Занимательная физиология - Борис Сергеев

Изумительное зрелище представится ночному пловцу, рискнувшему нырнуть в те дни, когда в воде скопилось много перидиней. Каждое движение вызывает фейерверк. За стеклом подводной маски в разные стороны разлетаются тысячи искр, как будто кто-то зажег десятки бенгальских огней. Зрелище настолько восхитительно, что раз увидевший его запомнит на всю жизнь.

Выброшенные с морской пеной на влажный берег, перидинеи не гибнут и вскоре восстанавливают способность светиться. Если их много, то идущий по берегу человек оставляет за собой цепочку ярко горящих следов. Это отдохнувшие перидинеи отвечают вспышкой света на раздражение, вызванное человеческой ногой.

Огненные следы на берегу океана наблюдали не только на Новой Гвинее, их видели и в других местах, как в тропических, так и в полярных странах. Известный исследователь Норденшельд описывает огненные следы на смоченном морской водой снегу побережья Шпицбергена и островах Де-Лонга. Здесь светились те же перидинеи или веслоногие рачки — метридии.

Крупные животные чаще всего неспособны вырабатывать люциферин. Они светятся, потому что дают приют светящимся микроорганизмам. Такое содружество называется симбиозом, что означает союз между организмами, основанный на взаимовыгодных условиях. Организм-хозяин создает условия, необходимые для жизни его маленьких светящихся друзей, а те, в свою очередь, платят ему веселым лучиком света.

В порядке симбиоза всегда сосуществуют два совершенно определенных вида животных, которые порознь не живут. Но кроме таких постоянных, из века в век существующих союзов, иногда при благоприятных обстоятельствах может возникнуть временное сожительство. Случайные светящиеся поселенцы, прижившиеся на птичьих перьях, и создают сказочных жар-птиц. Чаще это водоплавающие, обитающие на побережье морей и океанов. На их перьях, видимо, поселяются морские микроорганизмы. Филины и совы, всю жизнь живущие в дуплах старых гниющих деревьев, заражаются светящимся грибком.

Живые фонарики

Большинство светящихся организмов живет в океане. Особенно много их на большой глубине, и это понятно: в кромешной мгле океанских глубин свет дают только живые существа. У самых маленьких из них светится все тело, у более крупных имеются специальные органы. Особенно совершенно устроены органы свечения у некоторых головоногих моллюсков и морских глубоководных рыб. Впрочем, обитатели поверхности океанов стараются от них не отставать. У побережья Америки, в Тихом и Атлантическом океанах, встречаются стайки морских мичманов — небольших рыбок, длиной 25–35 сантиметров. Обычно эти рыбы обращают на себя внимание в период размножения, так как мечут икру вблизи берега, в устьях рек и по морским мелководным заливам. По окончании нереста самки уплывают, а самец остается охранять икру, пока из нее не вылупятся мальки.

Поговорка «нем как рыба» к мичманам не относится, они способны издавать звуки. Охраняющий икру самец беспрерывно жужжит, очевидно отпугивая врагов. Вероятно, поэтому рыбки и снискали себе такую широкую известность.

Свое название мичманы получили за своеобразную окраску и светящиеся точки, расположенные правильными рядами, как блестящие пуговицы на морском мундире. Фонарики мичмана, их около трехсот, устроены очень сложно. Это как бы миниатюрные живые прожекторы.

Снаружи орган одет темной непрозрачной оболочкой. Внутри она блестящая, хорошо отражающая свет, — это рефлектор. В передней части находится прозрачная линза, концентрирующая световой поток. Внутри — светящаяся в темноте слизь. Морской мичман вряд ли пользуется своими «фонариками» для освещения. Предполагают, что светится он только в брачный период.

У «съедобного кальмара» и многих других животных световые органы используются для освещения. Они обычно бывают значительно больших размеров и располагаются в передней части тела, иногда над глазами или даже на глазах и, следовательно, освещают ту часть пространства, куда смотрит животное. Часто есть приспособление для того, чтобы гасить свет. Это кожная складка, в нужный момент закрывающая светящийся орган.

Свет, испускаемый живыми организмами, может быть разного цвета: белый, сине-зеленый, рубиново-красный. Иногда одно животное снабжено фонариками 3–4 цветов. Вероятно, цветной свет имеет ряд преимуществ, так как многие животные, не научившиеся его вырабатывать, пропускают поток ахроматических лучей через окрашенные линзы своих фонариков и с их помощью устраивают веселую цветную иллюминацию. Светящаяся слизь внутри живого прожектора обычно бывает скоплением светящихся микроорганизмов. Так поступают крупные существа, они предоставляют жилплощадь своим маленьким друзьям.

Но бывает и иначе. Почти во всех морях мира обитают одноклеточные жгутиковые организмы ночесветки, крохотные шарики, размером не более 2 миллиметров. С одной стороны у шарика есть глубокое вдавление — рот. Если рассматривать ночесветку через увеличительное стекло, можно разглядеть у нее длинное поперечно исчерченное щупальце и короткий продольно исчерченный жгутик.

Ночесветки обладают способностью светиться. В теле некоторых из них, обитающих в тропических морях, сотнями поселяются другие микроскопические жгутиковые организмы — криптомонады. Что же заставляет их жить вместе?

В теле криптомонад есть хлорофилл. Они так же, как зеленые растения, могут извлекать из окружающей среды углекислый газ и синтезировать из него крахмал. Но синтез идет только на свету. Пользуясь даровым освещением и углекислым газом, а его в теле ночесветок образуется много, поселившиеся здесь криптомонады могут синтезировать крахмал даже ночью. Ночесветки тоже не страдают от подобного содружества. Криптомонады помогают им избавляться от вредного углекислого газа, а взамен снабжают кислородом, образовавшимся во время синтеза крахмала.

Морские пучины и тропические лесные дебри излюбленное место обитания живых фонариков, но и под пологом нашего северного леса вспыхивают по ночам крохотные огоньки.

Середина лета — лучшая пора русского леса. На земле у подножья деревьев зеленое море разнотравья, а на солнечных полянах уже порозовела, набирая силы, первая земляника. С наступлением сумерек на полянах, по обочинам дорог и в лесной чащобе зажигаются веселые зеленоватые фонарики. Их свет придает особую, таинственную красоту ночному лесу. Кажется, будто молоденькие озорные звездочки, напроказившие где-то там, высоко в небе, спрятались в густую траву от своих строгих воспитателей. Но это не звездочки и не рассыпанные каким-нибудь ротозеем угольки.

Возьмите в руки любой — он холодный. Это светится небольшое насекомое — ивановский червячок, или, как его еще иначе называют, светлячок. Мало кому попадались они на глаза днем. Светлячки — ночные насекомые. Днем они прячутся в густой траве, а ночью выходят на охоту. Ивановские червячки — хищники, они питаются улитками, паучками и маленькими насекомыми.

Самец и самка у ивановского червячка очень непохожи друг на друга. Самка более крупная, в 2–3 сантиметра длиной, с маленькой головкой, грудью, на которой расположены 3 пары ног, и большим мясистым брюшком. Вся она буро-коричневого цвета, за исключением нижней стороны трех последних члеников брюшка. Эти членики белые. Они-то и светятся. Сквозь хитиновую оболочку брюшка свет легко распространяется, богато пигментированные хитиновые покровы на спинной стороне тела его почти не пропускают.

Днем самка прижимает брюшко к земле и становится почти незаметной. Но как только лес окутает сумрак ночи, она поспешно выбирается из своего укрытия, залезает на высокий стебелек и повисает вниз брюшком, изгибая его так, чтобы нижняя сторона была вывернута вверх: свет особенно хорошо должен быть виден сверху. Фонарик служит для привлечения самцов. Свет ивановских светлячков довольно яркий и виден издалека. С помощью одного светлячка, водя им по строчкам, можно читать книгу.

Самцы светлячков значительно меньше самок и хорошо летают, зато светиться почти не могут.

Природа подарила русскому лесу только один живой фонарик, одно светящееся насекомое. Другой вид светлячков обитает у нас на Кавказе. Они светятся во время полета. Носящиеся в воздухе красноватые искорки придают особое очарование темным южным ночам.

Свечение — очень распространенное явление природы, но, смешно сказать, мы до сих пор не знаем, как используют свой свет большинство живых организмов. Только с лесными светлячками все ясно. Свет им необходим, чтобы в брачный период самцы находили самок. В тропиках, где обитает множество разных светлячков, они мигают короткими вспышками света. Просто светиться нельзя, их бы постоянно путали самцы, и род светлячков мог бы исчезнуть с лица земли. Ведь ошибка стоила бы самцу жизни: самка, обнаружив, что перед ней «чужой» кавалер, непременно слопает такого нерадивого путаника.