Одна ветвь хрящевых рыб вообще отказалась от трудной непрерывной работы хвостом и располагается более или менее постоянно на дне моря. Это - скаты. Их тела сильно сплющены, грудные плавники приобрели форму больших колеблющихся треугольников и взяли на себя двигательную функцию. Так что бить хвостом им больше незачем, и он у них утратил всю мускулатуру, стал тонким, как прут или плеть, иногда с ядовитым шипом на конце. Такая конструкция вполне надежна, но не дает скорости, доступной свободно плавающим акулам. Впрочем, скатам она и ни к чему. Они не охотники за дичью, их пища - моллюски и ракообразные, которых они подбирают со дна моря и уминают своими ртами, расположенными у них с нижней стороны. Рот снизу - это удобно для кормления, но затруднительно для дыхания. Акулы вбирают воду ртом, пропускают по жабрам и выпускают через жаберные щели. Если бы скаты дышали так же, к ним через рот попадало бы слишком много ила и песка. Вместо этого они втягивают воду через два отверстия, расположенные на голове сверху и непосредственно соединенные с жабрами, а выпускают через жаберные щели, которые у них находятся внизу.
Один род скатов, манта, снова научился плавать у поверхности воды. Туловище манты так растянулось в стороны, что ей почти не составляет труда держаться на плаву, опираясь на воду, как планер опирается на воздух. Но колышащиеся бока-крылья не такие мощные двигатели, как ударяющий по воде, извивающийся хвост. Поэтому манта плавает медленнее своих родичей - акул и соперничать с ними в охоте не может. Она медленно передвигается в воде, едва помахивая широко раскинутыми (до 7 м!) крыльями, и, разинув огромный щелеподобный рот, выцеживает из воды взвешенных мелких ракообразных, а также рыбешек.
Вторая большая группа рыб сохранила костный скелет, и именно ее потомки сейчас господствуют во всех водах земного шара. Они, хотя и кружным путем, по-своему, но очень успешно разрешили сложную проблему веса. На раннем этапе, когда у большинства рыб в коже были тяжелые пластины на костном основании, несколько семейств перешли из открытых морей в прибрежные воды, а потом и в мелководные лагуны, в болота. В таких местах рыбе трудно дышать. Чем сильнее нагрета вода, тем ниже в ней содержание растворенного кислорода. На мелководье в отличие от открытого моря температура воды легко поднимается и кислород теряется. Поэтому рыбам пришлось овладеть дополнительными способами добывания кислорода. Что это были за способы, сегодня можно видеть на примере реликтовой рыбы многопера, или бишира, обитающей в реках и болотах Африки. Время от времени эта рыба всплывает на поверхность и заглатывает ртом воздух. Он идет по пищеводу и попадает в специальный пузырь, образованный из складки в переднем отделе кишечного тракта. Стенки этого пузыря пронизаны кровеносными сосудами и поглощают газообразный кислород. В сущности, у бишира помимо обычных жабер есть еще и легкое.
Однако наполненный воздухом пузырь полезен и в другом отношении: он увеличивает плавучесть. И это обстоятельство для потомства первых дышащих воздухом тяжелых рыб оказалось еще более важным. Имея в теле воздушный пузырь, рыбы могли держаться в воде и не тонуть уже без помощи постоянно работающего хвоста. В конце концов костистые рыбы с плавательным пузырем появились не только у берегов, но и в открытых морях. Представители многих видов, обладавших таким усовершенствованием, плавали и в лагуне у подножия рифов Гого вместе со своими более старомодными сородичами.
Со временем появились и такие рыбы, которые наполняли свои воздушные пузыри, не поднимаясь на поверхность, чтобы глотнуть воздуха, а прямо выделяя его из крови. Трубка, соединяющая воздушный мешок с кишечником, утончилась до того, что вообще превратилась в нить без просвета. Так рыбы обзавелись плавательными пузырями.
Техника плавания подверглась коренным изменениям. Нагнетая воздух в пузырь из кровотока или через трубку, рыба могла по мере надобности менять свое положение в воде. А грудные плавники, которым больше не нужно было поддерживать рыбу на плаву, превратились в тонкие орудия управления, и рыба достигла в искусстве плавания высокого совершенства.
Вода в 800 раз плотнее воздуха, у движущегося в воде всякий выступ, всякая неровность на теле создают сопротивление еще более ощутимое, чем у птицы или самолета. Поэтому у быстро плавающих океанических рыб - тунца, скумбрии, марлина, макрели - тела удивительно обтекаемой формы, спереди заостренные, быстро утолщающиеся до максимального диаметра и затем изящно сужающиеся к двухлопастному симметричному хвостовому плавнику. Вся задняя половина тела у рыбы представляет собой как бы двигатель, от которого работают эти лопасти. К позвоночнику прикреплены группы сильных мышц, и рыба может всю жизнь неустанно водить хвостом из стороны в сторону. Чешуя, у ранних форм такая тяжелая, жесткая, стала тонкой и плотно прилегающей или же совсем утратилась. Сверху она смазана слизью. Пластины, прикрывающие жаберные щели, вплотную прилегают к телу, глаза почти не выступают из гладких контуров. Грудные и брюшные плавники, как и спинной плавник, тянущийся по кромке спины, никакого участия в поступательном движении не принимают. Они служат только рулями, стабилизаторами и тормозами. Когда рыба плывет на большой скорости, они складываются вдоль боков и входят в углубления, имеющиеся в этих местах на теле рыбы. А у хвоста, сверху и снизу, маленькие треугольные плавнички служат гасителями, предотвращающими завихрения.
Такая конструкция близка к идеальной, о чем свидетельствует то обстоятельство, что ею воспользовались рыбы самых различных видов и приобрели в результате разительное сходство между собой. Стоит какому-то виду выйти в открытый океан и положиться на высокие скорости для того, чтобы есть и не быть съеденными, как эволюционный отбор неумолимо приближает облик рыб этого вида к описанной, самой удобной и математически безупречной форме.
Некоторые виды рыб под угрозой проигрыша в гонках со смертью стали использовать грудные плавники для совсем особых целей. Преследуемые хищником, они научились выпрыгивать из воды и широко растопыривать большие грудные плавники, которые до этого мгновения были сложены и прижаты к бокам. Воздух натягивает перепонки, подхватывает и несет рыбу, она планирует над водой на расстояние в сотни метров, оставляя преследователя ни с чем. Иногда во время полета такие рыбки опускают туловище вниз хвостом и успевают несколько раз ударить по воде, еще больше разгоняясь и продлевая свой полет.
Но не все рыбы в борьбе за существование полагаются на скорость. У тех, что обитают в средних слоях воды или вблизи берегов, свои проблемы и свои нужды. Но и у них приобретение плавательного пузыря оказало существенное влияние на дальнейшее развитие, так как он освободил плавники для выполнения других функций. У щуки они превратились в тонкие прозрачные крылышки, свободно вращающиеся на шарнирном суставчике, так что рыба отвечает немедленным противодействием на мельчайшие перемены течений и остается висеть над облюбованным камнем, будто на невидимой веревочке. Гурами превратили свои брюшные плавники в длинные нити - усы, которыми прощупывают перед собой воду, а в брачный период гладят своего партнера. А у морского дракончика они развились в устрашающее защитное оружие с ядовитым шипом на конце каждого луча.
Несколько видов рыб, поскольку вес перестал быть проблемой, снова облачились в панцирь. Так, кузовковая рыба плавает в густонаселенных, кишащих опасностями водах кораллового рифа, одетая в костяную кирасу - только грудные плавники вертятся да ходит из стороны в сторону хвост. Морской конек тоже заключен в жесткую броню. Хвост у него лишен плавника и загнут крючком, рыбка цепляется им за кораллы и водоросли. Туловище держится в воде стоймя, а бывший спинной плавник превратился в задний "двигатель", который постоянно колеблется и вместе с вращающимися на боках грудными плавниками несет важного стоячего конька через подводные заросли. Спинорог питается кораллами, разламывает каменные ветви и выедает из них маленьких полипов. У него все плавники сосредоточены сзади: большой мягкий спинной плавник рядом с хвостовым и в пару к нему такой же снизу. А голова свободна и может засовываться в глубь коралловых ветвей, выбирая особо лакомый кусочек. Спинной рог, давший рыбе название, - не что иное, как срединный луч спинного плавника. Он окостенел и упруго зацепляется за специальную защелку, образованную на спине двумя другими лучами. Когда разыгрывается сокрушительный шторм, рыбка заплывает в щель между кораллами, отпускает из зажима свой костяной рог и так прочно застревает в укрытии, что ни волны, ни течения, ни хищники, ни ныряльщик-человек не в состоянии ее оттуда вытащить.
Некоторые костистые рыбы в подражание хрящевым и скатам перешли на придонный образ жизни, для чего им пришлось отказаться от плавательного пузыря, который некогда принес их предкам такой несомненный успех. У этих рыб грудные плавники используются опять же совсем в иных целях. У морского петуха передние плавники утратили перепонки, остались свободные лучи, которыми он может перебирать, как паук ногами. С их помощью он переворачивает камешки в поисках пищи. Удивительно приспособились к жизни на дне плоские рыбы. На их примере можно еще раз убедиться в том, что живые существа в своем индивидуальном развитии повторяют стадии эволюции рода. Вылупляясь из икринки, будущая камбала плавает в толще воды, как плавали, несомненно, ее предки. Но через несколько месяцев она подвергается трансформации. Утрачивается плавательный пузырь, который у нее до этого имелся. Голова как бы сворачивается, рот оказывается на боку. Один глаз перемещается чуть ли не вокруг всей головы и оказывается рядом с другим. Рыба опускается и ложится боком на дно. Грудные плавники ей теперь не нужны, хотя она и сохраняет их. А плавает она, колебля разросшиеся спинной и анальный плавники, которые окаймляют ее тело.
Так, подталкивая себя ударами хвоста, загребая грудными плавниками, паря на окаймляющих тело плоскостях, рыбы быстро и маневренно передвигаются в воде на всех уровнях и во всех местах вокруг прихотливых коралловых башенок, по-над горами и равнинами морского дна, в густых колышащихся лесах бурых водорослей и в голубых, пронизанных солнцем водах открытого океана. Но подвижность требует чувствительных органов восприятия: передвигаясь, надо знать свое местонахождение.
Все рыбы обладают одним чувством, аналогов которому мы не имеем. Вдоль боков, раздваиваясь на голове, у них проходит еле заметная линия. Ее образуют особые поры, связанные между собой каналом, который тянется под кожей. Эта боковая линия позволяет рыбе ощущать малейшие перемены давления воды. Плывя, рыба образует перед собой волну сжатия. Когда эта волна натыкается на какой-нибудь предмет, рыба порами своей боковой линии чувствует это. Точно так же она способна воспринимать на расстоянии движения других особей, плывущих с ней рядом, что особенно важно для видов, образующих косяки.
Запахи рыба чувствует очень тонко. Ноздри у рыб открываются в полость, обладающую способностью различать самые незначительные изменения в химическом составе воды. Акулы, например, могут при благоприятном течении улавливать запах свежей крови на расстоянии до полукилометра. В поисках пищи они и полагаются главным образом на обоняние - чем, кстати сказать, объясняется, быть может, необыкновенное строение такого чуда природы, как рыба-молот, самая удивительная из всех акул. Ее ноздри расположены на концах двух выростов, отходящих в обе стороны от головы. Почуяв добычу, она начинает мотать головой, чтобы определить направление, откуда поступает запах. Если и справа и слева он одинаково силен, рыба-молот устремляется прямо - и нередко первой из хищниц оказывается на месте.
Что до органа слуха и равновесия, то рыбы, судя по всему, умели воспринимать звуки с древнейших времен. Имевшаяся в черепе у панцирных "рыб" и миног капсула с двумя полукружными каналами у челюстных рыб подверглась значительному усовершенствованию: у них появился третий канал в горизонтальной плоскости, а под ним - мешок. Все три канала и мешок выстланы внутри очень чувствительным веществом, содержащим известковые крупинки, которые способны вибрировать и перемещаться. Звук передается в воде лучше, чем в воздухе, и, поскольку тело рыбы в большой мере содержит воду, звуковые волны достигают органа слуха без специального ушного прохода, который необходим животным наземным. Таким образом, рыба воспринимает и журчащий, шлепающий звук, издаваемый другими быстро плывущими рыбами, и щелчки моллюсков, захлопывающих створки своих раковин, и скрежет, производимый рыбами, задевающими боками кораллы.
С появлением плавательного пузыря рыбы получили новые, еще более совершенные способы генерации и восприятия звуков. У нескольких тысяч рыб образовались особые косточки, связывающие плавательный пузырь с капсулой внутреннего уха, так что на полукружные каналы вибрация передается усиленная резонансом пузыря. А у некоторых возникли особые мышцы, заставляющие плавательный пузырь вибрировать и этим производить громкий барабанный гул. По-видимому, зубатки нескольких видов перекликаются именно таким образом, проплывая через мутную воду.
Зрение тоже было приобретено на ранних стадиях развития. У ланцетника есть глазное пятно, позволяющее ему отличать свет от тьмы. Бесчелюстные панцирные "рыбы", хотя головы у них и были одеты в костную броню, все же имели в ней отверстия для глаз. А поскольку законы преломления света универсальны, хороших оптических систем тоже существует немного. Впервые сложный глаз возник у трилобитов, его сохранили до наших дней насекомые. А не считая сложного глаза, зрительный орган, создающий изображение, у всех организмов в общем устроен одинаково: закрытая камера с прозрачным окном и линзой спереди и светочувствительной прокладкой сзади. Таков принцип устройства и глаз осьминога, и остальных головоногих, и искусственно созданного человеком глаза - фотокамеры. Этот же принцип лежит в основе устройства рыбьего глаза, унаследованного затем и всеми наземными позвоночными. Светочувствительный слой содержит два вида клеток - палочки и колбочки. Первые различают свет и темноту, вторые воспринимают цвет.
У большинства акул и скатов глаза не имеют колбочек, поэтому цветов они не различают. Неудивительно, что и сами они окрашены тускло - в серые, коричневые, буро-зеленые и серовато-стальные тона. И узоры у них на теле если и встречаются, то в виде простых пятен и точек. С костистыми же рыбами дело обстоит совсем иначе. У них в глазах есть и палочки, и колбочки, цветовое зрение у них большей частью превосходное, и соответственно их собственная окраска на диво яркая и пестрая. Желтые плавники окружают сапфировое туловище, оранжевые пятна разбросаны по серо-зеленым бокам, шоколад-но-коричневые чешуйки украшены каждая ярко-голубым ободком, хвосты напоминают мишень для стрельбы из лука: золотая сердцевинка, а от нее круги - красный, черный и белый. Кажется, нет такого оттенка в радужном спектре, нет такого узора на свете, которые не пошли бы рыбам на украшение.
Самые ослепительные рыбы живут в прозрачной, просвеченной солнцем воде, где их красота хорошо видна: в тропических озерах и реках и особенно роскошные у коралловых рифов. Здесь из-за изобилия пищи и разнообразия форм жизни воды необыкновенно густо населены. В таких условиях видовые опознавательные знаки имеют очень большое значение, и рыбы прибегают к самым ярким нарядам, чтобы лучше выделяться среди остальных.
На примере одного небольшого семейства рыб-бабочек, как их называют за необыкновенную красоту, видно, какое разнообразие может достигаться в красочных узорах. Рыбы-бабочки все примерно одного размера (несколько сантиметров в длину), одинаковой конфигурации, узенькие, прямоугольные, с высокими лбами и маленькими выпяченными ртами. Но каждый вид населяет только свой отдельный участок рифа, на определенной глубине, вблизи своих излюбленных источников пищи. У одного удлиненные челюсти, чтобы нашаривать пищу между коралловыми стволами, другой специализировался на каком-то одном виде мелких рачков. Поэтому в интересах каждой особи в стайке заявить, что определенное место уже занято ею, чтобы другие не пытались вторгнуться на ее территорию. С другой стороны, определенные цвета обратят внимание самки на присутствие самца той единственной разновидности, с кем ее союз не окажется бесплодным. Во многих других случаях потребность в такой крикливой саморекламе сдерживается опасностью оказаться заметной мишенью для хищника. Но рыбе-бабочке такая опасность почти не страшна, ведь, держась подле кораллов, она за какую-то долю секунды может нырнуть в щелку и спрятаться от преследователя. Вот почему каждый вид этого семейства при почти одинаковых туловищах имеет яркий и своеобразный узор, составленный из полосок, пятен, точек, кругов и зигзагов.
Ко времени икрометания потребность в видовом самоопределении становится особенно настойчивой. Даже в стороне от спасительного рифа, в опасных открытых водах, самцы все равно пользуются яркой окраской, чтобы отпугивать соперников и привлекать самок. От возбуждения у них в коже растягиваются пигментные зерна, и самцы сражаются друг с другом оружием красок, кружась один подле другого, сворачивая и разворачивая яркие плавники, как плащи матадоров. Бьют хвостами, посылая волны сжатия на боковую линию противника, рвут друг другу плавники. В конце концов один не выдерживает и сигнализирует о сдаче, сжимая на боках пигментные клетки одного узора и растягивая другой набор цветов, как бы выбрасывая флаг капитуляции. Теперь победитель может приступать к ухаживанию за самкой. Для этой цели он пускает в ход почти тот же, что и для агрессии, арсенал средств: цвета, узоры, игру плавниками, но у самки это вызывает другую серию ответов, которая завершается метанием икры.
Глаза у некоторых рыб устроены так, что видят не только то, что происходит вокруг в воде, но и сверху, над водой. Рыба-брызгун любит лакомиться насекомыми, которые садятся на прибрежные растения. Заприметив добычу, она прицеливается, делая поправку на преломление света на границе воды и воздуха, выстреливает фонтанчиком капель, сбивает насекомое и заглатывает. А одна маленькая рыбка в Центральной Америке достигла еще более высокой степени специализации. У нее поперек зрачков тянется горизонтальная полоска, так что фактически она имеет четыре глаза: два нижних видят под водой, а два верхних - в воздухе, и рыба плывет у поверхности, высматривая добычу одновременно и сверху и снизу.
На другом полюсе рыбьего мира, в океанских глубинах от 750 м ниже уровня воды и глубже, нет света, при котором рыбы могли бы делать друг другу зримые знаки, и многие виды носят свет с собой. У одних видоизмененные клетки выделяют светящиеся химические вещества, у других в специальных органах содержатся культуры фосфоресцирующих бактерий, а сверху имеются кожные складки, которые могут отодвигаться и надвигаться снова, и рыбьи огни то и дело вспыхивают, мигают и гаснут. Глубины океанов полны размеренно кружащимися, вспыхивающими и гаснущими огоньками. Естественно предположить, что это "переговорные сигналы" - сообщения для соседей по косяку, любовные призывы, - но пока с уверенностью этого сказать нельзя, предстоит большая исследовательская работа. Правда, один вид свечения понятен уже сейчас. У глубоководной рыбы-удильщика в передней части спинного плавника один луч вытянут в виде длинного прутика, который изгибается над головой и свисает перед самым ртом. На конце этого прутика тлеет зеленый пузырек. Встречные рыбы тянутся разузнать, что это за качающийся огонек, в этот момент удильщик вдруг распахивает пасть и заглатывает очередное угощение.