Я познаю мир. Биология
Шрифт:
Электрорецепторы
Специфические чувствительные приборчики – электрорецепторы обнаружены лишь у водных позвоночных: миксин и миног, акул и скатов, костистых рыб. Они входят в число рецепторных органов боковой линии или просто разбросаны в коже разных участков тела.
image l:href="#"
Миксина (слева) и минога
Наиболее часто встречаются электрорецепторы двух типов. Одни из них названы ампулярными, от слова ампула. Они представляют собой канал, расположенный в толще кожи, один конец которого крохотной порой открывается наружу, а в другом, ампулообразно расширенном конце, находятся электрочувствительные
Канал заполнен желеобразной жидкостью, хорошо проводящей электричество, а стенки канала – хорошие изоляторы. Благодаря такому устройству электрический ток, возникающий в воде, без серьезных потерь добирается до воспринимающих ворсинок, а электрические токи самих рыб добраться до них не могут. Стенки канала надежно изолируют рецепторы от электрических реакций, возникающих в собственном теле рыбы.
Другой тип – бугорковые электрорецепторы. Они названы так потому, что в виде крохотных бугорков выступают на поверхности кожи. Электрочувствительные клетки находятся во внутренней полости бугорка. Она никак не соединена с наружной средой, однако оболочки клеток верхней стенки бугорка хорошо проводят электричество, но от разрядов, возникающих в собственных электрических органах, рецепторные клетки также надежно изолированы.
По своей чувствительности бугорковые рецепторы серьезно отстают от ампулярных, но они предназначены для контроля более сильных полей, создаваемых самой рыбой. Ампулярные же рецепторы используются для обнаружения электрических полей, создаваемых работающими мышцами других существ. Вот почему бугорковые рецепторы бывают только у электрических рыб, а ампулярными нередко оснащены и другие существа, у которых нет собственных электрических органов.
Чувствительности электрорецепторов рыб могут позавидовать созданные людьми электроизмерительные приборы. Некоторые рыбы ощущают изменение в напряженности электрического поля, если на протяжении 1 см оно уменьшается или возрастает всего на 0,0000001—0,000001 вольта. Если поле, производимое слабенькой батарейкой от карманного фонарика, «размазать» по 200–километровой дистанции, изменение напряженности на 1 см длины все равно будет в несколько раз больше.
Электрорецепторные клетки рыб беспрерывно шлют в их мозг нервные импульсы с постоянной скоростью 10–30 импульсов в секунду. Если напряженность электрического поля вокруг рыбы меняется, изменяется и реакция рецепторов. Электрический ток, текущий в направлении от электрорецепторов в сторону воды, у акул и скатов, живущих в морской соленой воде, вызывает увеличение частоты импульсов, а ток, текущий в направлении электрорецепторов, замедляет их генерацию.
У пресноводных рыб все наоборот: реакцию их рецепторов усиливает ток, текущий в направлении электрорецепторов, а ток противоположного направления уменьшает частоту электрических разрядов. Мозг рыб анализирует и сопоставляет информацию, поступающую от рецепторов разных участков тела, и на основании проведенного анализа делает выводы о причинах изменения электрической обстановки.
Ножетелка и ее электролокатор
Небольшие рыбешки чёрные ножетелки длиной 10–15 см ведут ночной образ жизни. Днем они прячутся в убежищах: в дуплах затопленных деревьев, между их корней или в нишах под берегом среди обнажившихся корней прибрежных кустов. Они не просто прячутся там – не отдыхают, не спят, а ведут себя весьма активно. Забравшись в убежище на рассвете, они на протяжении часа беспрерывно раскачиваются из стороны в сторону. Затем на 20–30 минут все–таки делают перерыв на отдых, ложатся на бок и замирают. Отдохнув, а, может быть, выспавшись, они начинают медленно вращаться вокруг своей продольной оси, тщательно «ощупывая» кончиком
рыла стенки своего укрытия и при этом беспрерывно генерируют электрические разряды. Убедившись, что всё в порядке, ножетелка, приняв нормальное положение, начинает раскачиваться и так ведет себя все светлое время суток.С наступлением темноты рыбешки покидают свои убежища и отправляются на поиски пищи. При этом ножетелка сначала плывет на боку у самого дна, двигаясь хвостом вперед. Обнаружив корм, она (боюсь, мне никто не поверит!) обследует его хвостом. Затем проплывает 2–3 раза около своей добычи и, убедившись, наконец, что обнаружен съедобный объект, хватает его и уплывает в укрытие, чтобы там отправить добычу в желудок.
Обследовав всё дно вблизи от укрытия, рыбка переключается на обследование поверхности воды, только теперь подвешивается вниз головой и, почти касаясь хвостом поверхности, энергично генерирует электрические разряды. Во время коротких одно–двухминутных вылазок на охоту, рыбка двигается с большой скоростью. Она торопится (ведь так легко попасться на глаза хищнику), но, добравшись до поверхности и приступив к охоте, движется медленно грудью вперед. В зависимости от обилия корма вечерняя охота продолжается от получаса до двух часов и столько же длится в предрассветное время.
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.
image l:href="#"
Гимнот (Gymnotus)
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.