Искусные адаптации. Крот-звездонос, электрический угорь и другие чудеса эволюции - Кеннет Катания

атакуют дуплетом, за которым следует серия импульсов, независимо от наличия судорог. Пришло время для следующего эксперимента.

О каждом новом эксперименте можно сказать вот что: всегда велик шанс сделать неожиданное открытие. Это как смотреть в телескоп: приступая к наблюдению, вы рассчитываете увидеть что-то одно, но, настроив телескоп, вполне можете обнаружить нечто неожиданное. Так случилось в 1610 году, когда Галилео Галилей повернул телескоп, чтобы разглядеть Юпитер, а в результате разглядел его спутники. Случайное открытие перевернуло взгляд на устройство Вселенной, ведь до этого люди считали, что небесные тела вращаются вокруг Земли. Конечно, в наши дни трудно сделать выдающееся открытие, имея в арсенале только телескоп. И все же каждый новый эксперимент может сделать ученого Галилеем, обнаружившим нечто такое, чего никто и никогда прежде не наблюдал. Сначала я опишу свой эксперимент – то есть как я собирался «разглядеть Юпитер», – а затем расскажу, какие случайно обнаружил «спутники».

Эксперимент во многом зависел от чудес современной техники. Я снова использовал мертвую рыбу, но на этот раз соединил ее не с датчиком усилия, а с миостимулятором, вызывающим сокращение мышц. Я решил воспроизвести мощное сокращение сразу всех мышц, которое обычно вызывают дуплеты угря (если, конечно, слово «обычно» применимо к тому, что вытворяет электрический угорь). Ключевым новшеством было помещение рыбы в пластиковый пакет со струнным замком (зиплок), чтобы полностью изолировать ее от тока, генерируемого угрем. Теперь угорь не мог дистанционно управлять ее мышцами. Далее начинаются «чудеса современной техники». Миостимулятор, вызывающий у рыбы судорогу, управлялся регистратором данных, который фиксировал высоковольтные импульсы, генерируемые электрическим угрем. Я мог запрограммировать миостимулятор так, чтобы он моментально вызывал сокращение мышц рыбы в ответ на дуплет угря, по сути позволяя угрю управлять рыбой посредством миостимулятора. Или же я мог отключить миостимулятор, чтобы дуплеты угря никак не влияли на рыбу (поскольку она изолирована в пластиковом пакете).

6.8. Схема эксперимента по изучению реакции электрического угря на сокращение мышц находящейся рядом жертвы. Мертвая рыба с еще работающими мышцами помещена в пластиковый пакет. Сокращение мышц контролируется с помощью электрических проводов, подсоединенных к лабораторному миостимулятору. Агаровый барьер не позволяет угрю добраться до рыбы, но не блокирует колебания воды, вызываемые судорогами

Такие сложные декорации оказались идеальным решением, так как позволили провести множество экспериментов и контрольных испытаний, показавших, как и когда угорь реагирует на судороги рыбы. Не буду описывать каждый эксперимент, который я проводил для сбора «экстраординарных доказательств» гипотезы об удивительной тактике охоты. Но мне удалось воспроизвести в искусственных условиях обычную тактику угря с выработкой высоковольтных дуплетов и выяснить, что хищник атакует только тогда, когда тело жертвы дергается.

Иными словами, у электрического угря есть два режима дистанционного управления жертвой. Если хищник не знает точно, жив ли и съедобен ли находящийся рядом с ним объект, он заставляет его мышцы сократиться, тем самым определяя его пригодность в пищу. Через секунду после разоблачения вступает тяжелая артиллерия: длительная серия парализующих электрических разрядов высокого напряжения, позволяющих угрю подобраться ближе и проглотить добычу целиком.

Невозможно удержаться и не представить это как сцену из фильма ужасов. Герой прячется в шкафу, не издавая ни звука и прикрываясь ворохом одежды, а по комнате рыщет голодный монстр. В гробовой тишине монстр наконец сдается и поворачивает к выходу. Но тут он останавливается у двери и обращается к своей суперспособности: выпускает два электрических разряда. Тело героя сводит судорога, и он с грохотом падает в шкафу. Ужасно несправедливо.

Спутники Юпитера

Задумайтесь на секунду, насколько странен мой эксперимент. Никто в здравом уме не стал бы просто так помещать мертвую рыбу с работающими мышцами в пластиковый пакет, прикреплять ее проводами к миостимулятору, настраивать оборудование так, чтобы его активировал электрический угорь, да еще и снимать это все на высокоскоростную камеру. Сцена будто из лаборатории доктора Франкенштейна – и все ради метафорического телескопа для анализа поведения электрического угря. Но раз уж я все это сконструировал, было бы глупо не обращать внимания на каждую мелочь, попадающую в поле зрения. Так я и заметил кое-что неожиданное.

Прежде чем поведать о своей находке, расскажу о трех этапах атаки электрического угря. Они всегда одинаковы, независимо от того, атакует ли угорь сразу или после проверки жертвы двойным импульсом. На первом этапе угорь генерирует серию парализующих высоковольтных разрядов. На втором поворачивает голову – разумеется, вместе с пастью – в направлении жертвы. Это быстрое движение, так что назовем его выпадом. На третьем, финальном этапе угорь всасывает добычу. Происходит все быстро и при постоянной генерации электрического тока высокого напряжения. Даже если ток не парализует рыбу, хищник всегда завершает последний этап, всасывая жертву. Не заметить его невозможно, ведь когда электрический угорь втягивает рыбу в пасть, из его жаберных щелей резко выходят пузырьки воздуха.

6.9. Три этапа атаки электрического угря (слева) и кадр из видео, на котором виден выходящий на третьем этапе воздух (показан стрелками). Третий этап (всасывание добычи) отсутствует, когда рыба изолирована в пластиковом пакете

Вот так все и происходит: разряд, выпад, всасывание – один, два, три. Но я заметил исключение из правила. Если рыба изолирована в пластиковом пакете, угорь вырабатывает ток, делает выпад, но к третьему этапу не переходит. Он даже не пытается втянуть добычу в пасть и проглотить ее. Почему?

На тот момент я предполагал, что атака электрического угря сродни запуску баллистической торпеды с подводной лодки. Лодка может сменить курс, но на траекторию выпущенной торпеды это уже не повлияет. Другой вариант – что угорь каким-то образом отслеживает перемещение рыбы во время выпада – казался маловероятным по целому ряду причин. Так, в момент выпада бесполезны чувствительные рецепторы колебаний воды (нейромасты), поскольку угорь ускоряется и потоки воды вдоль его тела гораздо мощнее любых колебаний от движения рыбы.

А как насчет зрения? Вспомним третью главу: при слишком быстром движении зрительная система не может функционировать полноценно, а во время выпада оно очень быстрое. Как бы то ни было, зрение у электрического угря неважное и оно мало помогает в мутной речной воде.

Теперь об активной электрорецепции. Низковольтная электросенсорная система досталась электрическим угрям от предков, слабоэлектрических рыб. Я рассматривал эту систему как самый очевидный механизм обнаружения добычи на лету, во время выпада. Загвоздка была в том, что во время выпада эта система полностью отключена. Была и проблема посерьезнее: во время выпада угорь продолжает генерировать высоковольтные