Получив грант Национального научного фонда, он вместе с небольшой командой провел исследование грудных плавников кита – гигантских крыльев длиной 4,5 метра, что составляет около трети всей длины тела кита. Грудные плавники облегчают киту латеральное движение (с боку на бок), а также позволяют ему погружаться и вновь подниматься в воде, увеличивать критическую скорость и выполнять множество других маневров, позволяющих этим исполинам комфортно чувствовать себя в океане. Чтобы изучить работу этих неровностей, Фиш собрал плавники умерших горбатых китов и провел компьютерную томографию, после чего создал трехмерную модель плавников вместе с неровностями на них. Затем Фиш поместил модели в водяной тоннель. Проанализировав всплытия и погружения, он протестировал модель под различными углами в различных течениях. Это исследование стало первым гидродинамическим анализом эволюционного устройства кита и показало, что загадочные неровности, впервые обнаруженные на скульптурном изображении горбатого кита, значительно увеличивали способности животного быстро и свободно передвигаться под водой, несмотря на огромные размеры. Завитки и петли, преодоление расстояния в 22,5 тысячи километров в год – все это оказалось возможным благодаря неровностям. А когда 30-тонный левиафан собирается выпрыгнуть из воды, это тоже происходит благодаря тем же самым плавникам. Фиш назвал эти неровности туберкулами – от латинского слова со значением «протуберанцы» – и быстро понял, что неизвестные доселе неровности значительно улучшают как гидродинамику, так и аэродинамику горбатого кита. Фиш решил внедрить туберкулы в проект энергоэффективного ветряного двигателя в WhalePower – своем коммерческом проекте в Торонто.
Я встретился с Фишем в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, где мы разговаривали о бронзовой акуле-молоте, у которой, как и у горбатого кита, тоже есть туберкулы. «Туберкулы развились с целью улучшения вертикального движения, – сообщил мне Фиш. – Они позволяют резче всплывать и, наоборот, быстрее уходить на глубину». Эта свобода перемещений позволяет акуле-молоту охотиться и ловить жертв наравне с самыми опасными хрящевыми рыбами
[20]. Однако акула-молот вызывает больше вопросов, чем любая другая, и эти вопросы не ограничиваются всем известной Т-образной формой головы, называемой термином «цефалофойл». Я быстро осознал, что изучение акул-молотов приводит к встрече со сверхъестественным.
В 2010 году с целью изучения эволюции акул-молотов специалисты из Колорадского университета в Боулдере решили составить филогенетическое, или эволюционное, генеалогическое древо этой акулы. Они собрали митохондриальную и ядерную ДНК мертвых акул на рыбных рынках со всего мира, в результате чего обнаружили, что все 9 видов современных акул-молотов происходят от общего предка, буквально такой же крупной акулы. Ведущий исследователь Эндрю Мартин определил, что этот шестиметровый исполин отделился от других видов акул около 20 миллионов лет назад и в эпоху миоцена [1], когда на планете было гораздо жарче, подвергался дивергентной эволюции. За это время от основного вида отпочковывались другие, так что сейчас имеется девять различных видов акул-молотов, отличающихся по размерам, поведению и месту обитания. Гигантская акула-молот, крупнейшая и самая известная из всех, сохранила размеры своего предка. Это одна из самых крупных акул в океане: она достигает более 6 метров в длину и в среднем весит более 300 килограммов. Большинство остальных видов гораздо меньше – этот процесс называется неотенией [2]. При неотении взрослые акулы сохраняют черты молодняка; биологический вид вкладывается не в рост, а в воспроизводство. Например, малоголовая молот-рыба, которая выглядит как гигантская акула-молот в миниатюре, достигает максимум 90 сантиметров в длину.
Несмотря на разницу в размерах и поведении, все девять видов сохраняют одинаковую коричнево-серо-белую окраску подбрюшья.
В отличие от всех остальных рыб океана акула-молот исследует подводный мир при помощи своей знаменитой головы, полной чувствительных сенсоров. Споры о том, почему у этих рыб именно Т-образная голова, ведутся давно. Одна из теорий состоит в том, что такая форма головы способствует лучшему зрению рыбы. Глаза акулы-молота находятся на концах головных выростов, что обеспечивает 360-градусный панорамный вид. Мишель Маккомб из Флоридского Атлантического университета поместила электроды в глаза трех видов акул-молотов – бронзовой акулы-молота, малоголовой акулы-молота и гигантской акулы-молота – и водила лучом света, чтобы определить поле зрения каждой рыбы. Оказалось, что уровень перекрытия поля зрения для каждого глаза увеличивается с расширением головы акулы. Чем шире голова, тем лучше ощущается глубина. Раньше предполагали, что Т-образная форма головы обостряет обоняние акулы-молота, но исследования Маккомб доказали, что такое приобретение в первую очередь улучшает ее зрение [3].
Уникальны не только глаза акул-молотов. Помимо невероятной способности к исследованию окружающего подводного мира, у акул-молотов два носа. Такая двойная обонятельная система позволяет акуле лучше оценить, что происходит вокруг. Джонатан Кокс, старший лектор из Университета Бата и крупный специалист по обонянию у рыб, занимается исследованием внутренней работы обонятельных органов акулы-молота. Поместив масштабную модель акулы-молота в резервуар с водой, он узнал, сколько воды проходит через носовую полость рыбы. Кокс рассказал ресурсу ScienceDaily, что дополнил свою модель внутренними полостями размерами вплоть до 0,008 дюйма (0,02 сантиметра). Вместе с командой они погрузили трехмерную копию акулы в резервуар и проследили за течением воды. «Если люди работают легкими, как мехами, вдыхая воздух через нос, то акула-молот чувствует запахи при движении вперед, прогоняя воду через свою носовую полость», – отметил он и добавил, что для воссоздания стиля плавания акулы «мы изменяли угол головы модели в резервуаре и рассматривали течение воды при каждом изменении» [4].
Носовая полость акулы-молота находится на внешнем крае цефалофойла и представляет собой целый лабиринт трубок с центральным U-образным каналом и ведущими от него несколькими каналами поменьше. В этих мелких каналах и расположены обонятельные рецепторы. Вода течет по ним, позволяя акуле-молоту различать растворенные в ней запахи. Когда акула плывет вперед, она мотает головой из стороны в сторону. Обнаружив запах, акула может оценить разницу во времени поступления этого запаха в каждый из носов и определить таким образом его источник. Поскольку носы акулы-молота находятся на существенном расстоянии друг от друга, разница во времени между поступлением запаха довольно существенна, благодаря чему рыба может точно понять, откуда доносится запах. Как и у других акул, у акул-молотов имеются ампулы Лоренцини, электрорецепторные сенсорные поры, регистрирующие электрическое возмущение в воде. Наряду с далеко разнесенными друг от друга носами, эти ампулы позволяют акулам-молотам более эффективно выслеживать жертву, включая животных, зарывшихся в песок. Акулам-молотам не надо видеть их, чтобы понимать, что они там есть.
Еще одна отличительная особенность акулы-молота – ее спинной плавник, торчащий вертикально вверх порой более чем на полметра. Спинной плавник акулы – подобие руля на лодке: он стабилизирует движения рыбы. Однако у акул-молотов спинной плавник длиннее, чем грудной. Поэтому акула-молот плавает боком, чтобы воспользоваться подъемной силой спинного плавника, напоминающего крыло. Ученые из Университета Роэхэмптон в Лондоне следили за несколькими гигантскими акулами-молотами и выяснили, что 90 % времени они плавают под углом от 50 до 75°. Когда были проведены испытания в аэродинамической трубе, оказалось, что при плавании боком акулы-молоты тратят на 10 % меньше энергии [5].
