Чувства животных и человека

Нас интересует, способны ли рыбы, кальмары и ракообразные использовать эту общую освещенность, которую можно рассматривать в известной степени как глубоководный эквивалент ночного неба над нашими городами. В этой светящейся дымке хищники замечают своих жертв только тогда, когда каждая из них подплывает совсем близко. Конечно, зрительный пигмент глубоководных рыб совершенно отличен от нашего. Он золотистый по цвету, а не бледный розовато-фиолетовый и лучше всего поглощает световую энергию в зеленовато-голубой части спектра. Таким образом, он прекрасно приспособлен к восприятию света, излучаемого люминесцирующими животными.

Среди глубоководных рыб имеется несколько видов, у которых глаза по сравнению с телом больше, чем у других позвоночных. Диаметр глаза у черной корюшки нередко больше половины длины ее головы. У других глубоководных рыб громадные сферические хрусталики расположены в глазах более подходящего размера только потому, что глазное яблоко имеет цилиндрическую форму, которая напоминает телескоп. Большая линза — и в глазу и в телескопе — может собрать много света и сконцентрировать его. Более того, из-за отсутствия радужной оболочки глаза глубоководных рыб настолько хорошо пропускают свет, что их оптическую систему можно сравнить с оптическими системами самых светосильных фотообъектов (f/1,0). Такой глаз несколько лучше, чем глаз кошки при максимальной апертуре, и в три раза зорче нашего при полностью открытом зрачке (f/3,0).

Почти все глубоководные рыбы обладают определенными преимуществами, которым мы не можем ничего противопоставить. Уже само пребывание в воде, а не в воздушной среде предохраняет их от потери почти ¹/ ₂₀части световой энергии, достигающей их глаза. В воздухе такое количество энергии отражается от поверхности глаза человека или кошки, смоченной слезной жидкостью, даже не попадая в оптическую систему. Кроме того, глаз рыбы может иметь более прозрачный хрусталик, так как ему не нужна желтая окраска, с помощью которой наша глазная линза отфильтровывает вредные ультрафиолетовые лучи солнечного спектра. У глубоководных рыб такие преимущества сочетаются со способностью отражать свет от зеркальной поверхности глаза к светочувствительным клеткам, а это помогает еще лучше видеть при слабом освещении.

Достаточно лишь однажды вытащить сеть, заброшенную на средние глубины моря, чтобы убедиться в том, насколько разнообразна жизнь в вечной ночи морских глубин. У глубоководных рыб, по-видимому, встречаются всевозможные модификации глаз. К такому выводу мы пришли, когда в Тихом океане, у берегов Калифорнии, недалеко от Сан-Диего, увидели сеть с рыбой, только что выловленной с глубины более километра. В этой сети оказались рыбы двадцати двух видов, в большинстве своем светящиеся и усатые. Ни форма, ни название более мелких из них не были известны рыбакам, обычно ведущим лов в поверхностных водах: это крупночешуйчатые, гладкоязычные, скользкоголовые, клыкозубатые, рыбы-драконы, рыбы-ножи и рыбы-лампочки. Только пять рыб достигали в длину 15 сантиметров: два угря, угорь-колдун, черная корюшка и черный дракон.

Маленькие 15-сантиметровые черные драконы напомнили нам об интересном явлении, которое обнаружил д-р Вильям Биб у одного из глубоководных жителей Бермудских вод в Атлантике. Такие глубоководные рыбы подвергаются в своем развитии ряду столь сложных метаморфоз, что никто из нас раньше не задумывался над существованием связи между рыбами на различных фазах развития, пока каждая из этих фаз не оказалась представленной. Молодые черные драконы выклевываются из икринок у поверхности воды, где они могут питаться мелкими рачками. Личинки этой рыбы представляют собой тоненькие белые нитеподобные существа, по обеим сторонам головы которых выступают два невероятно длинных тонких стебелька, оканчивающихся шаровидными глазами. К тому времени, когда личинка вырастает от полутора до четырех сантиметров, эти глазные стебельки укорачиваются и становятся чуть больше длины головы, в то время как прежде их длина составляла половину туловища. Твердый стержень, который поддерживал длинный стебелек, аккуратно укладывается в глазницу, и вскоре растущий глаз оказывается наверху, будто он никогда и не находился вне головы на выносном стебельке. Во время всех этих превращений черный дракон опускается все глубже, ловит более крупную добычу и все лучше приспосабливается к слабому освещению. Нетрудно догадаться, что икринки этой рыбы, выметанные в темных глубинах, приспособлены к соответствующей плотности морской воды, которая поддерживает их во взвешенном состоянии высоко над взрослыми рыбами. Но все же непонятно, почему глаза личинки подвержены столь резким изменениям.

Мир морских глубин простирается вверх достаточно далеко и заканчивается примерно за полкилометра до поверхности, которую бороздят наши корабли. Но он остается самой непонятной областью из всех, где может существовать жизнь. Поверхностные океанские воды не только поглощают дневной свет и тем самым создают в глубинах тьму, несравнимую даже с самой темной ночью; очевидно, и сенсорные адаптации у обитателей глубин подчиняются совершенно иным законам. Не вводит ли люминесценция незаметные для нас ограничения, вероятно связанные с химической реакцией, при которой энергия почти полностью выделяется в виде света, совсем не превращаясь в тепло? Здесь, в морских глубинах, мы встречаем рыб, кальмаров и ракообразных с их удивительными люминесцентными органами. Все они плотоядные животные — профессиональные приспособленцы, которые охотятся друг за другом или поедают опускающиеся к ним сверху трупы. Очень часто рты и желудки этих рыб могут необыкновенно растягиваться, позволяя им заглатывать таких животных, которые превышают их размерами своего тела. В холодных плотных слоях воды перерывы между приемами пищи длятся днями или даже неделями. Почему же при такой огромной потребности в пище и таком большом разнообразии люминесцирующих органов у этих глубоководных охотников не появилось настоящих прожекторов? После того как человек подчинил себе огонь, сколько еще времени понадобилось ему, чтобы, загородив ладонью слабый огонек горящей веточки, использовать его при ночной охоте? Где же люминесцентные органы, равнозначные зажженной спичке или направленному лучу фонарика?

Правда, многие люминесцентные пятна на теле животных так же тусклы, как и цифры на светящемся циферблате наручных часов. Они не могли бы служить фонариками, на какой бы части тела животного они ни находились. Однако есть люминесцентные органы, которые обладают достаточной силой, и для доказательства этого надо лишь в темной комнате посадить на газетный лист обыкновенного светлячка. При каждой вспышке света возле всего тельца насекомого, кроме головы, видны напечатанные слова. А ведь сигнал светлячка довольно прост, у этого насекомого нет линз, концентрирующих энергию в узкий пучок света. Каждый раз, когда в особых клетках животного соединяются два сложных химических вещества, излучается свет. Он проходит через прозрачные окошечки в нижней стенке брюшка, и его интенсивность увеличивается благодаря существованию зеркального слоя, покрывающего верхнюю часть люминесцентного органа.

Морские ракообразные и рыбы обладают гораздо более совершенными системами люминесценции. У большей части из этих систем имеется зеркальная задняя стенка, многие снабжены прозрачными линзами. Некоторые системы напоминали бы шахтерскую лампочку, освещающую предметы в поле зрения, если бы не то, что люминесцентные органы возле глаз животных обычно либо слишком слабы, либо излучают свет в тех направлениях, в которых глаз уже не может видеть. У некоторых ракообразных, напоминающих креветок, люминесцентные органы расположены на глазах-стебельках таким образом, что любое движение стебелька и глаза сопровождается изменениями в направлении света. Известно, однако, что никто из этих животных не использует свои люминесцентные органы как прожекторы, для того чтобы найти жертву или рассмотреть ее перед нападением.

При исследовании глубоководных животных ученые с удивлением обнаружили, что у некоторых рыб люминесцентные органы светят им, по-видимому, прямо в глаз. Выиграет ли зрение от тусклого света фитилька, подобного тому, который применяют в устройствах, сжигающих газ? Многие органы чувств реагируют на стимулы, каждый из которых не адекватен, если они накладываются один на другой в короткий промежуток времени. Подобно тому как огромные льдины подчас формируются из накапливающихся из года в год остатков нерастаявшего снега, нервная система может накапливать подпороговые сигналы, из которых возникает ощущение. Если глубоководное животное посылает почти незаметный свет в собственные глаза, когда мимо него проплывает какое-то слабо светящееся существо, которое может стать добычей, то этот свет скорее всего поможет животному раздобыть пищу.

Несмотря на миллиарды светлячков, пойманных детьми, и светлячков, истертых в порошок химиками, которые пытались побольше узнать о соединениях, рождающих свет, тайна животной люминесценции, маня и поддразнивая нас, остается неуловимой, как блуждающий огонек. Хочется сделать вывод, что немногочисленные животные, которые используют люминесцентные органы для поисков себе пары или для общения друг с другом, представляют исключение, а во всех других случаях люминесценция играет такую же малую роль для животных, как и для бактерий или грибковых растений. Тем не менее мы продолжаем исследовать новые факты, связанные с люминесценцией, и искать нечто такое, что даст нам удовлетворительное объяснение видимого нами света.

Глава 21 Выживание

По-видимому, ни человек, ни животное не используют полностью всех своих возможностей, чтобы добиться преимуществ перед соперниками. В частности, это утверждение справедливо в том, что касается области применения чувств. Каждый вид животных реагирует лишь на малую часть той богатейшей информации, которая достигает его нервной системы, и не обращает внимания на множество других изменений окружающей среды.