Во многих популярных книгах и статьях о жизни морских животных, например в книгах И. И. Акимушкина "Приматы моря" и "Тропою легенд", упоминается, будто бы у некоторых глубоководных кальмаров есть удивительные, уникальные в животном мире органы чувств - "термоскопические глаза", глаза, которые видят тепло. Казалось бы, такие чудесные органы должны привлечь к себе пристальное внимание биологов и специалистов по бионике. Но пересмотрев множество толстых справочников и научных руководств по зоологии и физиологии животных, с удивлением убеждаешься, что о способности кальмаров видеть инфракрасные лучи там нет ни слова. Почему?Да потому, что кальмары, как, впрочем, и любые другие морские животные, не видят инфракрасных лучей и не могут их видеть!Какую пользу могла бы принести глубоководным кальмарам способность видеть тепло? У обитателей морских глубин - беспозвоночных животных и рыб - холодная, "рыбья", кровь. Температура тела у них такая же, как у окружающей воды, стало быть, их тепловое излучение практически не отличается от фона. А то, что не отличается от фона, невозможно увидеть.Но, может быть, "термоскопические глаза" нужны кальмарам, чтобы издалека увидеть теплокровных морских животных, ныряющих в глубину для охоты, и суметь вовремя спастись бегством? Ведь для многих китообразных и ластоногих кальмары - излюбленная пища, а такие животные, как кашалот, бутылконос или морской слон, почти одними кальмарами и питаются. Опять-таки нет! Всякий, кто опускался под воду с аквалангом, знает, что едва ли не главная забота подводника - предохранить себя от переохлаждения, уменьшить отдачу тепла в воду. Даже плавая в тропиках близ поверхности, подводники обычно надевают гидрокостюмы. Тем более необходимо всемерно уменьшать теплопотери при нырянии морским млекопитающим: они ведь ныряют куда глубже аквалангистов и много дольше остаются в холодных глубинах. Толстая жировая шуба изолирует их тело куда надежнее губчатой резины гидрокостюмов. Избыточное тепло отдается в воду только через плавники и ласты - природные регуляторы температуры тела морских млекопитающих. Но в момент заныривания мелкие сосуды плавников и ластов резко сокращаются, и ток крови через них сводится до минимума. Таким образом, находясь на глубине, теплокровные пожиратели кальмаров почти не излучают тепла, и их инфракрасное излучение практически неотличимо от фона.Но даже если бы враги кальмаров испускали тепловые лучи, это ничего бы не изменило. Тонкий слой воды полностью поглощает тепловое излучение - поэтому-то так приятно в жаркий летний день окунуться в воду: жара сразу сменяется легкой прохладой. Инфракрасное излучение, испускаемое телом млекопитающих, имеет длину волны от 5 до 20 мкм, а инфракрасное излучение начиная с длины волны примерно 2.5 мкм нацело поглощается слоем воды толщиной 1 см. Стало быть, как бы ни был чувствителен "видящий тепло" глаз кальмара, он смог бы увидеть кашалота или тюленя лишь тогда, когда сам кальмар уже попал бы к нему в пасть. Невелика польза от таких глаз!Способность кальмаров видеть тепло - легенда. Но как же эта легенда возникла?"Термоскопические глаза" глубоководных кальмаров впервые были описаны в 1893 г. французским ученым Луи Жубеном, впоследствии крупнейшим зоологом, выдающимся знатоком глубоководных головоногих моллюсков. Исследуя светящиеся органы (фотофоры) глубоководных кальмаров, - а это была одна из его первых научных работ, - Жубен обнаружил в коже некоторых видов образования, внешне похожие на фотофоры, но прикрытые сверху непроницаемым слоем темного пигмента. Какой может быть толк от светильника, густо закрашенного черной краской? Жубен заметил, что по строению фотофоры кальмаров довольно схожи с примитивными глазами беспозвоночных животных: они тоже имеют линзу, стекловидное тело, отражающий слой (рефлектор), пигментную обкладку, обильно снабжены нервами и кровеносными сосудами. Может быть, подумал Жубен, это не светящиеся органы, а глаза, но глаза особого рода?То были годы, когда проблема излучений стояла в центре внимания физиков. В этот период были открыты электромагнитные лучи (1887 г.), рентгеновские лучи (1895 г.), лучи радия (1896 г.), исследованы катодные лучи, открыт электрон (1891 г.), родились радио и электроника (1895 г.). "Невидимые лучи" были в моде, о них много говорили и писали. А биологи тогда (только ли тогда?) знали физику больше понаслышке. Вот Жубен и предположил, что загадочный орган - это глаз, видящий тепло, а пигментная "крышка" - фильтр, отсекающий видимые лучи спектра, но пропускающий тепловые. Справедливости ради нужно заметить, что свою гипотезу Жубен высказал в очень осторожных выражениях.В науке эта идея продержалась недолго. Выдающийся немецкий зоолог Карл Кун убедительно показал, что открытые Жубеном органы не что иное, как фотофоры. Загадку "черной крышки" раскрыл японский исследователь С. Ватасе. 28 мая 1905 г. он первым из зоологов увидал изумительное зрелище - свечение маленького японского кальмара, тогда еще не известного науке, и назвал его кальмаром-светлячком; теперь его научное название Watasenia scintillans, что означает "ватасения сверкающая" (см. рассказ "Ватасения - кальмар-светлячок").
На концах брюшных рук этих кальмаров сидят по три блестящих черных шарика, как маленькие черные жемчужинки. Роль этих органов (их тоже изучил Жубен на головоногих моллюсках близкого к ватасении рода Abratiopsis) была зоологам неясна. Ватасе увидел, что у живого кальмара эти шарики не черные, а прозрачные и испускают сильный голубой свет, подобный вспышке при коротком замыкании. У ватасении более тысячи светящихся органов, и эти - самые яркие. Но как только кальмар захочет "выключить свет", фотофор мгновенно закрывается черным пигментом. По выражению чилийского биолога П. Гарсия-Тейо, кальмар как бы "надевает черные перчатки". То же происходит, когда он умирает, а ведь о6ычно зоологам попадают в руки только мертвые (зафиксированные) В банке с прохладной морской водой кальмар-светлячок может прожить несколько часов. Рассмотрев его светящиеся органы под увеличителем, можно увидеть, что их черный пигмент все время находится в движении - то сожмется в кучку и уйдет под основание органа, то расширится и сплошь закроет фотофор. Каждый из трех светящихся органов на концах рук может открываться и закрываться независимо от остальных. Но вот что любопытно: в момент, когда пигмент откроет фотофор, вовсе не обязательно должен вспыхнуть свет - пигмент может открыть светящийся орган, а тот не будет светиться. Как это происходит?Свечение глубоководных кальмаров, как и обычного светляка, - результат окисления кислородом особого вещества (люциферина) ферментом люциферазой. Оба вещества содержатся в клетках светящегося органа, но хранятся отдельно. Для вспышки света необходимо, чтобы люциферин соединился с люциферазой и при этом было достаточно кислорода. Вероятнее всего, кальмар регулирует свечение своих фотофоров, усиливая или замедляя ток крови, омывающей фотофор и приносящей с собой кислород. Таким образом, для включения или выключения светящихся органов надо, чтобы мозг отдал "приказ" не только непосредственно фотофорам, но и сосудам, снабжающим их кровью.Однако кислородная емкость крови головоногих моллюсков не так уж велика - у них нет гемоглобина, его заменяет менее эффективный переносчик кислорода гемоцианин. Да и движется кровь по капиллярам медленно. Значит, "приказ" мозга не может быть выполнен очень быстро. Другое дело - пигментные клетки, хроматофоры. Они находятся под непосредственным контролем мозга, сжимаются и расширяются с необыкновенной быстротой. Никаким хамелеонам не угнаться за головоногими моллюсками в быстроте смены окраски - достаточно взглянуть, как непрерывно пробегают волны разных тонов по телу возбужденного кальмара или осьминога. Так что открыть или закрыть светящийся орган черным пигментом кальмар может гораздо быстрее, чем отвернуть или завернуть "кислородный вентиль" своих сосудов.Получается нечто похожее на сигнальный прожектор морских судов. Чтобы передать на берег или на другой корабль сообщение, сигнальщик работает не выключателем, а специальной ширмой (типа жалюзи), то закрывающей, то открывающей путь свету. Сам прожектор включают только перед началом передачи и выключают, окончив ее.Таким образом, работа светящихся органов кальмара находится под двойным контролем - нервным (со стороны центральной нервной системы) и гуморальным (через кровеносную систему). Потому она так быстра и эффективна.
ВЫГОДНО ЛИ КАЛЬМАРАМ БЫТЬ ГЛУХИМИ?
Природа. 1986. №3. С.95.
По остроте зрения, тонкости вкуса и осязания головоногие моллюски не уступают рыбам, но в отличие от них совершенно глухи. Низкочастотные звуковые колебания, распространяющиеся в воде, они могут воспринимать с помощью механорецепторов как изменение давления воды, но все многочисленные попытки выработать у кальмаров и осьминогов условный рефлекс на звуковые частоты (чистый тон без сопровождающих низкочастотных сигналов) оказались безуспешными. При этом у головоногих хорошо развит механизм, позволяющий определять положение тела при плавании: у них есть пара статоцистов, которые по положению, строению и функциям сходны с внутренним ухом позвоночных. На основе этого механизма слух мог бы выработаться очень легко. Казалось бы, это и эволюционно выгодно: основной дистантный рецептор у головоногих - зрение, но ведь звуковые волны распространяются в воде гораздо дальше, чем свет. И тем не менее слух у головоногих отсутствует.Биологи К. С. Норрис и Б.Мель высказали в начале 1980-х годов предположение, что зубатые киты (кашалоты, дельфины и др.), питающиеся преимущественно стайными полуглубоководными кальмарами, обездвиживают и даже убивают свою добычу, оглушив ее очень короткими мощными ультразвуковыми импульсами, которые действуют на обитателей моря подобно подводному взрыву динамита. Контуженную добычу они просто засасывают в пасть. Эту идею подхватил американский этолог М. Мойнихен, работавший в Смитсоновском тропическом институте в Панаме. Он предположил, что головоногие потому и глухи, чтобы нейтрализовать оглушающее оружие нападения зубатых китов. Действительно, если "звуковая бомба" взорвалась не столь близко, чтобы нанести кальмару смертельную травму, он останется цел, но его чувствительные звуковоспринимающие структуры, без сомнения, будут сильно повреждены или разрушены. Головоногие выбрали из двух зол меньшее - предпочли быть глухими.Эту идею нельзя назвать бесспорной. Прежде всего, сама гипотеза "звукового оружия" зубатых китов еще не доказана и нуждается в подтверждении. Во-вторых, предположение Мойнихена тоже уязвимо для критики. Пусть кальмары глухи, потому что их органы слуха страдали бы от звуковых атак кашалотов, но почему глухи каракатицы и осьминоги - ведь ими зубатые киты практически не питаются? Может быть, глухота - общая особенность головоногих моллюсков, доставшаяся им от предков? Но общие предки кальмаров, каракатиц и осьминогов существовали в начале мезозоя (триас - юра, 245 – 145 млн. лет назад), а предки зубатых китов проникли в море на много десятков миллионов лет позднее, лишь в кайнозое (олигоцен, 37 - 24 млн лет назад). Но, так или иначе, идея Мойнихена - первая попытка дать рациональное объяснение того, почему головоногие моллюски, в столь многом независимо достигшие эволюционного уровня рыб, так и не выработали способности слышать.
ВЕНЕРИЧЕСКОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ У КАЛЬМАРОВ?
Природа. 1984. № 12. С.107-108.
Английский паразитолог Дж. Ллуэллин из Бирмингемского университета установил в 1984 г., что мелкие прибрежные кальмары Alloteuthis subuiata из вод Южной Англии (район Плимута) сильно заражены паразитами: это крошечные (четверть миллиметра в длину) моногенетические сосальщики из рода Isancistrum. На кальмарах обнаружено два вида сосальщиков. Немногочисленные I. loliginis селятся на жабрах и очень редко - на руках и щупальцах. Описанный автором новый вид I. subulatae, напротив, встречается в больших количествах и главным образом на руках и щупальцах; при сильном заражении (1000 паразитов и более на одном кальмаре) - также на голове и глазах, а при особенно сильном (5000 и более) - еще и на мантии, плавниках и даже в мантийной полости, но никогда L. subulata найдены у кальмаров всех размеров (длина мантии от 2 до 12 см и более), но молодь заражена слабо: 20 - 30% особей и не более 10 паразитов на одном кальмаре, тогда как взрослые заражены на 100 % и каждый кальмар несет на себе сотни паразитов. Резкое увеличение доли зараженных особей в популяции и числа паразитов на одном хозяине наблюдается у кальмаров с длиной мантии около 6 см - именно при таком размере кальмары достигают половозрелости.Каким образом кальмары заражаются сосальщиками? Яйцекладки и личинки кальмаров свободны от паразитов. Сосальщики рода Isancistrum - живородящие, свободноплавающей стадии у них нет. Взрослые паразиты совершенно не могут плавать и, опадая с кальмара на дно, вскоре погибают. Обычно паразиты сидят на теле хозяина, прицепившись 16 серповидными крючками, но могут довольно бодро ползать по телу хозяина, изгибаясь подобно пиявке (при 22°С их скорость превышает 2 см/мин). Они легко переползают с одного кальмара на другого, но лишь когда экспериментатор прижимал кальмаров друг к другу. В аквариуме кальмары постоянно плавают стайкой, никогда не опускаясь на дно и поддерживая дистанцию между членами стаи в 10-20 см. В отличие от многих других прибрежных кальмаров, I. subulata не агрессивны, не дерутся из-за добычи, и если в аквариуме живут кальмары разных размеров, то крупные не нападают на мелких. Таким образом, единственный момент времени, когда кальмары соприкасаются, это спаривание. Оно длится около 20 с, при этом самец и самка сплетаются руками. Чтобы сосальщик переполз с одного кальмара на другого, достаточно 5 с. На новом хозяине паразиты быстро размножаются: в их матках постоянно находятся эмбрионы, а в матках эмбрионов - эмбрионы второго порядка, "внучатые" (у живущего на жабрах I. loliginis бывают и "правнучатые").Значит, паразиты передаются от одного хозяина к другому только при спаривании? Похоже, именно так! Это предположение хорошо объясняет, почему молодые кальмары заражены слабо, а взрослые - почти поголовно. В природе молодые кальмары, возможно, вообще свободны от паразитов и заражаются только в трале при поимке. Но кальмары размножаются раз в жизни и после нереста гибнут. Как же паразиты переходят от одного поколения к другому? В Северном море и Ла-Манше имеются весенненерестующая и осенненерестующая группировки I. subulata; первая размножается с конца апреля или мая до августа, вторая - в сентябре - октябре. Летом на мелководьях у Плимута тралом ловятся кальмары с длиной мантии от 2 до 15 см, среди них есть и близкие к созреванию особи, родившиеся осенью предыдущего года, и вполне зрелые кальмары, родившиеся летом или в начале осени, и немногочисленные "старики" возрастом немногим более года. Самцы этого вида достигают более крупных размеров, чем самки, но созревают раньше, как обычно у кальмаров, так что самцы могут спариваться с самками и крупнее, и мельче себя. Так может осуществляться перенос паразитов между особями разных поколений и группировок. Таким образом, изанцистроз - паразитарное заболевание, передаваемое при спаривании, иными словами, венерическое. Впрочем, можно ли назвать его заболеванием, неясно: даже максимально зараженные кальмары не имеют явных признаков плохого самочувствия, хотя, конечно, когда в эпидермис Рук и щупалец впиваются 80 тыс. крючков от 5 тыс. паразитов, совсем бесследно это пройти не может. Ни на каких других животных, кроме I. subulata, паразиты этих видов не встречаются, так что кальмаров можно есть спокойно.
КАЛЬМАРЫ И ХИМИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ
Природа. 1983. №6. С.109-110.