Другая группа рыб делает все в обратной последовательности. Вместо того чтобы засасывать воду, они ее выплевывают. Семь видов брызгунов (род Toxotes), их еще называют рыбами-стрелками, используют воду как оружие. Впервые об их способности метко «стрелять» упоминается в письме, отправленном в 1764 г. из Голландской Ост-Индии
[77] члену Лондонского королевского общества. К письму прилагался зафиксированный образец брызгуна, предоставленный губернатором Хуммелем из столицы колонии Батавии
[78]. Хуммель был наслышан о повадках этих интересных рыб и хотел сам проверить, правда ли это. Он приказал поймать несколько брызгунов и поместил их в ванну с водой. Рядом поставили палку с прицепленной к ней мухой. Губернатор очень радовался, когда день за днем наблюдал, как рыбы стреляли водой в муху и всегда попадали в цель.
Последующие исследования полностью раскрыли удивительный талант брызгунов. Оказалось, что они умеют вводить поправку на преломление света на границе воздуха и воды и попадать в цели на расстоянии до 3 м, подобно тому как самцы копеллы Арнольда смачивают свои икринки, развивающиеся на листе над водой. Затем брызгуны занимают позицию, чтобы поймать упавшее насекомое. Помимо этого, они выстреливают из своих встроенных водяных пистолетов с силой, в пять раз превышающей силу, которую может создать любая другая мышца позвоночных. До недавнего времени считалось, что в основе этого таланта лежит механизм, подобный механизму молниеносного движения головы морских коньков или языка хамелеона, у которого мышечная энергия медленно накапливается в коллагеновых волокнах, а затем мгновенно высвобождается, и язык выстреливает наподобие катапульты с невероятной скоростью. Однако, как бы внимательно ученые ни искали, ничего подобного у брызгунов найти не смогли. В 2012 г. Альберто Вайлати и его коллеги из Миланского университета в Италии наконец разгадали тайну брызгунов. Вместо того чтобы полагаться на силу мышц, эти маленькие рыбки умело используют законы гидродинамики. Брызгуны выстреливают струей воды, проталкивая язык вдоль ложбинки на небе. Исследовательская группа Вайлати обнаружила, что поток воды в задней части струи, которую выстреливает рыба, имеет скорость больше, чем в передней, в результате капли из задней части догоняют переднюю и сливаются в единый водяной снаряд такой мощности, что сбивает насекомое с ветки
[79]. Когда мы бросаем игрушечную водяную бомбочку, она сначала летит по воздуху в сторону цели, но быстро поддается силам гравитации и сопротивлению воздуха, замедляясь и падая на землю. Брызгуны стреляют водяными пулями, которые, наоборот, ускоряются при приближении к цели.
Рыбы, плывущие сквозь электрические сны
Помимо вязкости, вода также характеризуется способностью проводить электричество, в миллиард раз превышающей проводимость сухого воздуха. Поэтому менять лампочку мокрыми руками – плохая идея. Но некоторые рыбы вовсе не беспокоятся об угрозах здоровью и безопасности при контакте воды и электричества, а наоборот, используют электрический ток намеренно.
Тысячи лет люди знали о рыбах, способных метать искры. В Древней Греции врачи клали электрических скатов на рожениц, чтобы помочь им справиться с болью. Древние египтяне вылавливали электрических сомов из Нила и, предположительно, использовали их для лечения людей, страдающих эпилептическими припадками. А в начале XIX в. прусский исследователь и естествоиспытатель Александр фон Гумбольдт наблюдал, как угри нападают на лошадей и мулов и топят их в мутном водоеме в Венесуэле. Эти и сотни других видов рыб обладают одной необычной способностью: они создают сильный электрический ток и умеют управлять им.
Электричество присуще всему живому. Заряженные ионы входят в клетки и выходят из них, в частности в нейронах: в результате происходит передача сообщений, сокращение мышц, формирование мыслей (электричество, текущее через розетки и электронные устройства, состоит из электронов, другой формы заряженных частиц). В большинстве живых существ электрические заряды крайне малы. Однако у многих рыб в процессе эволюции появились органы, накапливающие и усиливающие электричество и способные его направленно посылать по назначению. И только рыбы научились охотиться при помощи электрических разрядов.
Много лет назад, когда я изучала зоологию в университете, я повстречалась с электрической рыбой – нильским слоником, или рыбой-слоном (сородичем Оксиринха из древнеегипетского мифа). Я посмотрела на рыбу, которую мне выдали на практикуме, и увидела, что ее рыло было далеко не таким длинным или подвижным, как слоновий хобот. Ей больше подходило ее немецкое имя tapirfische – из-за носа, напоминающего нос южноамериканского тапира. При ближайшем рассмотрении хоботок моей рыбы оказался даже вовсе и не носом, а удлиненным подбородком.
Моей задачей было нарисовать карту электрического поля, создаваемого рыбой-слоном. Я должна была измерять электрический ток электродом, опуская его в разные точки аквариума через заданные промежутки времени. Нарисованная мною кривоватая диаграмма показала, что рыба была окружена концентрическими линиями. Это было электрическое поле, создаваемое модифицированными мышечными клетками в основании ее хвоста. Они генерировали слабый постоянный ток, которого было недостаточно, чтобы я его почувствовала, когда засунула палец в аквариум, пока никто не видел.
Я воссоздавала эксперимент, проведенный 50 лет назад в той же самой лаборатории на кафедре зоологии Кембриджского университета ученым, открывшим этот тайный талант рыб-слонов. Ганс Лиссманн увидел этих рыб в аквариуме в Лондонском зоопарке и заметил, что они умеют плавать задом наперед, ни с чем не сталкиваясь. Их глаза смотрят вперед, и они не могут видеть, что находится позади, поэтому Лиссманн задумался о том, не используют ли они какие-нибудь другие органы чувств для ориентации в пространстве. При помощи похожего на мое оборудования Лиссманн первым обнаружил слабое электрическое поле у рыб-слонов. Он понял, что эти рыбы используют электричество подобно тому, как летучие мыши используют ультразвук. Однако это была не эхолокация, а электролокация.
Затем я, как это в свое время проделал и Лиссманн, поместила стеклянную палочку, электрический изолятор, в аквариум рядом с рыбой и вновь измерила ее электрическое поле. В этот раз линии были искривлены, поскольку электрический ток тек вокруг изолятора, но не сквозь него. Моя рыба, должно быть, знала, что в аквариуме есть стеклянная палочка, и не потому, что она ее видела. Еще несколько лет назад считалось, что рыбы-слоны слепые, но недавние исследования показали, что они могут различать крупные движущиеся объекты благодаря чашеобразным структурам в сетчатке, содержащим кристаллы гуанина и усиливающим слабый свет. Все тело моей рыбы-слона было покрыто ямочками, чувствующими ее собственное электрическое поле. Изменения этого поля говорят рыбе, что рядом находится какой-либо объект.
