1000 чудес со всего света
Шрифт:
С точки зрения физики свечение живых организмов — биолюминесценцию — называют «холодным» светом, в отличие от более привычного излучения нагретых тел — например, Солнца или спирали электрической лампочки. Возникает «холодное свечение» за счет энергии химических реакций. В организме светящихся животных, а также некоторых бактерий, водорослей и грибов содержится люциферин — вещество, которое в ходе химических превращений излучает свет. Но чтобы эти превращения произошли, необходимы кислород и фермент люцифераза.
Чтобы поддерживать свечение, жуки-светляки нуждаются в пополнении запасов люциферина. Одни синтезируют его сами или с помощью бактерий, другие получают с пищей. У большинства светляков свечение зелено-желтое, и лишь у некоторых видов — голубоватое. Длина волны излучения зависит от структуры люциферина, но, кроме того, на нее влияют аминокислотная последовательность и пространственная конфигурация активного центра люциферазы. Многие виды светляков столь хорошо регулируют
Светляк большой, или обыкновенный: а — самец; б — самка
Светлячок водяной
Светящиеся самки светляков
Таким образом, свечение светляков — это вид энергии, возникающий под влиянием обменных процессов в организме. Интересна необычайно высокая эффективность такого свечения, т. к. в свет превращается 98 % всей затраченной насекомым энергии, тогда как в обычной электрической лампочке такая полезная трансформация затрагивает лишь 4 % энергии.
В половом поведении светляков важным является зрение. Летней ночью на влажных лугах и опушках леса зажигаются в траве крошечные светящиеся огоньки. Если осторожно подойти поближе, можно увидеть небольшое червеобразное насекомое с маленькой головкой, у которого светится кончик брюшка. Это самка светляка обыкновенного (Lampyris noctiluca), которая не имеет крыльев и по внешнему виду мало отличается от личинки. Именно поэтому данный вид еще известен под прозвищем «Иванова червячка». Свой «фонарик» самка зажигает для кавалера, который крылат и летит на свет затаившейся в траве подруги. Самец достигает в длину 15 мм и наделен прекрасно развитыми крыльями, но при этом его органы свечения способны давать лишь очень слабый свет. В полете самец посылает в пространство вспышки света каждые 5–6 секунд, а бескрылая самка дает ответные световые сигналы, указывая свое местонахождение. Интересно, что яйца и личинки, живущие в лесной подстилке, также способны испускать слабый зеленоватый свет.
Светлячок водяной (Luciola cruciata) живет в Японии в мелкой воде или мокром иле рисовых полей. Охотится этот небольшой светящийся жучок ночью, нападая преимущественно на мелких улиток. В это время двигающиеся водяные светлячки хорошо заметны из-за характерного голубого свечения. Истребляя брюхоногих моллюсков — промежуточных хозяев паразитических червей-сосальщиков, личинки приносят несомненную пользу.
Примечательно, что на основе биолюминесценции разработано несколько высокочувствительных методов исследования. Например, с помощью люциферин-люциферазной системы светляка определяют очень низкие концентрации аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) — источника клеточной энергии. А поскольку присутствие молекул АТФ сопутствует любой жизнедеятельности, то таким способом можно легко обнаружить бактериальное заражение любой среды. В другом методе, используя белок экворин, в различных средах измеряют низкие концентрации ионов кальция.
Рыбы, путешествующие по суше
Несмотря на то, что большую часть жизни они проводят не в воде, представители семейства Прыгуновых (Periophthalmrdae) — самые настоящие рыбы, которых, впрочем, трудно поставить в один ряд с привычными обитателями водоемов, чрезмерно зависящими от воды. У них есть жабры, позволяющие дышать под водой, есть плавники, обеспечивающие передвижение в водоеме, но все же эти невероятные создания предпочитают жить на берегу. Ученые считают, что именно так происходила эволюция живых существ, постепенно выбирающихся из моря на сушу. Таким образом, прыгунов можно назвать «первопроходцами суходола». В настоящее время два рода этих оригинальных тропических рыб (Periophthalmus и Boleophthalmus) распространены в прибрежных морских водах Восточной Африки, острова Мадагаскар, Юго-Восточной Азии и Австралии.
Илистый прыгун (Periophthalmus barbarus), подобно большинству своих собратьев, держится на зыбучих песках мангровых джунглей, в приливно-отливной зоне, нередко заходя в опресненные места
устьев рек и даже в заболоченные участки. Часто эти создания тяготеют к солоноватой (15–20 промилле) воде при температуре 26–30 °C.Их тонкое, усеянное пятнами туловище с темной окраской и длиной около 15 см, чуть сплющено с боков и увенчано непропорционально большой головой. Самец крупнее и ярче самки. Глаза расположены на макушке и могут выпячиваться, поворачиваясь в разные стороны, независимо друг от друга. Огромный рот кажется квадратным и обрамлен толстыми губами. Передние плавники рыбы трансформировались в своеобразные конечности, с помощью которых дивная рыба выбирается из воды, орудуя ими как веслами. После каждой серии махов илистый прыгун закрепляется на суше, где проводит основную часть времени, присасываясь к ней второй парой брюшных плавников. По земле эти странные рыбы передвигаются быстро и лихо, помогая себе движениями мощных грудных и хвостового плавников. Известны два способа передвижения периофтальмусов по суше: переползание при помощи «ходульных» плавников, имеющих мускулистые основания, и короткие прыжки при отталкивании хвостом. Так рыба перепрыгивает с одного камня на другой, напоминая темноокрашенную лягушку. Взрослые периофтальмусы в погоне за добычей или при испуге подпрыгивают до 0,5 м в высоту и на 1–2 м в длину.
Илистый прыгун
Свидетели утверждают, что «гуляющего посуху» прыгуна приходится преследовать бегом, но поймать практически невозможно, т. к. при малейшей угрозе это создание мгновенно забивается в первую попавшуюся норку или забирается на дерево. Находиться вне воды способны и некоторые другие виды рыб, но ни один из них не может позволить себе быть на воздухе 2,5 часа.
Дышит илистый прыгун через влажную кожу, абсорбируя кислород примерно таким же образом, как и лягушка. Если кожа полностью высыхает, он, подобно земноводным, начинает задыхаться. По этой причине «рыба-амфибия» не отваживается удаляться от воды более чем на десяток метров, чтобы в случае необходимости пополнить запасы влаги. Впрочем, в воде илистый прыгун очень уязвим, так как плавает медленно и неманевренно. Находясь на мелководье или в топких лужах среди ила, рыбки редко погружаются в воду с головой, чаще пребывая в своей излюбленной позе, окунув в воду лишь один хвост. При этом они время от времени высоко подпрыгивают, чтобы поймать какую-нибудь пролетающую муху. Имеются сообщения, что мощная мускулатура позволяет им прыгать в высоту на несколько десятков сантиметров. Иногда затаившиеся от врага прыгуны залегают на дне в зарослях водных растений. Во время приливов этим рыбкам приходится спасаться на деревьях — для того, чтобы их не унесло в море. При этом они крепко держатся за ветки своими плавниками-присосками.
Питаться периофтальмусы тоже предпочитает вне воды, ловя различных мелких насекомых. Несмотря на мощные зубы и челюсти, прыгуны не нападают на других мелких рыбок.
Свое название илистый прыгун получил за своеобразное поведение самцов в период размножения. Первоначально будущий отец семейства энергично выдалбливает в иле норку глубиной 30–50 см, куда самка потом откладывает икру. Раз за разом самец ныряет в заполненную водой норку, откусывает кусочки ила своими крошечными зубами и относит его на 12–15 см в сторону. Когда гнездовая норка готова, возникает необходимость снискать расположение самки. Для этого самец совершает потрясающие акробатические номера, подпрыгивая на высоту 20–30 см. В верхней точке своего прыжка он расправляет ярко окрашенный спинной плавник, демонстрируя подруге свое достоинство.
Когда икра отложена, функцию охраны потомства несут оба родителя. Делают они это по очереди: пока один греется на солнышке и добывает еду, другой следит за гнездом. Особенно яростно действует самец, бесстрашно защищая гнездо от самцов собственного вида и многочисленных прибрежных крабов. Несмотря на мощные клешни и броню, членистоногих захватчиков порой заставляет ретироваться серия быстрых выпадов и щипков за конечности. Подняв, словно боевой флаг, спинной плавник, смелая рыбка прочно стоит на грудных плавниках и раздувает жаберные камеры, чтобы запугать врага. Недавно японские и малазийские биологи установили, что прыгуны-родители способны переносить воздух в свои норки, проявляя заботу о потомстве, когда гнезда заливает вода. Перед тем как отправиться в норку, рыбки набирают в рот и в полости между жабрами воздух и доставляют его к икринкам, т. к. эмбрионы не могут развиваться без достаточного количества кислорода.