Текст книги "Приматы моря"

Лампочки без накаливания

Жан Верани любил приходить на берег моря, когда рыбаки возвращались с уловом. Диковинных животных привозили их лодки.

Однажды недалеко от Ниццы он увидел на берегу толпу людей. В сети попалось существо, совершенно необычное. Тело толстое – мешком, как у осьминога, но щупалец десять и связаны они тонкой перепонкой, словно зонтиком.

Верани опустил причудливого пленника в ведро с морской водой и «в тот же момент, – пишет он, – я был захвачен удивительным зрелищем сверкающих пятен, которые появились на коже животного. То это был голубой луч сапфира, который слепил меня, то опаловый топаза, то оба богатых оттенками цвета смешивались в великолепном сиянии, окружавшем ночью моллюска, и он казался одним из самых чудеснейших творений природы».

Так Жан Батист Верани, молодой французский натуралист, открыл в 1834 году биолюминисценцию головоногих моллюсков.[45]45
  Свои наблюдения Верани опубликовал только в 1851 году.


[Закрыть] Он не ошибся, когда решил, что многочисленные голубоватые точки на теле животного – светящиеся органы (фотофоры). У глубоководного кальмара гистиотевтиса, которого исследовал Верани, около двухсот таких фонариков, некоторые из них достигают в диаметре 7, 5 миллиметра – настоящие прожектора!

^{У гистеотевтиса около двухсот светящихся органов, некоторые «фары» достигают в диаметре 7,5 мм!}

Устройство светящихся органов у кальмаров иное, нежели у каракатиц, и с точки зрения оптической техники более совершенное. Фотофор по конструкции напоминает прожектор или автомобильную фару. И форма у него приблизительно такая же – полусферическая. Орган покрыт со всех сторон, кроме обращенной наружу светящейся поверхности, черным, светонепроницаемым слоем. Дно его выстлано блестящей тканью. Это зеркальный рефлектор. Непосредственно перед ним расположен источник света – фотогенное тело, масса фосфоресцирующих клеток. Сверху «фара» прикрыта прозрачной линзой, а поверх нее – диафрагмой: слоем черных клеток-хроматофоров. Наползая на линзу, хроматофоры закрывают ее – свет гаснет.

Светящиеся органы кальмаров наделены еще целым рядом других оптических устройств.

У каллитейтиса, например, исходящий от фотогенной массы свет пересекает косо поставленное зеркало. Особые мускулы поворачивают зеркало в разные стороны, и луч света меняет свое направление.

Есть в фотофорах и светофильтры – экраны из разноцветных клеток. Иногда роль светофильтра выполняет цветной рефлектор.

Нередко один моллюск обладает осветительными средствами десяти различных конструкций.

Некоторые кальмары буквально усеяны крупными и мелкими фотофорами и не только снаружи, но и изнутри. Многие носят под мантией «пояс огненных драгоценных камней». Свет от сияющих «камней» проникает наружу через прозрачные «окна» в коже и мускулатуре этих животных. Часто фотофоры сидят на глазах – на «веках» или даже на самом глазном яблоке, а иногда они сливаются в сплошные полосы, окружающие глазную орбиту светящимся полукольцом.

У таксеумы и батотаумы, причудливых обитателей глубин, глаза сидят на длинных стебельках и каждый глаз наделен мощными фотофорами. У этих кальмаров, замечает Фрэнк Лейн, сразу два оптических прибора – дальномеры и прожекторы.

Фотофоры на глазах обнаружены не только у кальмаров, но и некоторых глубоководных раков и рыб. Очевидно, приближенный к самым глазам источник света помогает рассматривать близко находящиеся предметы. О дальнем зрении на глубинах не может быть и речи.

Светящиеся органы кальмаров работают очень экономно: восемьдесят и даже девяносто три процента излучаемого ими света составляют лучи с короткой волной и только несколько процентов – тепловые лучи. В электрической лампочке лишь четыре процента подведенной энергии преобразуется в свет, а девяносто шесть процентов – в тепло. В неоновой лампе коэффициент полезного действия несколько выше – до десяти процентов.

Удалось ли биологам установить, какие процессы протекают в миниатюрных природных фонариках, заставляя их гореть без огня, светиться без накаливания?

Химия живого света

Два вещества необходимы для производства биологического света – люциферин и люцифераза.

Люциферин очень сложное органическое вещество, близкое к витамину К и содержащее (по некоторым данным) фосфор, образуется в светящихся органах животного под влиянием фермента фотогеназы.

Еще одно вещество – принимает участие в производстве «холодного огня» – кислород. Без кислорода свет не возникает, потому что биолюминесценция – это ведь медленное сгорание, окисление высокопродуктивного горючего – люциферина.[46]46
  Капля светящейся слизи гетеротевтиса, накрытая покровным стеклом, быстро гаснет. Если стекло снять, то приток свежего кислорода вновь ее «воспламеняет». Гаснет светящаяся слизь и в вакууме или в камере с углекислым газом.


[Закрыть] «Воспламенителем» служит фермент люцифераза (белок, содержащий, по-видимому, тяжелый металл, подобно гемоглобину крови). Взаимодействие люциферина, люциферазы и кислорода происходит в фотогенной массе фотофора.[47]47
  Некоторые ученые определяют химическую структуру неокисленного и окисленного люциферина следующей формулой:
  Взаимодействие люциферина, люциферазы и кислорода протекает, по-видимому, в четыре фазы, которые приблизительно могут быть обозначены следующими формулами:
  1) LH₂(люциферин) + А (люцифераза) —> ALH₂
  2) ALH₂ + ½ O₂ (кислород) —> ALH₂O.
  3) ALH₂· O —> A¹(активированная люцифераза) + L (окисленный люциферин) + H₂O (вода).
  4) A¹ —> A + hν (квант света).


[Закрыть]

Хотя производящие свет вещества вырабатываются тканями живого организма, их. дальнейшие преобразования, производящие свет, представляют собой чисто химический процесс.

Иногда наблюдали свечение фотофоров даже у мертвых животных. Извлеченное из светящихся органов и высушенное фотогенное вещество начинает светиться в пробирке, если его слегка смочить водой. Высушенные рачки остракоды, например, более тридцати лет сохраняют способность светиться.

В минувшей войне сушеные рачки заменяли японским офицерам и потайные фонарики: взяв на ладонь щепотку остракод и слегка смочив их, можно было прочесть донесение или рассмотреть карту.

Светятся ли осьминоги?

Зоологами описано уже двадцать семь видов светящихся каракатиц – около двенадцати процентов всех известных науке видов этих животных. Светящихся кальмаров значительно больше – свыше ста видов (60 %). Дело в том, что среди кальмаров много глубоководных видов. А светящиеся органы развиваются, как известно, главным образом у обитателей глубин. Каракатицы держатся у берегов на небольшой глубине, обычно до двухсот метров, то есть выше так называемого «светового порога».

Обычные спруты – тоже жители прибрежных вод. Но есть и глубоководные осьминоги, однако и они лишены, как правило, фотофоров. Факт этот тем более странный, что родные их братья кальмары производят свет в расточительном изобилии.

До недавнего времени известно было только два вида светящихся осьминогов – «адский осьминог-вампир» и слепая цирротаума. У черного, как ночь, осьминога-вампира спина усеяна мелкими светящимися точками. А в основании щупалец у него две большие яркие «фары».

Цирротаума – животное безглазое, хрупкое и прозрачное, как медуза. И светящиеся органы у нее необычные: спрятаны в присосках. Вернее, в бывших присосках. Чашечки их атрофировались, а ножки вздулись в виде усеченных веретен.

В «веретенах» и разместились источники света.[48]48
  Однако предположение о том, что измененные присоски цирротаумы заполнены именно светящимися органами, еще не доказано.


[Закрыть]

Открытие на СРТ-662

Летом 1953 года в северо-западной части Тихого океана плавало небольшое суденышко – средний рыболовный тральщик дальневосточного флота СРТ-662. На корабле работали научные сотрудники Института океанологии АН СССР.

Однажды ночью они заметили в море каких-то крошечных созданий, окруженных сияющим ореолом, которые лениво «парили» у самой поверхности, медленно шевеля щупальцами. Свет исходил от концов щупалец.

Зоологи поймали стайку светлячков.

Так был добыт третий член светящегося трио осьминогов.

Мне посчастливилось изучить эту находку. Осьминог оказался неизвестным науке видом. Принадлежит он к роду мелких пелагических[49]49
  Не все осьминоги живут на дне моря. Среди них есть немало семейств, которые приспособились, подобно кальмарам, к обитанию в просторах открытого моря – в пелагиали. Отсюда и название – пелагические осьминоги.


[Закрыть] осьминогов – тремоктопусов, но отличается от них светящимися органами, которых лишены все известные до сих пор тремоктопусы. Крупными фотофорами наделены у него только самки.

Я назвал этого редкостного осьминога светящимся тремоктопусом – Tremoctopus lucifer.

Возможно, что тремоктопус-люцифер только первый из восьмируких «светлячков», которых предстоит еще изучить зоологам.

Свечение осьминогов (и даже не пелагических, а обыкновенных, прибрежных) описали некоторые заслуживающие полного доверия исследователи. Чарлз Дарвин один из них. Во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» он держал в каюте осьминога. Когда наступала ночь, осьминог начинал тускло фосфоресцировать. Свет исходил не от каких-либо определенных органов, а от всей его поверхности. Очевидно, светился не сам осьминог, а бактерии, которые поселились в покрывающей его слизи.

По той же причине одна садовая улитка из Тенерифа наделала как-то много шуму. Известно, что сухопутные моллюски не светятся,[50]50
  Светящиеся органы обнаружены только у двух видов наземных и пресноводных улиток: Dyakia striata (живет в лесах Малайского полуострова) и Latia neritoides из ручьев и рек Новой Зеландии; латия, пожалуй, единственное вообще пресноводное животное, обладающее светящимися органами.


[Закрыть] а эта улитка светилась. Решили было, что она принадлежит к особому роду светящихся улиток и назвали ее фосфораксом.

Выяснилось, однако, что и другие улитки и слизки влажными теплыми ночами тускло фосфоресцируют. Светятся бактерии, которые находят приют на слизистой поверхности иx тела.[51]51
  Экспериментальным путей удалось заразить светящимися бактериями многих животных (креветок, каракатиц, рыб, лягушек), которые жили и светились некоторое время, а потом погибали или недели через две-три освобождались от бактерий.


[Закрыть]

Нечто подобное, очевидно, происходит и с осьминогами. А когда-то, миллионы лет назад, случилось и с каракатицами. Их предки сумели тогда извлечь пользу из временного поселения на своей спине светящихся бактерий. Они позаботились приготовить для них квартиру со всеми удобствами – в процессе эволюции образовался мицетом. И бактерии с поверхности тела переселились на постоянное местожительство под мантию своего гостеприимного хозяина, в «пузырек».

Из случайной встречи развились и многие другие формы симбиоза.

Это что-то сказочное

Миллионы украшенных огнями «живых ракет» снуют взад и вперед в глубинах океана. Ночью глубоководные кальмары поднимаются к поверхности моря, и тогда великолепное зрелище подводной иллюминации становится доступным для людей. Но, увы! – немногим исследователям посчастливилось быть свидетелями этой сверкающей пантомимы.

Люди, видевшие светящихся кальмаров во всем блеске их сияющего великолепия, описывают свои наблюдения словами, полными восторга и восхищения.

Зоологи с немецкого исследовательского судна «Вальдивия» поймали однажды в глубинах Индийского океана двух небольших кальмарчиков. Их немедленно посадили в ледяную морскую воду. Кальмары некоторое время жили и озаряли затемненную каюту мерцанием своих чудесных огней.

Карл Хун, зоолог с «Вальдивии», пишет, что со стороны казалось, будто «тело кальмара украшено диадемой из драгоценных камней. Средние фотофоры на глазах животного сверкали ультрамариновой лазурью, свет крайних напоминал блеск жемчуга, а огни нижней поверхности мантии сияли рубином.

Фотофоры позади них испускали снежно-белое сияние, кроме одного в центре, свет которого был небесно-голубым. Это было великолепное зрелище!».

^{Кальмар «Чудесная лампа», его тело украшено «диадемой из драгоценных камней» – это фотофоры}

Кальмар-светляк, хотару-ика, обитает в глубинах Тихого океана. Каждый год в апреле – июне миллиардные стаи хотару-ика подходят к самым берегам Японии (главным образом в залив Таяма) для размножения, Рыбаки в эту пору вылавливают тонны сверкающих кальмаров, которые идут – увы! – на удобрение, так как не годятся в пищу из-за своих мелких размеров.

Японский ученый Ватасе, именем которого был назван позднее кальмар-светляк, описал один из таких уловов.

Когда сети подтягивали к берегу, они сверкали тысячами голубоватых искорок.

«Сотни маленьких пятнышек разбросаны по всему телу кальмара… Днем это невзрачные точки, но ночью они сияют, как звезды на небе. Очень интересно рассматривать их под микроскопом. Каждое пятнышко затянуто наползающими друг на друга черными клетками (хроматофорами). Открыто лишь небольшое отверстие, через которое пробивается свет. Он так ярок, что напоминает луч солнца, проникающий в темную комнату через дыру в оконной занавеске. Когда кальмар хочет погасить свет, хроматофоры расширяются и покрывают весь орган».

Хотару-ика не велик, не больше указательного пальца, но у него по три крупных фотофора на концах нижней пары щупалец, по пять на каждом глазу и сотни мелких органов рассеяны по всему телу. Они могут вспыхивать одновременно или порознь. Сияние огней на концах щупалец затмевает своим блеском свет других фотофоров.

Эти огоньки горят так ярко, пишет биолог Ишикава, что «в темноте заметны лишь два быстро двигающихся лучезарных тела. Колебания невидимых щупалец вызывают периодические ослепительные вспышки, подобно световым эффектам электрического замыкания. Это что-то сказочное!».[52]52
  Один кальмар-светляк размером с указательный палец освещает в воде зону 25–30 сантиметров. Это значит, что его бортовые огни развивают яркость в 0, 03-0, 1 децимиллистильба.


[Закрыть]

По какому случаю иллюминация?

Маленькая лампочка pa-раки сослужила добрую службу рыбакам из Полинезии. Рыбы глубин охотно клюют на светящуюся приманку. Во мраке пучины огонек – это жизнь! Здесь все зажигают опознавательные огни. Их разнообразие заменяет жителям вечной ночи яркую окраску обитателей суши. Животные одного вида находят друг друга по сиянию привычных огней. Самцы и самки идут на свидание, оповещая друг друга световыми сигналами. Где любовь, там и коварство. Зубастые хищники расставляют хитроумные ловушки на пути влюбленных.

Вот во мраке мерцает огонек. То вправо метнется, то подскочит вверх. Затерянный во мгле одинокий призыв.

А вот и другой огонек ищет друга. Нерешительно приближается: не западня ли здесь? Западня! Огонек спешит назад, но поздно! Зубастая пасть настигла одинокого искателя приключений. Мгновение – и он в ненасытном желудке. Рыба-удильщик поймала на огонек добычу.

Их много в глубинах моря, этих удильщиков. У одних из головы, у других из спины растет тонкая и длинная удочка. На конце удочки горит фонарик – приманка. А крючок – острые зубы.

У некоторых рыб-удильщиков удочки раз в двенадцать длиннее тела. Представляете себе рыболова с удилищем до седьмого этажа?

Но рыбы ловко управляются с громоздкой снастью. Впрочем, на дне моря ведь и простора больше…

Ило, чтобы поймать рыб бездны, позаимствовал у каракатицы ее «лампочку». Кальмары же носят на концах щупалец свои огоньки. Это приманка. Но удилища здесь – длинные щупальца, усаженные крючками, не стальными – роговыми, но острыми, как стальная бритва.

У хиротевтиса щупальца в пятнадцать раз длиннее тела. Ядовитые и липкие железы, как бутоны, покрывают их стебли. Мелкие животные устремляются на огонек и приклеиваются к щупальцам, словно мухи к липкой бумаге. Кальмару остается лишь «обсосать» свои удилища.

А гетеротевтису свет нужен для защиты Яркие вспышки фейерверка приводят в замешательство голодного врага.

Защита, сигнализация, привлечение друга и, конечно, освещение – разные назначения у биолюминесценции, одного из самых удивительных и красивых явлений природы.

Опасны ли осьминоги?

Скорее тыква атакует, чем осьминог

«Множеством гнусных ртов приникает к вам эта тварь: гидра срастается с человеком, человек сливается с гидрой. Вы – одно целое с нею. Вы – пленник этого воплощенного кошмара. Тигр может сожрать вас, осьминог – страшно подумать! – высасывает вас. Он тянет вас к себе, вбирает, и вы, связанный, склеенный этой живой слизью, беспомощный, чувствуете, как медленно переливаетесь в страшный мешок – в это чудовище.

Ужасно быть съеденным заживо, но есть нечто еще более неописуемое – быть заживо выпитым».

Так представлял себе Виктор Гюго опасность, которой подвергается человек, схваченный осьминогом. Свои редкие сведения он, несомненно, заимствовал из работ некоторых старых натуралистов, но его драматическое описание не стало от этого более правдоподобным. Слишком плохо в те времена, когда писалась книга «Труженики моря», знали осьминогов даже люди науки.

^{Иллюстрация Доре к книге Виктора Гюго «Труженники моря».}

Намного ли наши знания продвинулись с тех пор?

Простой, казалось бы, вопрос поставлен мной в названии этой главы, а ответить на него нелегко. Правда, мы давно уже знаем, что присоски осьминога не действуют как насосы, вытягивающие из человека все его жидкое содержимое, человек не «переливается в страшный мешок». Присоски только удерживают жертву, а не «выпивают» ее.

Но тем не менее опасен ли осьминог?

Популярная и художественная литература, газетные столбцы, посвященные морским происшествиям, кинофильмы и общее мнение подавляющего большинства людей утверждают, что осьминог, даже не очень крупный, – один из самых опасных морских хищников, с которыми приходится встречаться человеку на дне моря.

Можно было бы привести здесь много рассказов о битвах водолазов с осьминогами. Возможность такой схватки ни у кого не вызывает ни малейшего сомнения. Осьминог и водолаз – две всем хорошо известные фигуры из «мира приключений» подводного царства. Единоборство с осьминогом, по общему мнению, одна из неизбежных неприятностей в профессии водолаза.

Мы попытаемся сейчас поколебать эту традиционную точку зрения.

В последние годы подводная охота, подводные съемки и простые прогулки под водой в маске и с ластами стали массовым спортом. Люди ближе познакомились с восьмируким морским страшилищем. И что же? Сначала раздались робкие, растерянные голоса, потом все увереннее и громче «люди-лягушки»[53]53
  Англичане довольно удачно назвали ныряльщика в ластах «фрогмен», то есть «человек – лягушка».


[Закрыть] начали заявлять, что совершенно неожиданно обнаружили в осьминогах весьма любезных и доверчивых хозяев.

«Я не хочу заводить здесь спор, – пишет Джеймс Олдридж в книге о подводной охоте – а повторю только то, что скажет вам любой подводный охотник: все страшные рассказы о том, что осьминоги представляют опасность для пловца и ныряльщика, во многом и весьма преувеличены…»

… Большинство осьминогов, которых вам доведется встретить под водой (они бывают до пяти футов длиной, считая от одного конца щупалец до другого), – это, как правило, пугливые, угодливые создания, готовые всегда убраться с вашего пути, укрыться в какой-либо щели, прилепиться к скале с таким видом, словно всем своим поведением они желают убедить вас и себя: «Меня здесь нет! Меня просто нет здесь! Не обращайте на меня никакого внимания!»

На Кусто и Дюма осьминоги тоже произвели «впечатление весьма безобидных существ». После «первых же встреч со спрутами, – пишут эти пионеры в „Мире безмолвия“, – мы решили, что слова „заживо выпитый“ применимы скорее к состоянию автора, написавшего их, чем к человеку, встретившему осьминога».[54]54
  Кусто и Дюма. В мире безмолвия М, 1957.


[Закрыть]

Макс Нол, американский специалист по водолазной технике, заявил, что, по его мнению, осьминог опасен для водолаза не более, чем кролик для охотника. С. Вильямс, другой аквалангист, выразился еще решительнее: «Скорее фермер на поле будет атакован тыквой, чем пловец осьминогом!»

Сила присосок

Исследуем присоски осьминога – самое опасное, по общему мнению, его оружие.

Каждая присоска представляет собой не сосущий рот, как думал Виктор Гюго, а скорее миниатюрную медицинскую банку. В момент, предшествующий присасыванию, мускулистые стенки «банки» сокращаются, ее полость уменьшается; дно присоски, похожее на пистон, поднимается бугром, приближаясь вплотную к ее отверстию, которое плотно прилегает к телу жертвы. Затем все мускулы присоски быстро расслабляются, «пистон» опускается – внутренняя полость «банки» увеличивается, давление внутри нее резко падает, и она прочно присасывается.

^{Присоски осьминога (несколько щупалец сложены вместе)}

Присоска диаметром в два с половиной миллиметра может удержать сорок семь граммов, а диаметром в шесть миллиметров – почти сто семьдесят граммов.[55]55
  Приблизительно такие размеры отверстий присосок у осьминогов длиной около полутора-двух метров. В зависимости от вида и пола животного величина присосок сильно варьирует.


[Закрыть] На каждом щупальце осьминога их насчитывается до сотни и больше (в зависимости от вида и возраста животного). Допустим, что на каждом щупальце у осьминога сто присосок диаметром в шесть миллиметров. На восьми щупальцах их будет восемьсот. Вес, который они в состоянии удержать общими усилиями, равен в этом случае ста тридцати шести килограммам. Конечно, это только теоретический подсчет суммарной присасывающей силы среднего осьминога. В действительности никогда все присоски не бывают приведены в действие одновременно, да и мускулатура животного едва ли выдержит нагрузку в сотню килограммов.

Обычно на каждом щупальце приходит в действие десяток, не больше, присосок. Если осьминог схватит человека, скажем, пятью щупальцами, а другими тремя будет держаться за камни, то его 10×5=50 присосок, приведенные в соприкосновение с противником, разовьют «силу притяжения», равную восьми с половиной килограммам.

Усилие небольшое, но его вполне достаточно, чтобы под водой подтянуть к себе взрослого человека (ведь в воде человек теряет более 95 % своего веса). Но это возможно лишь при одном непременном условии – схваченный человек не должен сопротивляться!

Если же он сильно дернется, то мощь даже восьмисот присосок осьминога его не удержит.

Одной рукой сильный человек может совершить рывок, равный по силе двум сотням килограммов. Популярный одно время цирковой силач Юджин Сэндоу показал на динамометре усилие в рывке двумя руками в четыреста пятьдесят килограммов.[56]56
  Юджин Сэндоу прославился поединком со львом в цирке Сан-Франциско. Лев выступал в наморднике и без когтей.


[Закрыть]

Кулак человека, выброшенный вперед в сильном ударе, обрушивается на противника тяжестью двадцатипудовой гири.[57]57
  Удар тренированного боксера-тяжеловеса «весит» до 500 килограммов.


[Закрыть] Правда, под водой сопротивление среды значительно выше, и человек здесь более слабый боец, чем на суше. Однако и среди волн морской стихии, как показали испытания Принстонского университета, хороший пловец не уступает в силе акуле средних размеров (разумеется, без учета боевой мощи ее зубов), которая без труда справляется с любым осьминогом. Подтянуть к берегу пловца, привязанного к леске, оказалось труднее, чем акулу или меч-рыбу. Приборы подсчитали, что человек «на удочке» развивал на каждый килограмм своего веса тяговое усилие в триста граммов – почти вдвое больше, чем акула.

Вряд ли стоило бы серией этих примеров доказывать физическое превосходство человека над осьминогом, если бы очевидность такого положения всем была ясна. Напротив, многие сочинения об осьминогах переполнены драматическими эпизодами прямо противоположного свойства.