И. Дроздова - Удивительная биология

• Название: Удивительная биология
• Автор: И. Дроздова
• Жанр: Биология
• Год: 2006
• ISBN: 5-93196-442-8

Книга рассказывает о загадочных и малоизученных явлениях природы, об удивительных тайнах «братьев наших меньших», о новейших достижениях в области биологии отечественных и зарубежных ученых.

Это интересное чтение для школьников и студентов, увлекающихся биологией, а также хорошее подспорье для преподавателей при подготовке к занятиям.

---

Утрата раковины играла решающую роль в успешном развитии головоногих. Тяжелые доспехи, сохранившиеся у брюхоногих и двустворчатых моллюсков, обеспечивают им защиту и иные преимущества, но лишают их подвижности и возможности чувственного восприятия внешнего мира. Как только кальмары и осьминоги утратили свои громоздкие раковины, они обрели высокую подвижность и сформировали особые органы для обработки большего количества информации, поступающей из внешней среды. Благодаря приобретенным в результате этого процесса крупному мозгу, острому зрению и быстроте реакции эти животные стали самыми подвижными и наиболее развитыми из всех водных беспозвоночных.

Даже новорожденные осьминоги не остаются безоружными. Пока не развились еще собственные боевые средства малюток, они вооружаются ядовитыми стрелами медуз. Медузы жалят, как крапива. Их щупальца усажены микроскопическими батареями стрекающих пузырьков – нематоцистами. Каждый пузырек – небольшая колбочка с ядом, в ней свернута спиралью боевая пружина. На конце пружины – острая стрела. Если коснуться медузы – пузырек лопается, пружина разворачивается, и стрела вонзается в тело. Сотни отравленных стрел застревают в коже, и кожа начинает гореть, как от ожога.

Однажды немецкий ученый Адольф Нэф ловил в Средиземном море личинок тремоктонусов – миниатюрных пелагических осьминогов – и с удивлением обнаружил, что каждая личинка держит перед собой в слабеньких «ручонках» заграждение из обрывков щупалец медуз. Нэф решил, что стрекающие нематоцисты, которыми усажены щупальца медузы, служат осьминожьим младенцам в качестве оружия.

Ни одно из живых существ не владеет таким разнообразием защитных инстинктов и столь совершенной «боевой техникой», как головоногие моллюски. Только у головоногих есть восемь (или десять) мускулистых «рук», а на «руках» когти и сотни присосок; хищный клюв и яд; глаза зоркие, как у орла, и инфракрасное зрение; реактивный «двигатель» и умение парить над морем; запас воды для путешествия по суше, автотомия и регенерация оторванных щупалец; «дымовая завеса» и «наркотик» для хищных рыб; самый совершенный в мире камуфляж и, наконец, прожекторы и опознавательные огни. Кобра вооружена только ядом, удав – силой могучего тела, заяц и лань – быстротой ног, орел – когтями и клювом, тигр – зубами и когтями. А у осьминога есть все перечисленные выше виды вооружения. Недаром Герберт Уэллс произвел своих марсиан от осьминогов.

РЫБЫ. ЗЕМНОВОДНЫЕ. ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ

Летающие рыбы

Иногда в открытом море можно наблюдать странное явление: точно стая воробьев вспорхнула с волны, пролетела несколько десятков метров, чуть прикоснулась к волне и быстро полетела дальше. Это чудесные серебристые рыбки, грудные плавники которых превратились в крылья. Сколько прародителей таких летающих рыбок гибло из поколения в поколение, пока их плавники не развились в крылья, позволяющие им выпрыгнуть из воды и улететь от погони на сотню метров! Способ очень эффективный, потому что враг теряет направление погони.

Но крыло рыбки – это крыло не птицы, а планера. Летающая рыбка не машет крыльями. Спасаясь от преследования, она быстро плывет к поверхности моря, энергично работая хвостом, крылышки-плавники прижаты к бокам туловища, все тело устремлено вверх. Наконец рыбка достигает поверхности. Подобно гидропланеру, она делает «разбег», расправляет крылья и взлетает, поддерживаемая встречным потоком воздуха. В воздухе рыбка летит, как планер. «Мотор» – ее хвост, он работал в воде.

Если нужно лететь дальше, рыбка коснется волны, опять наберет необходимую скорость и вновь взлетит. Обычно она пролетает 100—150 м, находясь в воздухе около 20 с. Наблюдали и более длительный полет – до 400 м с нахождением в воздухе до 1 мин. Планировать этой рыбке помогают также отраженные от волн воздушные потоки. Ими можно объяснить и залет рыбок на палубу высокого корабля. Ночью, когда рыбка не видит темного борта, она подлетает вплотную к нему, и обтекающий корпус поток воздуха заносит ее на палубу.

Летучие рыбы, принадлежащие в основном к семейству экзоцетовых, обычны в тропических водах всех океанов и довольно хорошо изучены. Известно, что полет этих рыб пассивный, планирующий. Сведения о летучих рыбах других систематических групп из иных вод гораздо скуднее. Видимо, поэтому бытует мнение, что рыбам вообще недоступен активный, машущий полет.

Однако природа гораздо многообразнее, чем нам представляется. Оказывается, именно такой полет свойственен мелким, длиной не более 9-10 см, рыбкам из семейства харациновых, живущим в пресных водах Южной Америки. Эти рыбки могут выпрыгивать из воды и с шумом пролетать по воздуху до 3-5 м с помощью взмахов довольно длинных и заостренных грудных плавников, относительные размеры которых меньше, чем у экзоцетид. Однако плавники эти снабжены гораздо более мощными мышцами, и кости плечевого пояса развиты значительно сильнее – они напоминают киль на грудине птиц. Вес мышц, приводящих в движение грудные плавники, достигает 25 % от веса тела, тогда как у родственного, но «нелетучего» рода тетрагоноптерус – всего лишь 0,7 %.

«Обычная» нелетучая рыба, выпрыгивая из воды, движется в воздухе по инерции: путь ее падения, как правило, ближе к вертикали, чем путь подъема, то есть падает она по более крутой дуге. У летучих харацинид, напротив, траектория подъема нередко значительно круче траектории спуска; достигнув высшей точки, они летят, лишь постепенно опускаясь к воде. Быстрому набору максимальной скорости, необходимой для полета, способствует сравнительно небольшое удлинение плавников-«крыльев», как у птиц, развивающих с места значительную скорость. Длительный машущий полет для рыб, видимо, затруднителен не только из-за их водного дыхания (кстати сказать, у пресноводных рыб в тропиках оно не так уж редко дополняется воздушным), но и из-за замедленного обмена веществ.

Всем летучим рыбам, насколько это известно, полет служит лишь средством защиты от водных хищников, более опасных, чем воздушные. На океанских просторах, открытых ветрам, выгоднее оказался планирующий полет, тогда как во внутренних водах развился машущий.

Любопытно, что сходные изменения в плечевом поясе и мышцах грудных плавников отмечены и у нашей чехони. При длине рыбки 23 см вес мышц, приводящих в движение грудные плавники, достигает 4,3 % от веса тела, а у родственного ей леща (длиной 24 см) – всего лишь 0,9 %. Так что, возможно, у чехони это зачатки машущего полета, пусть в самом примитивном виде. Проверить данное предположение можно с помощью киносъемки молодых рыбок, выпрыгивающих из воды.

Как рыбы слышат, видят и… говорят

Судя по структуре гла2за рыбы, картина мира, видимая ею, смутная, расплывчатая. Смутная, потому что самая чистая вода менее прозрачна, чем воздух. Это уменьшает освещенность под водой, поэтому рыба не в состоянии видеть дальше 30 м. Близорукость рыб – результат их приспособления к ограниченной видимости. Люди же, наоборот, безнадежно дальнозорки, оказавшись в воде без очков или маски. Зато если человек оснащен этим снаряжением, он видит более мелкие предметы, чем некоторые виды тунца и скипджека на той же дистанции.

Рыбам не нужны веки, они никогда не плачут. Морская вода, постоянно омывающая поверхность глаз, очищает их от посторонних предметов, заменяя веки и слезы. Но если рыбы не могут закрывать глаза, то спят ли они? Оказывается, они преспокойно могут спать с открытыми глазами, как люди – с открытыми ушами. Одни дремлют, вися в воде, другие ложатся на дно, третьи накрываются с головой «одеялом» из донных отложений.

Расположение глаз по бокам головы позволяет рыбам смотреть в нескольких направлениях одновременно. Однако предметы, находящиеся по обе стороны от них, кажутся им плоскими, точно на киноэкране. Рыба воспринимает мир в трех измерениях лишь в узкой зоне впереди себя, где оба ее глаза видят одновременно одно и то же. Заметив в стороне любопытный предмет, рыба поворачивается к нему «лицом», чтобы определить дистанцию до него. Впрочем, это не относится ко многим придонным видам рыб, глаза у которых сдвинуты к верхней части головы, что значительно расширяет поле их бинокулярного зрения.

Рыбы плохо видят, что происходит на поверхности воды. Кроме того, преломление лучей, попадающих из воздушной среды в водную, искажает действительное положение таких мелких предметов, как насекомые и наживка. Однако некоторые рыбы нашли выход. Так, маленькая серебристая рыбка-брызгун (Toxotex), не всплывая на поверхность, выбрасывает в воздух струю высотой около метра и сбивает ею мух и других насекомых. А мальки лосося, выпрыгивая из воды (прыжок нередко начинается от самого дна), могут ловить насекомых, летящих на высоте до 40 см над ее поверхностью.