Помимо ушей у рыб есть отдельный набор чувствительных органов на голове и боках. Боковая линия фактически превращает их тела в одно большое ухо. Это древняя структура, возникшая очень рано; самые древние ископаемые рыбообразные с боковыми линиями – это бесчелюстные из ордовикского периода (примерно 480 млн лет назад), и боковые линии есть у всех ныне живущих рыб
[109].
Основным элементом боковой линии служит невромаст – комплекс чувствительных клеток с маленькими волосками, при изгибании которых генерируются нервные сигналы. Они работают практически так же, как волоски во внутреннем ухе человека. Невромасты могут располагаться на поверхности кожи или (как у большинства рыб) внутри трубочек, тянущихся под кожей и чешуями. Линия точек (пор) на боку рыбы показывает, где вода входит в эти трубочки. Такая система позволяет рыбам чувствовать потоки воды и замечать ее колебания рядом, на расстоянии одной-двух длин туловища. Охотящаяся рыба точно нацеливается на производящие шум колебания насекомых, упавших в воду и барахтающихся у поверхности воды. Они также отслеживают почти неуловимые следы, которые другие животные оставляют за собой при движении сквозь водную толщу. Когда живое существо проплывает мимо, оно оставляет позади вихревой след, сохраняющийся некоторое время. И благодаря колебаниям боковой линии рыбы могут установить размер, скорость и даже манеру плавания животного и решить, стоит ли его преследовать или нужно от него спасаться.
Органы боковой линии особенно важны для безглазых рыб, живущих в темноте, как, например, пещерная форма мексиканских астианаксов (Astyanax mexicanus). Как и другие, зрячие рыбы, они используют боковую линию для обнаружения движущихся мимо объектов. Слепые рыбы также могут чувствовать неподвижные объекты, например стены их пещеры: они засасывают воду в рот и чувствуют любые изменения давления в потоке, указывающие на то, что они вскоре столкнутся с каким-то препятствием. Чем ближе они приближаются к предмету, тем быстрее открывают и закрывают рот, по-видимому чтобы создать более быстрый поток и получить больше информации о том, что находится впереди. Летучие мыши, обитающие в таких подземных пещерах, используют ультразвук для охоты и навигации, а плавающие в воде рыбы ориентируются в пещерах при помощи своего особого эквивалента эхолокации.
Лучше всего слышат рыбы, которые полагаются не только на отолиты или боковую линию, но и на плавательный пузырь. Эти заполненные газом выросты передней части кишечника у рыб, похожие на надутый воздушный шарик, не только создают звуки, но и улавливают их, колеблясь под действием проходящих через них звуковых волн. Это еще один секрет невероятного успеха рыб: многие из них превратили свои плавательные пузыри в звукоулавливатели.
Один из способов, как они это сделали, включает в себя цепочку из 4 или 5 вибрирующих косточек – модифицированных шейных позвонков, – соединяющих плавательный пузырь с внутренним ухом
[110]. Эти важные маленькие косточки усиливают слух у 25 % видов рыб, и считается, что они лежат в основе удивительного эволюционного успеха рыб, доминирующих в пресных водах: гольянов, сомов, карпов, гольцов, спиноперов и пираний
[111]. Материковые воды часто мутные, и в них сложно что-либо разглядеть, поэтому звук и слух играют ключевую роль в жизни многих пресноводных видов рыб.
У других рыб отростки плавательных пузырей соединяются с боковой линией или проходят через череп и напрямую соединяются с внутренним ухом. Слух сельдей, менхэденов, сардин, пузанковых сельдей и анчоусов (все из отряда сельдеобразных) работает именно так, и среди них есть чемпионы по улавливанию очень высоких звуков.
Синеспинка, или сельдь-помолоб (Alosa aestivalis), и американский шэд (Alosa sapidissima), плавающие серебристыми косяками у восточного побережья Северной Америки, а также мексиканский менхэден (Brevoortia patronus) из Мексиканского залива слышат более высокие звуки, чем другие рыбы. При помощи слабых электрических разрядов пойманных рыб научили снижать ритм сердцебиения, когда они слышат звук. Оказалось, что они улавливают звуки с частотой до 180 кГц (обычный человек слышит звуки в диапазоне между 20 Гц и 20 кГц), что делает этих рыб одними из немногих животных, вместе с летучими мышами и китами, кто может слышать ультразвук.
При менее жестком методе измерения слуха на кожу помещают сенсорные электроды, записывающие импульсы от слуховых нервов, когда через подводные колонки проигрывают различные звуки (этот метод диагностики с использованием «акустических стволомозговых вызванных потенциалов», или АСВП, применяется для проверки слуха у детей, но, разумеется, не под водой). Такие эксперименты показали, что золотые рыбки слышат звуки до 4 кГц, что соответствует самой высокой ноте обычного фортепиано, примерно как и большинство рыб, у которых соединены плавательный пузырь и внутреннее ухо; рыбы без такого соединения слышат звуки только до 1 кГц.
Все эти эксперименты на сельдевых рыбах, золотых рыбках и других ставят один и тот же вопрос: к чему же эти рыбы прислушиваются?
Сельди и шэды не издают высоких звуков, поэтому они не могут слушать друг друга на таких высоких частотах. Острый слух мог появиться на каком-то этапе их эволюции, чтобы подслушивать дельфинов, использующих ультразвук для поиска добычи, включая и этих стайных рыб. Существуют мотыльки, делающие то же самое: они прислушиваются к ультразвуковым сигналам летучих мышей, чтобы не попасть им на обед. Исследования показывают, что сельди и шэды могут услышать дельфинов на расстоянии 100 м, а может, и больше. Золотые рыбки тоже вовсе не друг друга слушают, ведь, насколько нам известно, они немы. Они могут прислушиваться к звукам хищников или звуковому ландшафту окружающего их подводного мира.
Когда Бобби Фиш начала записывать и анализировать звуки, издаваемые рыбами, ее основной целью было разложить на составляющие какофонию подводного шума, вычленить голоса и определить, какие конкретно виды их издают. С тех пор биологи обращали внимание на звуки в основном как на еще одну характеристику отдельных видов. Однако постепенно, по мере того как люди начинают прислушиваться к водной симфонии в целом, появляется новый подход.
