Что знает рыба. Внутренняя жизнь наших подводных сородичей - Jonathan Balcombe
Четырехглазая рыба, обитающая в пресных и солоноватых водах вдоль атлантического побережья Центральной и Южной Америки, расширяет свое зрительное поле иным способом. Природные изобретатели бифокальных линз, эти родственники гуппи имеют дискретное разграничение между верхней и нижней частью сетчатки. Рыба плавает так, что демаркация точно совпадает с плоскостью водной поверхности: верхняя часть глаза обеспечивает идеальное воздушное зрение, а погруженная часть - водное. Гибкое генетическое кодирование делает верхние глаза чувствительными к зеленым длинам волн, преобладающим в воздухе, а нижние - к желтым длинам волн, встречающимся в мутной воде. Это ценный набор визуальных инструментов, когда вы хотите найти вкусную пищу внизу, не будучи неожиданно атакованным голодной птицей сверху.
Большинство крупных и быстрых хищных рыб открытого океана, включая меч-рыб, тунцов и некоторых акул, полагаются на скорость и острое зрение, чтобы поймать добычу. Глаза двенадцатифутовой меч-рыбы могут достигать почти четырех дюймов в поперечнике. Однако охота под водой сопряжена с особыми зрительными проблемами. Если вы когда-нибудь заходили в пещеру без фонарика, то представляете, что испытывают рыбы, погружаясь все глубже под поверхность, где света для зрения меньше. Есть и другая проблема: температура воды падает с увеличением глубины, а холод тормозит работу мозга и мышц, замедляя время реакции.
Чтобы преодолеть вялое воздействие холода, некоторые рыбы придумали гениальный способ улучшить работу мозга и глаз: они используют тепло, вырабатываемое мышцами, которое заставляет их органы чувств работать с большей производительностью. Меченосцы могут нагревать свои глаза на двадцать-тридцать градусов по Фаренгейту выше температуры воды. Тепло выделяется благодаря противоточному обмену между входящими и выходящими кровеносными сосудами, окружающими глазные мышцы. Артерии, приносящие холодную кровь от сердца и вен, согреваются специальным теплогенерирующим органом в одной из глазных мышц. Эти артерии образуют плотную решетчатую сеть, усиливающую теплообмен между ними. Исследования глаз, удаленных у недавно пойманных меч-рыб, показывают, что такая стратегия согревания более чем в десять раз улучшает способность рыбы отслеживать быстрые изменения в движениях добычи.
В отличие от меч-рыб, многие акулы предпочитают охотиться в ночное время, когда уровень освещенности чрезвычайно низок. Глаза акул, прекрасно приспособленные к своей среде обитания, имеют слой отражающих клеток, называемый tapetum lucidum (лат. "яркий гобелен"), расположенный рядом с сетчаткой. Свет, попадая на этот слой, отражается от глаза акулы, дважды попадая на сетчатку и увеличивая ночное зрение акулы в два раза. Именно этот эффект создает знакомый "блеск глаз" кошек и других наземных ночных преследователей. Если бы акулы ходили по суше, вы бы видели их в свете фар ночью по жуткому сиянию их глаз. *.
Избежать хищников - не менее важная задача, чем поймать добычу. Будь то океан, озеро или ручей, рыбы используют различные визуальные приемы, чтобы завладеть верхним плавником. Например, для тех, кто живет на мелководье, нижняя часть поверхности воды действует как зеркало. Это позволяет рыбе видеть отражение предметов, которые не находятся в прямой видимости. Синежаберник - рыба размером с блюдце, обитающая на мелководье североамериканских озер, прудов и медленно текущих ручьев, - может подсмотреть за хищной щукой, притаившейся у дальнего камня или зарослей водорослей, взглянув на отражение в поверхности. Что хорошо для гуся, то хорошо и для судака, и я полагаю, что хищники также могут использовать эту технику, чтобы подглядывать за своей добычей. Думаю, это можно легко изучить в условиях временной неволи.
Зеркальная техника, которую использует синежаберник, работает только в спокойных водах, а в таких условиях рыбы также хорошо видят, что происходит над поверхностью, что позволяет им уклоняться при приближении пикирующей птицы. Тот факт, что волнистая вода ухудшает способность различать объекты над поверхностью, может объяснить, почему морские птицы чаще охотятся и ловят больше рыбы в волнистой, чем в спокойной воде. Преломляющие свойства спокойной воды также улучшают способность рыб видеть объекты на береговой линии. Вооруженные этим знанием рыбаки иногда стоят дальше от кромки воды, чтобы уменьшить вероятность обнаружения рыбы.
Цветные значки и фонарики
Конечно, бывают случаи, когда цель - быть обнаруженным. Коралловые рифы открывают широкие возможности для визуальных инноваций. Кораллы растут в тропических морях на небольшой глубине, где высокая температура и уровень освещенности. Свет творит волшебные вещи с цветом, что объясняет завораживающий калейдоскоп, отображаемый на теле рифовых рыб. Более того, когда в 2014 году ученые обнаружили свидетельства наличия палочек и колбочек у окаменевшего существа, похожего на акулу, жившего 300 миллионов лет назад, они пришли к выводу, что цветовое зрение было изобретено под водой.
За прошедшие с тех пор века рыбы развили зрительные способности, превосходящие наши собственные. Например, большинство современных костных рыб - тетрахроматики, что позволяет им видеть цвета ярче, чем мы. Мы - трихроматические существа, что означает наличие только трех типов колбочковых клеток в наших глазах, и наш цветовой спектр более ограничен. Глаза рыб, имеющие четыре типа колбочковых клеток, обеспечивают четыре независимых канала для передачи цветовой информации. Некоторые рыбы также видят свет в ближнем ультрафиолетовом (УФ) спектре, где длина электромагнитных волн короче, чем в так называемом "видимом спектре". Это помогает объяснить, почему около ста известных видов из двадцати двух семейств рифовых рыб отражают от своей кожи большое количество ультрафиолетовых лучей. Все это заставляет меня задуматься о том, испытывает ли рыба больший восторг при виде дайвера, чей гидрокостюм украшен синими и желтыми гоночными полосами, по сравнению с тем, кто одет в обычный черный гидрокостюм.
В 2010 году ученые сделали открытие, которое наглядно демонстрирует, насколько важно обладать более широким визуальным спектром, чем другие. Их работа была посвящена визуальной коммуникации у даманфишей - красочной и разнообразной группы обитателей рифов. Они изучали два вида - амбоновых и лимонных дамфиш, которые обитают на одних и тех же рифах в западной части Тихого океана и которые, по мнению людей, выглядят идентично. Амбоновые даманфиши наиболее активно защищают свои территории от представителей своего вида. Но как они узнают, что незваный гость - не просто лимонная дева? Исследователи догадывались, что зрение все же играет какую-то роль. Оказалось, что у каждого вида есть свой рисунок лица, видимый только в ультрафиолетовом свете. Когда исследователи светили на них ультрафиолетовым светом, на лицах дамбочек появлялись привлекательные узоры из точек и дуг, напоминающие отпечатки пальцев, которые различались у разных видов едва заметным (для человека), но постоянным образом. При тестировании навыков распознавания в неволе рыбки безошибочно указывали
