Борис Сергеев - Я познаю мир. Биология

Для чего рыбе электрический орган и зачем она беспрерывно генерирует электрические разряды? Оказывается, для электроло* кации, чтобы с ее помощью обнаруживать добычу и врагов. Работа электрического органа создает вокруг ножетелки электрическое поле. Любой объект, оказавшийся в пределах этого поля и отличающийся своей электропроводностью от окружающей воды, искажает его. Множество электрорецепторов, находящихся в коже рыбы, улавливают это искажение и шлют о нем сигналы в мозг.

Для такой малюсенькой рыбешки, как ножетелка, дальность действия локатора достаточно велика. В период бодрствования ее хвостик на 1–3 см высовывается наружу и ведет караульную службу. Если на расстоянии 8–10 см от ее дома окажется червяк, рыбий малек или головастик, ножетелка мгновенно замечает, что появилась «дичь», и выскакивает из укрытия хвостом вперед. Затем, стремительно развернувшись, хватает добычу и скрывается в убежище, чтобы позавтракать.

Примерно также ведут себя и другие слабоэлектрические рыбы Америки. Гимноты, живущие на мелководье, пользуются убежищами в корнях и полых стеблях тростника. Червяка, оказавшегося в 5 см от укрытия, они замечают мгновенно, выскакивают хвостом вперед и тотчас хватают добычу. Кусочек пластмассовой пластинки, оказавшийся на таком же расстоянии, рыбка обнаружила через 2–3 секунды. Подплыв к пластинке, рыбка 1–2 минуты изучала ее при помощи хвоста, но до нее, естественно, не дотрагивалась, держа хвост в 1–2 см от исследуемого предмета.

Металлические пластинки способны привести рыбок в неистовство. Дело в том, что характер искажения электромагнитного поля металлом, прекрасно проводящим электричество, напоминает характер его искажения живыми объектами, однако по степени выраженности серьезно превосходят любое живое существо. Это, конечно, сбивает рыб с толку, вызывая недоумение. Ну как же тут не всполошиться?! Гимноты по 2–3 минуты то хвостом, то рылом обследовали пластинку и только после этого скрывались в убежище.

Встретившись со столь непонятным явлением, успокоиться не так — то просто. Рыбы обычно предпринимали от 7 до 12 попыток разобраться в загадочном предмете. В реках, еще не замусоренных людьми, рыбы пока не познакомились с металлами и даже не подозревают о существовании предметов, способных так сильно искажать электромагнитное поле. В конце концов гимноты атакуют непонятный предмет. Налетая на пластинку, рыбешка рылом подталкивает ее до тех пор, пока ей не удастся оттащить ее в сторону. Но даже после этого гимнотам требовалось еще 15–20 минут, чтобы окончательно успокоиться.

Электрические органы слабоэлектрических рыб имеют еще одно важное предназначение: они используются для общения. Электрический язык годится для любого диалога. С помощью электросигналов рыбы способны передавать друг другу сложную информацию. Слаженные действия большой стайки рыбьей мелюзги можно подсмотреть в любом водоеме. Сигнал на одновременный поворот всей стаи, видимо, дается с помощью электрических команд.

Электрические разряды используются рыбами для широковещательных объявлений своим соплеменникам о том, что участок занят и хозяин будет защищать свои владения. Ученые убедились в этом, записав разряды, производимые рассерженным нильским слоником, а затем «проиграли» ему эту запись. Эффект оказался потрясающим. Рыбка просто рассвирепела и с остервенением набросилась на источник электрических разрядов. Электрическими разрядами рыбы оповещают соседей о своем социальном статусе. Чем выше у гимнота частота электрических разрядов, тем большим уважением он пользуется среди своих соплеменников.

Электрические разряды генерируют не только те рыбы, у которых имеются для этого специальные электрические органы. Слабые высокочастотные разряды возникают у любых существ, совершающих быстрые энергичные движения: броски, развороты, открывание и захлопывание рта. Они возникают в работающих мышцах.

Мышцы хищных рыб, вроде щук или сомов, генерируют электроразряды длинными сериями, а у рыб, питающихся мелкими донными организмами и илом, при движении возникают короткие, серии или одиночные разряды. По электрическим разрядам этих рыб можно догадаться, опасное ли существо появилось в зоне восприятия электрорецепторов или нет.

Когда рыбы плывут дружной компанией, согласовывая свои движения, разряды их мышц суммируются и вокруг стаи формируется общее электрическое поле.

Электрорецепторы слабоэлектрических рыб могут заменить им компас. Зоологи давно задумывались над тем, как находят дорогу птицы, морские черепахи и рыбы, ежегодно совершающие дальние миграции. По этому во—, просу было высказано множество предположений. Некоторые ученые считают, что птицы и рыбы рождаются с заложенной в мозг географической картой Земли. Другие думают, что у них развито магнитное чувство, иными словами, имеется биологический компас. Ничего невероятного в подобных предположениях нет, однако точные доказательства (или опровержения) этих гипотез еще впереди. А вот изучение электрорецепции позволило, во всяком случае для рыб, доказать их способность ориентироваться по магнитному полю Земли.

Обитающий в Средней Азии туркестанский сомик, или звездочёт, лежащий на дне водоема, не ощущает магнитного поля Земли. Но стоит ему отправиться в путь, все меняется. Из курса физики вы знаете (или узнаете чуть позже), что электрический ток создает магнитное поле, а магнитное поле, в свою очередь, способно вызывать возникновение электрического тока. Он возникает в любых замкнутых проводниках при пересечении ими магнитного поля. На этом основано устройство любых электрогенераторов.

Когда рыба движется в магнитном поле, в ее теле возникают концентрические индукционные токи. На них и у морских, и у пресноводных рыб реагируют ампулы Лоренцини, расположенные вертикально по отношению к поверхности тела рыбы. Следовательно, рыбы чувствительны не к самому магнитному полю, а лишь к его изменению. Величина индукционных токов зависит от того, под каким углом и с какой скоростью пересекаются силовые линии магнитного поля, что и позволяет рыбе прокладывать свой маршрут в океане с не меньшей точностью, чем мы это делаем по компасу.

Электрические рыбы открыты сравнительно недавно, а изучение их начато лишь в наши дни. Можно с уверенностью сказать, что вближайшие годы ученые смогут узнать много нового о работе электрических органов и о поведении электрических рыб.