Вольтметр

В солидных научных трудах, посвященных физиологии органов боковой линии, можно столкнуться с упоминанием двух типов рецепторов: обычных, или механорецепторов, и "особых", "специализированных". "Особые" рецепторы стоят того, чтобы им посвятить отдельный рассказ. Начну с того, что они не принимают участия в выполнении исконных функций органов боковой линии и не способны реагировать на слабые механические воздействия воды. Ученые подозревают, и для этого достаточно оснований, что "особые" рецепторные клетки являются датчиками, реагирующими на температурные и химические воздействия. Они информируют организм о концентрации солей в морской воде.

Важнейшей функцией "специализированных" датчиков является электрорецепция. Они работают или как вольтметры постоянного тока, или как приборы, способные уловить напряжение высококачественных электрических импульсов, и хорошо различаются по внешним признакам. Рецепторы для высокочастотных импульсов называют бугорковыми органами. Здесь мы их касаться не будем, так как они более характерны для пресноводных рыб. Второй тип рецепторов получил название ампулированных. В этом случае чувствительные датчики упрятаны на дне крохотных колбочек. Наибольшую известность получили ампулы Лоренцини, характерные для акул и скатов. Впервые их описал еще в 1678 году итальянский ученый, именем которого названы эти образования. Сам Лоренцини считал ампулы слизистыми железами, каких немало в коже рыб.

Ампулы Лоренцини представляют собою крохотные, не слишком аккуратно сработанные длинногорлые колбочки, открывающиеся на поверхности тела рыбы крохотной порой. В дно вмонтировано несколько рецепторных клеток, снабженных ресничками, выступающими в полость колбы. Это воспринимающие элементы рецептора. Стенки канала и самой ампулы служат для электрорецептора изолятором, предохраняющим от электрических разрядов собственной мускулатуры рыбы. Полость колбы и ее горла заполнена желеобразным веществом, хорошо проводящим электричество. Это входной канал рецептора, клемма вольтметра.

У морских рыб отличные электрорецепторы. У скатов их пороговая чувствительность равна 0,00000000005 ампера. Рецепторы наиболее плотно покрывают переднюю часть головы. На хвосте их значительно меньше. В результате лоб рыбы в 30 раз чувствительнее к электричеству, чем ее хвост. Электрорецепторы размещены на коже в определенном порядке, что позволяет акулам и скатам хорошо ориентироваться в электрической обстановке и уверенно реагировать на электрические поля с градиентом, то есть с постепенным изменением напряженности порядка 0,02 микровольта на сантиметр, и безошибочно обнаруживать источник сверхслабых электрических импульсов на расстоянии 10-15 сантиметров.

Мне случилось познакомиться с тем, как пользуются рыбы своими электрорецепторами. Я плыл над огромной песчаной отмелью. Дно медленно понижалось. Передо мной расстилалась однообразная равнина. Одиноко и неуютно было в этой подводной Сахаре. Прежде мне не приходилось бывать в таком унылом месте. Сюда меня привела надежда увидеть камбал. Увы, упорные поиски оказались тщетными. Рыбы маскировались так ловко, что их невозможно было отыскать.

Вылазка в подводное царство затянулась до сумерек. Возвращаясь к берегу, уже на мелководье я встретил морскую лисицу, плывущую параллельным курсом. Было интересно понаблюдать за удивительной рыбой, и я поплыл быстрее, но старался держаться поодаль. Мое присутствие не напугало ската, рыба не обращала на меня внимания, продолжая плыть в сторону берега. Вдруг она метнулась на дно и забилась, поднимая облака мути, стараясь оглушить обнаруженную дичь. Это была небольшая молоденькая камбала. Глаза у скатов расположены таким образом, что рыба видит, что находится непосредственно под ней, да и в воде было уже темно. Совершенно очевидно, что зрение не могло помочь скату отыскать в сумерках камбалу, которую и при ярком свете заметить практически невозможно. Помочь хищнику могли только электрорецепторы, точно указав место, где скрывалась дичь.

Эксперименты, проведенные в лаборатории, показали, что ромбовые скаты, к которым относится и морская лисица, реагирует на переменное электрическое поле с градиентом до 0,02-0,01 микровольта на сантиметр. Такая же чувствительность рецепторов свойственна и кошачьим акулам. Этого вполне достаточно, чтобы в соленой воде обнаружить электрические потенциалы действия дыхательных и плавательных мышц небольших рыбешек. Какой бы покровительственной окраской ни обладала камбала, как бы хорошо ни маскировалась и как бы тихо себя ни вела, скат все равно ее обнаружит. Ни одно существо не может обойтись без дыхания. И пусть сами дыхательные движения останутся незаметными, электрические импульсы, возникающие в жаберных мышцах, выдадут камбалу с головой.

Способность скатов отыскивать добычу поразительна. Морская лисица не только обнаруживала камбалу, посаженную к ней в аквариум, но даже находящуюся в соседней комнате или в помещении этажом выше, если их аквариумы были соединены металлическим проводником.

Изучение электрорецепции представляет большой интерес. Те, кто наблюдал в море косяки стайных рыб, вероятно, не раз восхищались слаженностью их маневров, когда десятки, сотни или даже тысячи рыб одновременно, как по команде, меняют направление движения. Может быть, сигналом для совместных действий служат электрические импульсы, возникающие в двигательной мускулатуре у кого-нибудь из членов стаи. Возможно, рыбы улавливают биотоки мозга своего вожака, так сказать, обмениваются "мыслями" на расстоянии. Как бы там ни было, изучение электрорецепции поможет узнать немало рыбьих тайн.