А. В. Лаздин, В. Р. Протасов
Электричество в жизни рыб
АКАДЕМИЯ НАУК СССР
Ответственный редактор доктор биологических наук
Ю. А. ХОЛОДОВ
Введение
Электрическая активность — неотъемлемое свойство живай материи Электричество генерируют нервные, мышечные и железистые клетки всех живых существ, так как основные процессы в нервных тканях — возбуждение и торможение — сопровождаются электрическими явлениями Возникающие при этом биотоки можно регистрировать, прикладывая к нервам и мышцам животных электроды, т. е. контактным способом. Возможна и бесконтактная фиксация электрических явлений в живых тканях благодаря тому, что биопотенциалы образуют электрические поля вне организма. Ученые обнаружили электрические поля вокруг нервов, мышц и сердца лягушки, и даже вокруг комара и шмеля во время их полета. Однако способность излучать электричество наиболее развита у рыб.
Класс рыб включает свыше 20 тыс. видов Одни рыбы обитают на очень больших глубинах при высоких давлениях и почти полном отсутствии света, другие — в поверхностных слоях с резкими колебаниями освещенности и температуры, третьи — в реках и озерах пещер, четвертые — в водоемах с очень мутной водой Среди озерных и речных рыб различаются дневные, ночные и сумеречные виды. Естественно, что способы передачи информации у различных рыб во время их общения, при питании, обороне и размножении исключительно разнообразны.
К настоящему времени обнаружено шесть каналов общения рыб оптический, акустический, гидромеханический (с помощью органов чувств боковой линии, воспринимающей вихри и потоки воды), химический, световой (у глубоководных рыб) и электрический. Кроме того, почти все рыбы могут передавать сигналы контактно — прикосновениями.
Каждому каналу соответствует определенная система органов передачи и приема информации. Все системы связи рыб работают обычно совместно. Иногда они дублируют друг друга, иногда их роль в разных актах жизнедеятельности, а также в зависимости от времени суток и года различна. Днем, например, большинство рыб использует органы зрения, в сумерках, ночью или в мутных водах — органы слуха, электрорецепторы и органы боковой линии.
В зависимости от физических особенностей воды (прозрачности, температуры, солености) меняются и расстояния, на которые могут проникать различные сигналы, а следовательно, и значение отдельных систем связи.
Каковы же возможности разных видов связи у рыб в обычных условиях? В схематизированном виде дальность действия различных средств связи выглядит следующим образом: акустического канала — сотни метров, оптического — десятки, гидромеханического — метры (при возникновении поверхностных волн) и десятки сантиметров (в вихрях и потоках), химического (в стоячей воде) — несколько сантиметров. Однако необходимо иметь в виду, что данная схема весьма условна. Так, в движущейся воде односторонний контакт рыб с помощью химических сигналов может осуществляться на расстоянии нескольких километров.
Особое место в жизни рыб занимает электрический канал связи. Для некоторых из них он во многих случаях является основным. Практически все рыбы способны излучать и воспринимать электрические поля.
В настоящее время установлено, что около 300 из 20 тыс. современных видов рыб способны генерировать и использовать в своей жизни биоэлектрические поля. В соответствии с этим всех рыб подразделяют на три группы: сильноэлектрические виды, имеющие электрические органы и создающие вокруг себя сильные электрические поля с целью нападения и обороны; слабоэлектрические виды, обладающие специализированными электрогенераторными тканями и образующие импульсные электрические поля с целью локации и связи; неэлектрические рыбы, т. е. все остальные рыбы. Хотя подобной классификации придерживаются многие ученые, ее следует рассматривать скорее как схему, иллюстрирующую уровень современных знании о рыбах.
Действительно, в различных отрядах и семействах класса рыб представлены как сильно- и слабоэлектрические, так и неэлектрические виды. Иными словами, представители тех и других имеют много общего. Эти виды близки и по условиям обитания. Различие между ними заключается только в том, что у одних есть электрогенераторные системы, а у других — нет. К сильноэлектрическим рыбам относятся электрические угорь, скат, сом и американский звездочет.
Первые сведения об электрическом угре европейцы получили от испанских завоевателей. Эта пресноводная рыба обитает в притоках рек Амазонки и Ориноко, а также в болотах северо-восточной части Южной Америки. Она имеет характерную змеевидную форму и рудиментарный хвостовой плавник.