Многим морским животным такие завихрения в воде указывают, где находится добыча, потенциальные партнеры для спаривания или их обиталище, если наступает время отдохнуть. Запах улавливается разными ноздрями в разное время, что дает акулам и другим водным животным возможность определить, откуда исходит шлейф и в каком направлении нужно плыть.
Помимо обоняния для поиска жертвы акулы используют осязание. В процессе эволюции у них сформировался специальный осязательный орган, который работает с непревзойденной точностью. По обеим сторонам головы и тела акулы тянется тонкая полоска – боковая линия. Ее можно разглядеть на фотографиях акул сбоку. Боковая линия очень точно улавливает движение, вибрации и перепады давления окружающей воды. Она представляет собой наполненные жидкостью канальцы, выстланные эпителиальными клетками с короткими волосками-ресничками. Эти волоски колеблются при контакте с потоком воды.
Акулы способны улавливать вибрации частотой до 1 герц (один герц соответствует одному циклу в секунду). Человеческое ухо работает на более высоких частотах – в диапазоне от 20 до 20 000 Гц – и больше всего приспособлено для частоты 300 Гц. Боковая линия акул куда более чувствительна и способна воспринимать более низкие частоты. Иными словами, акулы могут улавливать даже самые микроскопические колебания, амплитуда которых не превышает величину атома. В боковой линии движения волосков преобразуются в электрические импульсы. Эти импульсы затем поступают в мозг акулы, который на их основе прокладывает курс.
Чтобы испытать орган боковой линии на точность, один немецкий ученый провел эксперимент. Он запустил в бассейн радиоуправляемый кораблик, проложил курс и отправил по нему дрессированного тюленя. (У тюленей нет боковой линии, но есть вибриссы, которые действуют по схожему принципу.) Проложенный курс включал в себя резкий поворот вправо на 90°. В процессе эксперимента ученый решился на нетривиальный ход – он завязал тюленю глаза, предположив, что тот сможет понять, где нужно поворачивать, полагаясь исключительно на турбулентность потока в проложенном курсе. Предположение оказалось верным [1]. Атема, как и тот изобретательный ученый, уже много лет исследует выдающиеся сенсорные способности водных животных. Сначала он изучал акул, а затем переключился на омаров и других морских обитателей. За последние 15 лет в своих исследованиях акул на базе WHOI и Бостонского университета он пытался ответить на вопрос, каким именно образом акулы применяют боковую линию для обнаружения и поиска добычи. Ему удалось выяснить, что для охоты акулы используют убойное сочетание боковой линии и обоняния. Результатом этого труда стала опубликованная в 2014 году фундаментальная работа, в которой схематично излагалось, как во время охоты функционируют акульи органы чувств – вместе и по отдельности [2].
Атема смог выяснить, почему акулы иногда ошибаются и порой случайно нападают на людей. Перед нападением акуле нужно, чтобы жертва была в поле ее зрения. Под водой у акулы ограничен обзор, а еще он может быть затруднен в зависимости от условий. Например, при ясной погоде вода обычно прозрачная, и площадь обзора у акулы примерно сопоставима с футбольным полем. И наоборот – когда пасмурно, вода пенится и мутнеет, в результате дальность обзора акулы сокращается до метра-полутора. В этом случае акула не всегда видит объект, на который нападает. Вот поэтому акулы иногда принимают серферов за тюленей.
Акулы обладают способностью улавливать даже незначительные изменения электрического поля в воде. Это явление, называемое электрорецепцией, играет у акул важную роль в процессе охоты. За электрорецепцию отвечают органы под названием «ампулы Лоренцини». Они представляют собой цепочку пор темного цвета, разбросанных тут и там на поверхности головы акулы и ведущих к подкожным каналам (ампулам). Благодаря им акулы улавливают электрические импульсы от добычи. Свое название они получили в честь Стефано Лоренцини, итальянского врача и видного ихтиолога XVII века, который, исследуя трупы акул, впервые обнаружил эти поры и заметил, что они похожи на каналы (от лат. ampullae). Лоренцини предположил, что эти ампулы могут быть хеморецепторами, однако ученый по имени Адрианус Калмейн, нидерландский учитель Атемы, в 1960-х годах доказал наличие у этого органа электрических свойств. В то же время Калмейн вместе с Атемой и другими студентами установили, что боковая линия акул улавливает движение в воде. Обычно на теле акулы бывает несколько тысяч электрических пор, и это количество остается неизменным в течение всей жизни акулы [3]. Например, у бронзовой акулы-молота более трех тысяч таких пор. Расположение каналов под кожей отличается в зависимости от вида акулы.
Эти открытия хороши еще и тем, что опровергают наши устаревшие предположения об акулах. К примеру, раньше считалось, что при сокращении мышц вокруг животного образуется маломощное электрическое поле, а уже на него реагирует акула. Затем ученые выяснили, что в морской воде все живые ткани образуют микроскопические электрические поля. Такое свойство, как электрическое сопротивление, показывает, насколько тот или иной предмет сопротивляется электрическому току. Кожа рыб или морских львов обладает довольно значительным электрическим сопротивлением, поэтому образующееся внутри электрическое поле распространяется у них изо рта и из ануса, так как сопротивление в этих точках гораздо ниже. Получается дипольное поле крайне небольших размеров, которых, однако же, достаточно для того, чтобы на него среагировала акула. Мышцы и нервы тоже могут генерировать электрические поля, но они не играют большой роли при обнаружении добычи [4]. Акулы обладают поразительной способностью улавливать даже микроскопическое напряжение до 15 × 10–9 вольт [5]. По способности к восприятию электрических полей акулы, состоящие из плоти и крови, соперничают с самыми совершенными техническими достижениями человечества. От раненых или больных рыб исходит более мощное электрическое поле, но даже такие поля трудно определить с помощью приборов. Предполагается, что эта способность помогает акулам не только в охоте, но и в ориентации на местности за счет улавливания электромагнитных полей Земли.
Чтобы напасть на жертву и нанести смертельный укус, акуле нужно выбрать один-единственный подходящий момент. Ключевую роль в этом играют ампулы Лоренцини. Далеко не все атаки на жертву завершаются удачно для охотника. Сомкнешь челюсти на миллисекунду позднее – упустишь добычу. Акула пускает в ход ампулы в самой последней фазе атаки, ведь действенны они лишь на расстоянии менее метра. В статье Атемы за 2014 год наглядно показано, что практически все акулы охотятся одинаково – как небольшие катраны, так и мако, одни из самых опасных океанических сверххищников.
Мако обитают повсюду – от Монтока до Мумбаи. Они одинаково хорошо себя чувствуют как в тропиках, так и в умеренных широтах. Это один из наиболее примечательных и необычных видов акул. Само слово «мако» заимствовано у маори, хотя никто точно не знает, что оно означает. Многие считают, что так маори произносили слово «макрель», хотя вероятнее, это слово означает просто «акула». Спинная поверхность тела мако окрашена в насыщенный ультрамариновый цвет, а брюхо резко с ней контрастирует – оно белое как снег. Так мако маскируется от потенциальных жертв и сверху, и снизу. А посередине, разделяя эти части, проходит глянцево-серебристая полоса
[12].
