реагирует на электромагнитное поле, наведенное снаружи у стенки аквариума, и даже на простой кусок медной проволоки, положенный на дно аквариума. А когда в аквариум ввели электроды и пропустили серию электрических импульсов той же частоты и силы, которые производит сама рыба, она тут же бросилась к электродам и атаковала их, надо полагать, приняв за соперника, вторгшегося в ее владения.

Гимнарх умеет четко распознавать предметы одинаковой формы, цвета, размера, веса и запаха, но разной... электропроводности. Например, два пористых фарфоровых цилиндра, из которых один наполнен дистиллированной водой, а второй аквариумной. Никакие известные нам чувства, кроме способности замечать искажения электрического поля, не подсказали бы рыбе правильного выбора. Любой предмет и любое живое тело с иной, чем у воды, электропроводностью, нарушает ингредиенты электрического поля, которое рыба постоянно создает вокруг, разряжая свои батареи серией коротких импульсов: до 50 у гнатонемуса, до 100 в секунду у мормиропса и 250-300 у гимнарха. Напряжение тока малое - не больше двух вольт (у гнатонемуса до 7-17 вольт).

Электрорыба

Электрические органы располагаются в конце тела и в стебле хвоста. Это генераторы электрического поля. А регистраторы его нарушений размещены в коже рыбы, особенно много их на голове. Кожа необыкновенно толстая, обильно покрыта слизью - изолирующая, как полагают, система. Мелкие отверстия в ней с нервными окончаниями в глубине, заполненные студенистой тканью, названы мормиромастами. По-видимому, они и регистрируют изменения электрического поля. Чувствительность их, установленная экспериментально, необыкновенно высока. У гимнарха реагируют на электрическое поле напряженностью всего в 0,15 милливольта на сантиметр и засекают колебания силы тока "порядка трех миллионных одной биллионной ампера"!

В кресле

У водяного слона, у одного из видов этого отряда (а в нем 110-150 видов), рыло вытянуто вперед (и чуть вниз) небольшим хоботом. У некоторых рыло лишь вдвое короче остального тела. У другого вида - острый и длинный придаток на подбородке, очень похожий на клык. У некоторых клюворылов прямо-таки птичьи головы. Ибисовый гнатонемус, если показать в профиль лишь его морду, вполне сошел бы за птицу, имя которой носит.

Гнатонемус Петерса - интересный обитатель аквариумов. У этой рыбки необычные для ее класса повадки: любит играть небольшим мячом, совсем "как молодые звери", что "указывает на ее хорошо развитый мозг".

Игра в мяч

Есть и клюворылы, похожие на угрей. Но у многих внешность вполне рыбья: без хоботов, клыков и прочего. У всех рот очень небольшой, но вполне, разумеется, достаточный, чтобы потреблять пищу, которую они, роясь ночами в иле мутных рек и озер, собирают на дне. В основном это насекомые, черви, кое-какие растения и разного рода органика. Электрорадары очень помогают и в таких розысках, и в превентивной обороне от недругов, тайно подбирающихся под прикрытием мрака и взбаламученного ила.

Клюворылы невелики, от 20-30 сантиметров, некоторые вдвое больше, до метра (мормирус и мормиролс). Последний кормится и креветками, и донными рыбками. У него своя индивидуальная территория. Это рыба-одиночка. Многие другие клюворылы живут стаями: вместе в темноте корм добывают, вместе по утрам прячутся в разных укромных местах.

Нильская щука - гнатонемус

Родина клюворылых - почти вся Африка, кроме крайнего ее юга, Сахары и областей к северу и западу от нее (но в бассейне Нила, до самой дельты, они обитают). На этой обширной территории гимнарх, уже не раз здесь упомянутый (он же "большая нильская щука"), живет в заболоченных мелководьях среднего Нила, озер Рудольфа, Альберта, Чад и всего бассейна Нигера. Днем прячется, забившись в гущу водорослей и подводных трав, ночами охотится. Он одиночка и домосед. Этим и вполне внушительным ростом (до 1,6 метра) напоминает мормиропса. Но ряд своеобразных черт обрекает его на известное одиночество и в научной классификации: определен систематиками в особое семейство гимнарховых, которое в единственном числе и представляет. (Все прочие "нильские щуки" - в семействе клюворылых.) Нет у гимнарха анальных и хвостового плавников, конец тела нитью вытянут назад, грудные плавники крохотные, а спинной велик - сплошной оторочкой тянется по всему верху рыбы. Плавательный пузырь особенный - похож на легкое, со множеством слепых ответвлений (альвеолы своего рода). Когда болото пересохнет, гимнарх может дышать воздухом.

"Гимнархи строят большие плавучие гнезда, стенки которых выступают из воды на 5-10 сантиметров, а вход расположен на 15 сантиметров под поверхностью. Самец бдительно охраняет гнездо... Личинки имеют длинные наружные жабры, подобно личинкам двоякодышащих рыб" (профессор Т. С. Расе).

В реках Африки (от нижнего Нигера и верхнего Нила к югу до Танганьики) живет знаменитый электрический сом, с которым культурное человечество познакомилось еще 6 тысяч лет назад, о чем наглядно свидетельствуют древнеегипетские изображения. Тело у этого сома длиной примерно до метра, и почти по всей его длине, от головы до хвоста, одет сом словно чехлом, похожим на толстую свиную кожу. Это электрический орган, развивающий напряжение разрядного тока до 360 вольт (у головы - отрицательный полюс, у хвоста - положительный). Даже на расстоянии 20 сантиметров разряды весьма ощущаются. А от переданных по леске (когда эта рыба попадается на крючок) или при непосредственном прикосновении к сому человек получает весьма значительный электрошок.

На охоте

"Из зоопарковской практики известно, что, если с крупными экземплярами обращаться неосторожно, последствия могут быть опасными" (Дитер Фогт).

В 1958 году исследователи Лиссман и Мачин установили, что и электрический сом ориентируется так же, как и клюворылые: создавая вокруг себя электромагнитное поле, которое приборы регистрируют за 2-5 метров от центра рыбы.

Гимнотовые рыбы очень странные во многих отношениях. Примерно 40-50 видов этого подотряда (отряд карпообразных) обитают в Центральной и Южной Америке, главным образом в Амазонии и Гвиане, в водах с тихим течением или в непроточных, густо заросших растениями.

Гимнотов и всех гимнотовидных называют также ножи-рыбы, ножетелки. У всех брюшная полость с внутренними органами лежит вплотную за головой, анальное отверстие - на горле, впереди грудных плавников, а у одного вида даже снизу на голове, на уровне вертикали глаз! Большая часть тела - "хвост". Впрочем, обозначение это условное, потому что хвоста как такового, точнее говоря - хвостового плавника, у гимнотовых нет (или очень немногое от него осталось). Нет и брюшных плавников, спинных, зато анальный велик: простирается у иных прямо от горла и до конца тела.

В анальном плавнике до пятисот лучей. Подвижные сочленения лучей позволяют им совершать вращательные движения, согласованные в такой последовательности, что анальный плавник, изгибаясь волнообразно, создает главную движущую силу. Притом любого направления: вперед и назад без разворота умеют плавать гимнотовые. Задним ходом они обычно удирают от неожиданной опасности или, появившись внезапно из зарослей, чтобы схватить добычу, ретируются в их гущу. Тело почти у всех плоское как нож, легко проникает в узкие проходы между стеблями и в разные дыры под корягами. Но прежде чем спрятаться в убежище (обычно на весь день, рыбы ночные), суют туда опять-таки хвост, а потом, если обследование дало положительные результаты, сами забираются задним ходом.

У гимнотовых есть особые основания доверять своему хвосту больше, чем подслеповатым крохотным глазам. Во-первых, хвост выдвигается на передовые рубежи разведки потому, что потеря его не грозит рыбе смертью. В нем ведь нет жизненно важных органов (все внутренности смещены к голове). Кроме того, что особенно важно, потерянный хвост довольно быстро снова отрастает. Тут напрашивается аналогия с ящерицей...

Во-вторых, у большинства гимнотовых именно в хвосте размещены электрические органы того же типа и назначения, что у клюворылов. Они и устроены примерно так же. Частота импульсов от 30 до 500, а у некоторых, по-видимому, до 1000 в секунду. Напряжение тока - до вольта. Возможно, все гимнотовые оснащены электрическими органами, действующими как своего рода радары. Нарушения электромагнитного поля воспринимают, по-видимому, особые рецепторы, размещенные в боковой линии.

Интересно, что параллелизм у гимнотовых и клюворылых, обитающих на разных континентах, но в сходных зоологических условиях, выражен не только в радарной системе, но и в чертах, так сказать, "лица": у некоторых рыло удлиненное, полное подобие водяному слону. Одна из таких длинноносых ножетелок, рамфихтус, - самая крупная в этом подотряде рыба, не' считая электрического угря. Ее длина - до 1,8 метра, у большинства гимнотовых обычно не более 50-60 сантиметров. Кормятся они в основном мелкими беспозвоночными, лишь немногие охотятся на рыб.

Знаменитый электрический угорь - тоже из подотряда гимнотовидных. Уже более 340 лет, с 1729 года, европейцы знают о нем и о поражающей силе его электрических разрядов. Фарадей первым рассчитал мощность "батарей" электрического угря: она равна 15 заряженным лейденским банкам с общей рабочей поверхностью элементов - 2250 квадратных метров!

Электрический угорь

Электрический орган, студневидная ткань, разделенная соединительнотканными перегородками, занимает большую часть тела этой удивительной рыбы: до ⁵/₆ ее длины и ³/₈ веса. Положительный полюс - у головы, отрицательный - у хвоста. Собственно, электрических органов три: во всех вместе до полумиллиона производящих электроток элементарных пластин, соединенных нервами последовательно. Поэтому их вольтаж суммируется и достигает при разряде "свежезаряженного" двух-трехметрового угря 550-650 и даже будто бы 1200 вольт. Электрические клетки-пластинки сложены столбиками, которые соединены между собой параллельно, что увеличивает общую силу тока до двух ампер, а мощность - до киловатта!

"Разряд состоит из 4-8 серий, но тем не менее краток: он длится лишь две-три тысячных секунды и, как сообщает Сакс, без заметного утомления может быть повторен до 150 раз в час. Очень возможно, что даже для крупного млекопитающего разряд представляет опасность, если это животное попадет в электрическое поле угря, которое соответствует его длине, или, что еще хуже, притронется к рыбе в двух разных местах" (Жак Шери).

Один из трех электрических органов угря особого назначения. Его небольшого напряжения разряды (до 50 в секунду) создают локационное электрическое поле вокруг рыбы. Рецепторы, воспринимающие нарушения поля, - небольшие бугорки на голове угря. Если покрыть их изолирующей массой, это лишает рыбу способности ориентироваться с помощью радара. Угорь, по-видимому, может установить, какой природы предмет попал в поле действия его локатора. Если это годное в пищу животное, он немедленно поворачивает голову в сторону предполагаемой добычи. Затем приводит в действие электрический орган большой мощности - мечет "молнии" - и не спеша пожирает парализованную электрическим разрядом жертву. Лягушка, например, падает замертво на расстоянии больше метра от "разрядившегося" угря. (Само электрическое поле регистрируется приборами за 5-10 метров от центра угря.)

Электрические угри обитают в застойных, мутных водах Гвианы, бассейна верхнего Ориноко, средней и нижней Амазонки. Цветом оливково-бурые (молодые - с темным мраморным рисунком), горло ярко-оранжевое.

"Согласно немногочисленным наблюдениям, ко времени размножения электрические угри покидают свои обычные места обитания и возвращаются в них уже в сопровождении подросшей молоди, которая начинает вести самостоятельный образ жизни, достигнув длины 10-12 сантиметров" (В. Э. Беккер).

Подведем наши итоги: около 150 видов отряда клюворылообразных, 40-50 видов гимнотовых (отряд карпообразных), один вид из отряда сомов... Не забывайте скатов - среди них около 30 видов электрических. Звездочет. У некоторых видов звездочетов - а это уже отряд окунеобразных - позади глаз небольшие электрические органы (преобразованные глазные мышцы). Напряжение тока измерено: 50 вольт. Но назначение его не ясно. Возможно, радарная служба, хотя электрорецепторы у звездочетов пока не найдены.

"Около 30 видов этих рыб из 20000 ныне существующих способны генерировать биоэлектрические поля" (профессор В. Р. Протасов).