КАЛЬМАРЫ ВИДЯТ ТЕПЛО
Во многих статьях и популярных книгах о жизни морских животных, к примеру в книгах И. И. Акимушкина «Приматы моря» и «Тропою преданий», упоминается, как как будто бы бы бы у некоторых глубоководных кальмаров имеется необычные, неповторимые в животном мире органы чувств — «термоскопические глаза», глаза, которые видят тепло. Казалось бы, такие красивые органы должны привлечь к себе внимание специалистов и биологов по бионике. Но пересмотрев множество толстых научных руководств и справочников по физиологии и зоологии животных, с удивлением убеждаешься, что о способности кальмаров видеть инфракрасные лучи там нет ни слова. По какой причине?
Да по причине того, что кальмары, как, но, и каждые другие морские животные, не видят инфракрасных лучей и не могут их видеть!
Какую пользу имела возможность бы принести глубоководным кальмарам способность видеть тепло? У обитателей морских глубин — беспозвоночных животных и рыб — холодная, «рыбья», кровь. Температура тела у них такая же, как у окружающей воды, значит, их тепловое излучение практически не отличается от фона. В неприятном случае, что не отличается от фона, нереально увидеть.
Но, быть может, «термоскопические глаза» нужны кальмарам, чтобы издалека увидеть теплокровных морских животных, ныряющих в глубину для охоты, и суметь одновременно с спастись бегством? Но для многих китообразных и ластоногих кальмары — любимая пища, а такие животные, как кашалот, бутылконос или морской слон, фактически одними кальмарами и питаются. Опять-таки нет! Каждый, кто опускался под воду с аквалангом, знает, что чуть ли не основная забота подводника — предохранить себя от переохлаждения, уменьшить отдачу тепла в воду. Даже плавая в тропиках неподалеку от поверхности, подводники как правило надевают гидрокостюмы. Тем более необходимо всемерно уменьшать теплопотери при нырянии морским млекопитающим: они но ныряют куда глубже аквалангистов и много продолжительнее остаются в холодных глубинах. Толстая жировая шуба изолирует их тело куда надежнее губчатой резины гидрокостюмов. Избыточное тепло отдается в воду только через ласты и плавники — природные регуляторы температуры тела морских млекопитающих. Но в момент заныривания маленькие сосуды плавников и ластов быстро уменьшаются, и ток крови через них сводится до минимума. Так, пребывав на глубине, теплокровные пожиратели кальмаров фактически не излучают тепла, и их инфракрасное излучение практически неотличимо от фона.
Но даже если бы враги кальмаров испускали тепловые лучи, это ничего бы не поменяло. Узкий слой воды полностью поглощает тепловое излучение — поэтому-то так приятно в жаркий летний день окунуться в воду: жара сходу сменяется легкой прохладой. Инфракрасное излучение, испускаемое телом млекопитающих, имеет длину волны от 5 до 20 мкм, а инфракрасное излучение начиная с длины волны приблизительно 2.5 мкм нацело поглощается слоем воды толщиной 1 см. Значит, как бы ни был чувствителен «видящий тепло» глаз кальмара, он имел возможность увидеть кашалота или тюленя лишь тогда, когда сам кальмар уже попал бы к нему в пасть. Невелика польза от таких глаз!
Способность кальмаров видеть тепло — легенда. Но как же эта легенда появилась?
«Термоскопические глаза» глубоководных кальмаров в первый раз были обрисованы в 1893 г. французским ученым Луи Жубеном, позже наибольшим зоологом, выдающимся знатоком глубоководных головоногих моллюсков. Исследуя светящиеся органы (фотофоры) глубоководных кальмаров, — а это была одна из его первых научных работ, — Жубен нашёл в коже некоторых видов образования, снаружи похожие на фотофоры, но прикрытые сверху непроницаемым слоем чёрного пигмента. Какой вероятно толк от светильника, густо закрашенного тёмной краской? Жубен увидел, что по строению фотофоры кальмаров достаточно схожи с примитивными глазами беспозвоночных животных: они тоже имеют линзу, стекловидное тело, отражающий слой (рефлектор), пигментную обкладку, обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. Быть может, поразмыслил Жубен, это не светящиеся органы, а глаза, но глаза особенного рода?
То были годы, когда неувязка излучений стояла в центре внимания физиков. В то время были открыты электромагнитные лучи (1887 г.), рентгеновские лучи (1895 г.), лучи радия (1896 г.), исследованы катодные лучи, открыт электрон (1891 г.), появились радио и электроника (1895 г.). «Невидимые лучи» были в моде, о них много говорили и писали. А биологи тогда (только ли тогда?) знали физику больше понаслышке. Вот Жубен и высказал предположение, что загадочный орган — это глаз, видящий тепло, а пигментная «крышка» — фильтр, отсекающий видимые лучи спектра, но пропускающий тепловые. __НУЛЛ__ нужно увидеть, что свою предположение Жубен высказал в совершенно осмотрительных выражениях.
В науке эта мысль продержалась недолго. Выдающийся германский зоолог Карл Кун убедительно продемонстрировал, что открытые Жубеном органы не что иное, как фотофоры. Загадку «тёмной крышки» раскрыл японский исследователь С. Ватасе. 28 мая 1905 г. он первым из зоологов увидал изумительное зрелище — свечение маленького японского кальмара, тогда еще не известного науке, и назвал его кальмаром-светлячком; сейчас его научное заглавие Watasenia scintillans, что означает «ватасения сверкающая» (см. рассказ «Ватасения — кальмар-светлячок»). На концах брюшных рук этих кальмаров сидят по три блестящих тёмных шарика, как маленькие тёмные жемчужинки. Роль этих органов (их тоже изучил Жубен на головоногих моллюсках близкого к ватасении рода Abratiopsis) была зоологам неясна. Ватасе увидел, что у живого кальмара эти шарики не тёмные, а прозрачные и испускают сильный голубой свет, подобный вспышке при небольшом замыкании. У ватасении более тысячи светящихся органов, и эти — самые броские. Но как только кальмар захочет «отключить свет», фотофор мгновенно закрывается тёмным пигментом. По выражению чилийского биолога П. Гарсия-Тейо, кальмар как бы «надевает тёмные перчатки». То же происходит, когда он умирает, а ведь о6ычно зоологам попадают в руки только мертвые (зафиксированные)
В банке с прохладной морской водой кальмар-светлячок может прожить пару часов. Рассмотрев его светящиеся органы под увеличителем, можно увидеть, что их тёмный пигмент все время находится в движении — то сожмется в кучку и уйдет под основание органа, то расширится и сплошь закроет фотофор. Каждый из трех светящихся органов на концах рук может раскрываться и закрываться независимо от остальных. Но вот что любопытно: в момент, когда пигмент откроет фотофор, вовсе не обязательно обязан вспыхнуть свет — пигмент может открыть светящийся орган, а тот не будет светиться. Как это происходит?
Свечение глубоководных кальмаров, как и простого светляка, — результат окисления кислородом особенного вещества (люциферина) ферментом люциферазой. Оба вещества содержатся в клетках светящегося органа, но хранятся раздельно. Для вспышки света необходимо, чтобы люциферин соединился с люциферазой и при этом хватало кислорода. Возможно, кальмар регулирует свечение своих фотофоров, усиливая или замедляя ток крови, омывающей фотофор и приносящей с собой кислород. Так, для включения или выключения светящихся органов нужно, чтобы мозг отдал «приказ» не только конкретно фотофорам, но и сосудам, снабжающим их кровью.
Но кислородная емкость крови головоногих моллюсков не так уж огромна — у них нет гемоглобина, его заменяет менее действенный переносчик кислорода гемоцианин. Да и движется кровь по капиллярам медлительно. Значит, «приказ» мозга не может быть выполнен совершенно скоро. Другое дело — пигментные клетки, хроматофоры. Они находятся под ярким контролем мозга, сжимаются и расширяются с неординарной быстротой. Никаким хамелеонам не угнаться за головоногими моллюсками в быстроте смены окраски — достаточно взглянуть, как непрерывно пробегают волны разных тонов по телу возбужденного кальмара или осьминога. Так что открыть или закрыть светящийся орган тёмным пигментом кальмар может гораздо стремительнее, чем отвернуть или завернуть «кислородный вентиль» своих сосудов.
Получается что-то похожее на сигнальный прожектор морских судов. Чтобы передать на берег или на другой корабль сообщение, сигнальщик работает не выключателем, а особенной ширмой (типа жалюзи), то закрывающей, то открывающей путь свету. Сам прожектор включают только перед началом передачи и выключают, окончив ее.
Так, работа светящихся органов кальмара находится под двойным контролем — нервным (со стороны центральной нервной системы) и гуморальным (через кровеносную систему). Потому она так стремительна и действенна.
К. Несис