Для охоты, общения и навигации: как рыбы научились использовать электричество

Способность генерировать электричество присуща всем живым организмам. Но более всего она развита у рыб, ведь вода обладает высокой электропроводностью. В процессе эволюции рыбы научились использовать электричество для решения самых разнообразных задач.

Могучее оружие

Не секрет, что электрический разряд может причинить сильную боль, вызвать шок и даже убить человека или животное. Рыбы освоили это оружие задолго до изобретения электрошокеров, причем разные виды обзавелись им независимо друг от друга. Например, электрический сом (Malapterurus electricus), обитающий в мутных водах рек Африки, создает мощное электрическое поле.

С наступлением ночи сом выходит на охоту, ощупывает дно усами и при малейшем намеке на движение потенциальной жертвы выдает разряд, который побуждает мелкую рыбешку выплывать из укрытия. Интересно, что жертвы сома, будто намагниченные, приближаются к охотнику.

На другом краю планеты, в Южной Америке, живет электрический угорь (Electrophorus electricus). Эта крупная и опасная рыба обладает змеевидным телом и достигает трех метров в длину. Как и сом, угорь предпочитает охотиться ночью. В темноте он использует свое электричество в качестве локатора, с помощью которого определяет местонахождение добычи. Когда жертва найдена, ее поражает разряд, достаточный, чтобы загорелось несколько лампочек.

Будучи потревоженным, хищник создает целую серию разрядов, приводящих к гибели мелких животных и вызывающих болевой шок у крупных противников, включая человека. Кроме того, электричество помогает угрю дышать в грязной болотной жиже, бедной кислородом — разряды позволяют разложить воду в его организме на кислород и водород. Кровь разносит кислород по телу, а водород выходит через жабры.

Морские хищники — скаты — тоже используют электрошок для охоты на подвижных и быстрых рыб. Одновременно электрические разряды служат им и для отпугивания хищников.

Подводный телеграф

По историческим меркам, люди совсем недавно научились использовать электричество для передачи информации. Иногда кажется, что никакие животные на такое не способны. Но и здесь рыбы опередили нас. Об этом стало известно только в 1958 году, когда ученый Ганс Вернер Лиссман, выяснил, что рыбы обмениваются электрическими сигналами.

Он провел интересный опыт с мормировыми (Mormyridae) рыбами — обитателями пресноводных африканских водоемов. В аквариум, разделенный на две части непрозрачной перегородкой, исследователь запускал сначала одну рыбку, а через некоторое помещал вторую рыбу в соседний отсек. Днем рыбки лежали на дне, и их электрические импульсы были синхронными. Если одну рыбку тревожили, то ее импульсы учащались, а вторая рыба тут же реагировала аналогичным учащением импульсов.

Вечером рыбки плавали возле перегородки, испуская сильные разряды, показывая, что ощущают присутствие друг друга.  Позднее выяснилось, что «электрическое общение» мормировых рыб имеет определенную структуру. Например, после серии импульсов они делают паузу, будто завершив предложение. Эта пауза необходима рыбам, чтобы привлечь внимание «собеседников» перед очередной порцией импульсных сообщений.

Аналогичными способами общения пользуются уже упомянутые угри и многие другие рыбы, чтобы привлечь половых партнеров, выстроить иерархию или изгнать конкурентов.

Локация и навигация

Многочисленные опыты доказали, что рыбы очень чутко воспринимают изменение электромагнитных полей. Например, они реагируют на магнит, поднесенный к закрытой стенке аквариума. Американские сомики (Ameiurus nebulosus) улавливают приближение металлических предметов, а рыба гимнарх (Gymnarchus niloticus) различает объекты с разными электрическими свойствами и за счет этого не ударяется о препятствия в темноте.

Дело в том, что гимнархи ощущают изменения в электрическом поле, возникающие, если в этом поле находятся предметы, электропроводность которых отличается от электропроводности воды. Настройки «электрического локационного прибора» гимнархов впечатляют: эти рыбы способны засечь поле с напряженностью в сотые доли микровольта на сантиметр. Другие электрические рыбы не могут состязаться с гимнархами в чувствительности, но для них она, видимо, и не столь важна. Хорошими способностями в электролокации отличаются угри, гимнотусы, гнатонемусы и мормирусы.

Есть гипотеза, что электрическое поле, формируемое стаями рыб, помогает им ориентироваться в пространстве, а также участвует в синхронизации их действий.

Некоторые ученые полагают, что рыбы, реагируя на электричество, проходящее через их тела, способны определить свой путь в магнитном поле Земли. Так, угри и лососи, чувствительные к электрическим токам в воде, могут для ориентирования использовать геоэлектрические токи, создаваемые течениями. Впрочем, исследования в этой сфере продолжаются и пока не приблизились к завершению.