Хелен Скейлс

О чём молчат рыбы: Путеводитель по жизни морских обитателей

Переводчик Александра Дьяконова, канд. биол. наук

Научный редактор Андрей Яковлев

Редактор Валентина Бологова

Издатель П. Подкосов

Руководитель проекта А. Тарасова

Корректоры А. Кондратова, Е. Рудницкая

Компьютерная верстка А. Фоминов

Иллюстрации на обложке Bridgeman Images/FOTODOM

Иллюстрации в книге Aaron John Gregory

© Helen Scales, 2018

This translation is published by arrangement with Bloomsbury Publishing Plc.

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2020

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

⁂

Селии и Питеру, Кэти и Мэдди, с воспоминаниями о Нингалу

Пролог

Странствия ихтиолога

День подходит к концу, и стайка рыб устраивается на ночевку в тихой заводи в джунглях Амазонки. Это маленькие рыбки, размером с фалангу большого пальца, с раздвоенным хвостом, золотой полосой на теле и красными пятнами над глазами. Они прячутся среди гниющих в воде листьев, упавших с высокого древесного полога. Один из листьев дрейфует к стае, и все ее члены попадаются на изощренную уловку: это ведь не рыба. Как и остальные листья, он коричневый и покрыт пятнами; у него, кажется, даже есть черешок на одном конце, которым он был прикреплен к дереву. Но затем, в одно мгновение, разверзается огромная пасть, поглощает зазевавшуюся рыбку и хищник – амазонская рыба-лист (Monocirrhus polyacanthus) – снова становится похожим на безобидный листик.

А где-то еще на просторах Амазонии самец копеллы Арнольда (Copella arnoldi), или брызгающей тетры, с большими перламутровыми чешуйками и окаймленными красным плавниками, терпеливо ждет под привлекательной веткой с листьями самку в надежде, что та выберет его своим партнером. Если это произойдет, пара выпрыгнет из воды и с помощью присосок на плавниках прилипнет на несколько секунд брюшком к листу. Самка отложит около десятка икринок одну за другой, и самец оплодотворит их молоками. Копеллы будут повторять это снова и снова, выпрыгивая из воды и падая обратно, пока не отложат плотную кладку не менее чем из 200 икринок. Затем истощенная самка уплывет, оставив своих деток, приклеенных к листу, под бдительным присмотром их отца, вне досягаемости для большинства обитающих в воде пожирателей икры. Самец отвечает за то, чтобы развивающиеся в кладке эмбрионы не высыхали, и каждую минуту обрызгивает их движением хвоста. Свет преломляется на границе воздуха и воды, и самец, поневоле постигая законы физики, соответствующим образом регулирует струю воды, целясь чуть дальше того места, где видит икринки. Через два дня из икринок начнут вылупляться личинки, падать в воду и расплываться в разные стороны.

Если им не повезет, едва вылупившиеся рыбки будут замечены голодной четырехглазкой (Anableps sp.). На самом деле у этих охотников только два глаза, расположенных, как у лягушек, высоко на голове, но каждый глаз разделен надвое по горизонтали и имеет две роговицы и два зрачка. Единственный хрусталик в верхней части изогнут слабо, как у человека, а в нижней – сильно, как у большинства рыб. Бледные, вытянутые четырехглазки проводят свое время у самой поверхности воды, способные видеть сразу два мира. Нижняя половина глаз фокусируется на водном пространстве и обитающих там хищниках, верхняя высовывается наружу и сканирует воздух и водную гладь в поисках насекомых или молодых копелл, которые могут стать обедом для четырехглазки.

Эти диковинные создания из рек бассейна Амазонки не единственные необычные виды, которые выделяются из однообразного, на первый взгляд, рыбного сообщества. Воды Мирового океана, пресные или соленые, глубокие или мелкие, полны удивительных рыб.

В озере Танганьика в Восточной Африке самки цихлид используют свои рты в качестве инкубаторов. В ходе размножения самка откладывает икру, самец добавляет сперму, и самка засасывает все это в рот. Потомство, вылупившееся из оплодотворенных икринок, будет жить там до тех пор, пока не окажется готовым к жизни во внешнем мире. Но только если рядом не будет проплывать многопятнистый синодонтис (Synodontis multipunctatus), или сомик-кукушка. Эта усатая белая с черными пятнами рыба отличается таким же вероломным поведением, как и ее пернатая тезка. Когда цихлиды откладывают икру, сомики-кукушки добавляют в нее свою. Во рту обманутой цихлиды вылупившиеся сомики освобождают себе пространство, поедая молодых цихлид.

Рядом с континентальной Африкой на острове Мадагаскар в глубоких подземных пещерах живут безглазые бледно-розовые бычки длиной меньше сантиметра. Похожие бледные безглазые бычки живут под землей на расстоянии почти 7000 км на другом конце Индийского океана, в пустыне Западной Австралии. Недавние генетические исследования показали, что эти две группы – близкие родственники, эволюционные сестры. Для этих обитателей пещер путешествия на большие расстояния невозможны. Они ограничены своими пещерами и не рискуют покидать их: у них нет глаз, чтобы заметить хищника, и кожных пигментов, защищающих от ультрафиолетовых лучей. Единственным объяснением географического разделения этих групп может служить движение континентов. Их общий предок жил на древнем южном суперконтиненте. После разделения Мадагаскара и Австралии последние 100 млн лет две пещерные системы и населяющие их рыбы медленно удалялись друг от друга.

А в сумеречной зоне океана на глубине 1000 м, куда не доходит солнечный свет, живут одни из самых странных – и многочисленных – рыб. Там плавают маленькие акулы со светящимися шипами на спине, которые, по-видимому, предупреждают хищников о том, что нападать на них не стоит; у других рыб по обеим сторонам головы расположены карманы со светящейся слизью (и никто не знает, зачем она нужна). Это территория гоностомовых рыб и светящихся анчоусов (семейства миктофовых), острозубых существ, которые могут поместиться на ладони. Они освещают свои животы голубым или зеленым светом и таким образом маскируются от проплывающих ниже хищников, а некоторые из них общаются при помощи вспышек света, как светлячки. Глубоководные исследования показывают, что эти две группы рыб господствуют в сумеречной зоне. Считается, что сейчас на планете живут сотни, если не тысячи, триллионов особей гоностомовых и миктофовых, больше чем любых других позвоночных (на втором месте – 24 млрд домашних куриц). Между закатом и рассветом огромные косяки гоностомовых и миктофовых покидают сумеречную зону и проплывают сотни метров к поверхности воды за едой – планктоном, поднимающимся каждую ночь. Это самая массовая миграция животных на планете, и каждый день во всех океанах она происходит точно по расписанию – вверх и вниз.

С рыбами связана одна из величайших историй успеха жизни на Земле. Они занимают доминирующее положение в океанах и пресных водоемах, покрывающих более семи десятых поверхности планеты. С учетом глубины океанов (в среднем почти 4 км) это составляет практически 90–99 % всего доступного жизненного пространства – густонаселенной биосферы, в которой изобилует жизнь. Рыбы правят этим колоссальным водным царством сотни миллионов лет. В разные времена власть переходила от одной группы к другой, но рыбы всегда были здесь главными.

Как мы увидим в первой главе, ответ на вопрос, что именно характеризует рыб и чем они отличаются от других животных, не совсем очевиден. В общих чертах рыбы – это водные животные, дышащие под водой при помощи жабр и имеющие позвоночник, но есть и весьма примечательные исключения. О них мы поговорим позже, а сейчас можно с уверенностью сказать, что рыбы – самая многочисленная и разнообразная группа из всех позвоночных. Половина всех видов животных, имеющих позвоночник, – это рыбы. Всего в мире насчитывается около 30 000 видов рыб и примерно столько же видов птиц, земноводных, рептилий и млекопитающих, вместе взятых.

По размерам рыбы сильно различаются: от 20-метровых китовых акул до 8-миллиметровых рыбешек[1]. Их форма также весьма разнообразна: они могут выглядеть как скрученные веревки или шары, пули или торпеды, блины или кубы. Некоторые рыбы окрашены ярко и пестро, многие серебристые или песочно-серые, есть и просвечивающие насквозь; одни плавают стремительно, другие еле шевелятся; некоторые живут недели, другие – столетия; одни обитают в пещерах, больше не нуждаясь в глазах, а некоторые дрейфуют в воде, притворяясь листьями. По сравнению с другими, более консервативными животными, рыбы очень пластичны, они легко приспосабливаются и в ходе эволюции приобрели самые разные уникальные признаки, позволяющие им жить в водном мире. Нет единого способа быть рыбой.

И все же в основном изумительные особенности рыб остаются незамеченными и неизвестными большинству людей. Рыбы скрываются под волнами, живут где-то там, за горизонтом. Вечно меняющаяся, смываемая приливом граница берега формирует разделительную линию между сушей и водой, между их и нашим миром. С древних времен только самые смелые или безнадежно любознательные добровольно пересекали эту границу.

Тысячелетиями люди вытаскивали рыб из воды и приносили в свой мир с двумя основными целями. В первую очередь рыбы для нас – это еда. Ловля рыбы ради еды настолько укоренилась в нашем сознании, что мы рыбачим, когда ловим рыбу, но не оленим или кабаним, охотясь на оленей и диких кабанов. Рыболовство – очень древнее занятие. В пещере на японском острове Окинава археологи нашли рыболовные крючки, сделанные из ракушек более 30 000 лет назад. Химический анализ найденного под Пекином человеческого скелета показал, что этот человек, живший 40 000 лет назад, ел много речной и озерной рыбы.

Сегодня рыбная промышленность добывает примерно от одного до трех триллионов рыб каждый год. Это основной источник белка примерно для трети населения Земли. У рыбаков, особенно ведущих промысел в небольших масштабах, сохранилась глубокая связь с рыбами. Но для большинства потребителей, особенно в странах с высоким уровнем дохода, разрыв между пищей, которую мы едим, и представлениями о том, откуда она взялась, все более увеличивается. Почти каждый пятый ребенок в Великобритании считает, что рыбные палочки сделаны из куриного мяса. В большинстве случаев, когда люди сталкиваются с рыбой, она уже давно мертва, ее голова, внутренние органы и кости удалены, а то, что осталось, аккуратно упаковано в пластик или запечатано в консервную банку. Точно так же, как стейк, к нашему счастью, не вызывает в воображении образа мычащей, жующей жвачку коровы, – эти слоистые куски белого или розового мяса практически невозможно соотнести с живым диким животным. Но в случае рыб разрыв еще больше. Мы все знаем, как выглядит корова, однако внешний вид многих рыб нам незнаком. Население Британии потребляет 70 000 т атлантической трески в год (примерно 1 кг на человека), но только один из трех потребителей морепродуктов может узнать двухметровую рыбу, чья длина значительно больше расстояния между разведенными руками, покрытую мерцающими бронзовыми пятнами и с белой бородкой, свисающей с подбородка. Менее 20 % британских потребителей способны узнать крапчатую плоскую рыбу с двумя глазами, всегда смотрящими вверх, и скошенным ртом (камбала) или серебристую рыбу с большим, широким ртом, напоминающую по форме пулю (анчоус). И это ведь рыбы, наиболее часто попадающие на наши тарелки. Как же можно надеяться, что кто-то узнает менее известные виды, которые лишь иногда появляются в меню? Среди них солнечник обыкновенный (Zeus faber) с ирокезом игл, крапчатой медной кожей и парой больших, окаймленных золотом пятен, и морской петух (Trigla) с алым телом и тремя «пальцами» с каждого бока, ощупывающими дно в поисках еды.

Помимо рыб, которых мы едим, есть рыбы, которые заплывают в человеческий мир через мифы и фольклор. Истории о рыбах в различных культурах говорят о глубоких и часто противоречивых чувствах людей по отношению к этим жителям глубин. Мифические рыбы могут подарить своим человеческим друзьям удачу, процветание, возрождение и знание. Но они также могут быть непостоянными и опасными, как, например, демоны-оборотни, насылающие потопы, бури и землетрясения. Боги, богини и их окружение принимают форму рыб или меняют ноги на хвост, иногда добровольно, иногда в наказание. Во многих странах изначальные версии историй о русалках часто жутковатые и мрачные: покинутые женщины сбегают в подводный мир и превращаются в русалок, которые проклинают отвергнувший их человеческий мир, завлекая и мучая людей до смерти. Русалочка Ханса Кристиана Андерсена так отчаянно не хотела больше быть полурыбой, что согласилась на то, чтобы ей вырезали язык и чтобы при каждом шаге ее новых ножек она чувствовала, будто ступает по битому стеклу.

Многие из этих историй отражают психологические барьеры, из-за которых рыб сложно понимать, любить и, безусловно, им сочувствовать. Нам кажется, что рыбы лишены эмоций, которые мы могли бы интерпретировать или прочувствовать, у них нет улыбок на лицах, только неизменные недовольные гримасы. Если положить руку на живую рыбу, то она будет казаться такой же холодной, как если бы лежала мертвая на прилавке супермаркета. В таком отношении к существу, которое может сорваться с места и умчаться прочь, есть что-то неправильное (хотя, как мы увидим, не все рыбы полностью холоднокровные, или пойкилотермные). Я знаю нескольких людей, отказывающихся плавать в море из-за страха, что их могут коснуться холодные скользкие рыбы. Так вот, лучший способ преодолеть страх перед рыбами, какими они нам представляются, – это нырнуть с головой под воду и понаблюдать за реальными обитателями подводного царства.

Эта книга – подводное путешествие по жизни рыб, исследование того, что такое рыбы и чем они занимаются в своем таинственном мире. Я отделю рыб от окружающих их мифов (и перескажу часть из них), опровергну их репутацию бессердечных, непознаваемых тварей и представлю их такими, какие они есть на самом деле, – самыми интересными представителями животного мира, с которыми можно познакомиться и которыми можно восхищаться в любой части света.

После того как мы решим вопрос, кто такие рыбы (в главе 1), и вкратце познакомимся с их огромным разнообразием (в главе 2), каждая последующая глава будет посвящена определенному признаку, позволяющему рыбам быть такими успешными и многочисленными. Мы рассмотрим, как рыбы двигаются, добывают пищу и пытаются сами не попасть кому-нибудь на обед; мы услышим, как они поют и разговаривают друг с другом и как используют свет и цвет для того, чтобы отправлять сообщения или прятаться. Многие из этих свойств и поведенческих особенностей присущи только рыбам и делают их хозяевами водного царства.

Сейчас самое подходящее время для того, чтобы пересмотреть наши представления о рыбах и узнать их получше. Начнем с того, что наши знания об этой группе животных сегодня велики как никогда. Используя новые инструменты и подходы, ученые делают удивительные открытия; они отправляют дистанционно управляемых роботов следить за самыми глубоководными обитателями океанов, применяют молекулярные методы для расшифровки эволюционных взаимоотношений и отслеживания связей, а также устанавливают миниатюрные устройства, чтобы следить за рыбами во время их путешествий через океаны.

Но при этом все рыбы, как никогда, страдают от антропогенного воздействия. Недавно в ходе исследований, проводимых в рамках проекта «Море вокруг нас» (The Sea Around Us) Университета Британской Колумбии в Канаде, было установлено, что в 1996 г. мир преодолел «рыбный максимум». До этого мировая рыболовная промышленность с каждым годом увеличивала улов; все больше рыбаков на кораблях все большего размера, с новыми орудиями и технологиями вылавливали все большее количество рыбы из океанов, озер, морей и рек. Однако с 1997 г. общий улов начал неуклонно и ощутимо уменьшаться примерно на 2 % в год. И это произошло не потому, что люди меньше рыбачат, а потому, что рыбные ресурсы истощаются. В мировом масштабе добывается слишком много рыбы. Популяции рыб в природной среде перестали быть устойчивыми, они больше не могут восстанавливаться, как раньше.

Изменение климата, приводящее к тому, что моря становятся все более теплыми и кислыми, и загрязнение химическими веществами и пластиком ухудшают и без того тяжелое положение рыб. В этот критический момент мы должны действовать и не дать популяциям и целым видам исчезнуть незамеченными и непознанными. Хотя в этой книге я не собираюсь глубоко вдаваться в проблемы чрезмерного вылова рыбы или изменения климата или делать вид, что у меня есть подробный план действий, я надеюсь в конце концов убедить вас, что рыбы важны и заслуживают нашего внимания и уважения. Мне кажется, это хорошее начало.

Есть и другие позитивные моменты: вполне возможно, что наблюдение за рыбами очень полезно для людей. В 2015 г. группа ученых наблюдала за посетителями Национального морского аквариума в Великобритании, глазевшими через огромное акриловое стекло в толщу воды объемом полмиллиона литров. Экспозиция кораллового рифа, украшенная искусственными водорослями и веерными кораллами – горгонариями, находилась в процессе перезаселения аквариума. Ученые следили за состоянием посетителей, когда аквариум был пустым, затем заселенным частично и, наконец, когда он был полностью заселен рыбами. Результаты исследования показали, что у сотни посетителей, отобранных случайным образом, частота сердечных сокращений и артериальное давление снижались пропорционально количеству рыб, на которых они смотрели. Исследователи предположили, что даже в искусственных условиях наблюдение за рыбами способствует расслаблению и успокаивает нервы.

Первый раз, когда я наблюдала за рыбами в природе, я не ожидала, что мне будет так интересно. Мне было 15 лет, я находилась в Южной Калифорнии, от дома меня отделяли океан и целый континент. Это было первое путешествие моей семьи за пределы Европы – и самое дальнее для меня на тот момент. Жизнь в экзотической стране оказалась сплошным удовольствием: кровати были такими большими, что я могла спать со своей младшей сестрой, не опасаясь, что она будет брыкаться во сне, за завтраком я сама выбирала себе высоту горки оладий, и мы часами могли ехать на машине по прямому, как стрела, шоссе.

Во время одной из поездок я очень надеялась увидеть каланов, так как была их большой поклонницей. Я смотрела документальные фильмы про них, покупала календари и футболки с их изображениями. И вот настало время увидеть их вживую. Мы ехали по шоссе вдоль побережья Калифорнии, между синим Тихим океаном слева и лесом гигантских секвой справа. Я, не переставая, требовала от родителей остановиться, чтобы я могла проверить, не окажется ли черная точка в воде пушистым морским млекопитающим.

Когда мы заметили каланов недалеко от берега, близились сумерки. Группа зверьков лежала на поверхности воды, заворачиваясь в прибрежные водоросли, чтобы вздремнуть, не боясь быть унесенными течением. Пока я смотрела на то, как каланы крутились в воде, пытаясь не намочить свои лапы, они все большее завоевывали мое сердце. Готова поклясться, некоторые из них заснули, держа друг друга за лапы.

Возможно, поскольку моя цель увидеть диких каланов была так легко и приятно достигнута, я была настроена понаблюдать еще за кем-нибудь в океане, пусть даже этот кто-то на первый взгляд и не казался бы таким очаровательным.

На следующий день в месте под названием Китайская бухта, немного южнее залива Монтерей, я стояла на высоком утесе и смотрела на самое прозрачное, самое бирюзовое море, которое я когда-либо видела. Для девушки с северо-восточного побережья Атлантического океана это было настоящим откровением. До этого момента море для меня означало, что, как только я войду в воду, пальцы моих ног исчезнут в мутной зеленой воде. И вот я стояла там и смотрела сквозь воду на морского льва, плавающего кругами. Но что еще более удивительно, я могла видеть, за кем он охотился.

Когда морской лев бросался на стаю рыб, та разделялась точно надвое, а затем снова соединялась в единое закрученное созвездие. Это могли быть сельди или сардины, мне даже не пришло в голову об этом задуматься. Я наблюдала, как морскому льву иногда удавалось отбить рыбу от стаи и он гнался за ней, ловко извиваясь всем своим, будто бы резиновым, телом. И ни разу гонка не заканчивалась успехом. Каждый раз рыба возвращалась к своим товаркам и вливалась обратно в стаю.

Эта игра в салки меня заворожила. Что-то в этих рыбах – то, как за ними гнались, но никак не могли поймать, – меня зацепило, и я продолжила наблюдение.

Существует множество способов наблюдать за рыбами. Намокать для этого совершенно не обязательно. Можно прогуливаться вдоль прудов, ручьев и рек, всматриваясь в тени, силуэты и разинутые рты, поднимающиеся к поверхности за едой. Когда я ступила в воду в резиновых сапогах во время отлива на британском побережье, то увидела прячущихся под камнями тупорылых морских собачек (Parablennius gattorugine) с красными, похожими на перья, щупальцами над каждым глазом и затаившихся среди водорослей кошачьих акул[2], только что вылупившихся из своих яйцевых капсул, которые часто также называют «русалочьими кошельками» за их необычную форму.

Многие люди наблюдают за рыбами, не покидая уюта собственного дома. Содержание рыб в аквариумах популярно как никогда. В Британии аквариум стоит в одном из десяти домов. По некоторым оценкам, в США в домах живут более миллиарда рыб. Частично потому, что рыб содержат не по одной-две, а маленькими стаями, домашних рыб больше, чем кошек, собак, кроликов и хомяков, вместе взятых. Возможно, это результат роста городов и занятости людей – рыб ведь не нужно выгуливать, – но в любом случае рыбы сегодня в моде.

Я никогда не держала дома рыб. Мое главное оправдание заключается в том, что я работаю дома и никогда не смогла бы что-либо сделать, если бы у меня перед глазами был миниатюрный океан, наполненный рыбами. Однако если следовать принципам фэншуй, то, возможно, я стала бы более преуспевающей и продуктивной, если бы завела аквариум с девятью золотыми рыбками, включая одну черную для поглощения всей негативной энергии в комнате.

Мой любимый способ наблюдения за рыбами – это прийти к ним в гости. Подводное плавание может напоминать прогулку по удивительной местности, только с определенными новыми правилами. Под водой ты не можешь разговаривать с теми, кто рядом. Ты можешь только кивать и жестикулировать, указывать на что-либо и общаться посредством простых, заранее оговоренных сигналов руками: «Ты в порядке?» – «Да, все нормально». Благодаря этому каждое погружение становится медитативным опытом, возможностью потеряться в собственных мыслях. В зависимости от того, где и когда вы ныряете, предстающий перед вами ландшафт может быть грандиозным и необъятным или ограниченным и укромным. Вода может быть настолько прозрачной, что ее будто и нет, или она может быть густой и мутной, ограничивающей поле зрения, благодаря чему вашим вниманием завладевают главным образом мелкие, близко расположенные объекты.

Дайверы не ходят и не бегают, они дрейфуют и летают, обычно без особых усилий (хотя, если морской бриз дует в противоположную сторону от той, куда вам нужно, это может оказаться тяжелой работой). Представьте себе прогулку по лесу, когда вы можете взлететь, чтобы исследовать полог над головой, или возможность безопасно ступить с края Большого каньона, чтобы насладиться видом за пределами ограждения, как парящий ястреб. Дайверы способны освободиться от силы притяжения. Можно неподвижно застыть на месте и наблюдать, как разные существа проносятся мимо, или плыть рядом с ними.

Полное погружение позволяет живо прочувствовать, насколько жизнь под водой отличается от жизни волосатых созданий, передвигающихся по суше в двух измерениях. Рыбы не просто могут дышать водой вместо воздуха, они также умело справляются с течениями, приливами и волнами. Я никогда не перестану поражаться и даже немного завидовать рыбам, идеально приспособленным к жизни в трех измерениях. Я видела катящиеся волны и силуэты вспенивающих воду рыбьих стай, отчего-то уверенных, что они не разобьются об острый край рифа (и они действительно не разбиваются). Я видела, как косяки скумбрий и сельди проносятся мимо в безупречном строе. И я восхищенно наблюдала, как практически неподвижно, за исключением почти невидимого движения плавников, замирает одиночная рыба; одно проворное движение тела – и она устремляется вверх и обратно вниз. Хотелось бы и мне так уметь.

Мы можем только навещать их мир, причем, как правило, всего на час или около того. Приходится все время проверять свои часы, чтобы не оставаться там слишком долго или не погрузиться слишком глубоко. И еще одним напоминанием о том, что ты не принадлежишь этому миру, служит ограниченность запаса воздуха. Если ты чересчур быстро вдыхаешь сжатый воздух из баллона, время, которое можешь провести под водой, сокращается.

Но необязательно нырять с аквалангом, чтобы напрямую прочувствовать жизнь подводного царства. Часто я оставляю свой баллон на берегу и ныряю, просто набрав в легкие воздух. Фридайвинг, без бряцающего снаряжения и шумных пузырей, позволяет приблизиться к рыбам, не спугнув их, но в лучшем случае удается оставаться под водой около минуты. Проще всего плыть по поверхности лицом вниз, с дыхательной трубкой; так я могу наблюдать за рыбами сколько хочу.

Когда я начала писать эту книгу, у меня появилась возможность совершить длинное путешествие. Я побывала в местах, где бывала раньше, и в местах, о которых давно мечтала, и провела много времени, наблюдая за рыбами и размышляя о них.

Через 20 лет я вернулась на Нингалу, самый большой прибрежный коралловый риф Австралии, окаймляющий 260 км западного побережья. Я предвкушала свое возвращение, но не без страха. Это было в 2016 г., полном плохих новостей для природы, включая коралловые рифы: эпидемия обесцвечивания кораллов, вызванная потеплением воды, была в полном разгаре, и она убивала большие участки коралловых рифов по всему миру, в том числе значительную часть австралийского Большого кораллового рифа.

Нингалу был одним из первых рифов, с которыми я познакомилась, и он впечатлил меня суровой красотой диких мест, практически не тронутых присутствием человека. Здесь я впервые увидела горбатых китов, выпрыгивающих из воды, и темные спины дюгоней; я видела морских черепах почти каждый раз, когда погружалась в воду, и плавала со скатами-мантами, машущими своими черными крыльями, размах которых был больше моего роста. Сам риф был населен рыбами всех возможных форм и цветов, и по всей лагуне были раскиданы коралловые кусты, напоминающие огромные кочаны цветной капусты, которые столетиями формировались тонким живым слоем коралловых колоний.

У меня были опасения по двум поводам: я волновалась, что Нингалу не будет соответствовать моим светлым воспоминаниям, и боялась, что обособленность рифа не защитит его от безжалостного современного мира. Но когда я подошла туда вброд и посмотрела под воду, то увидела все еще полный жизни пейзаж, такой, каким я его помнила: передо мной мерцали облака голубых с металлическим отливом хромисов, мимо проплывали рыбы-попугаи и пряталась в маленькой пещерке стайка луцианов – небольших рыб в желтую полоску; заросли кораллов образовывали плотные кусты, шаровидные или плоские, как стол, коричневых, зеленых и розовых оттенков без признаков обесцвечивания; с другой стороны рифа колыхались юбки ярко-красных каракатиц, а вдали я разглядела глянцевые спины проплывающих мимо рифовых акул.

Много лет назад меня привлекли в Нингалу китовые акулы. Я посмотрела телевизионный документальный фильм о том, как каждый год они навещают этот регион, чтобы объесться планктоном, собирающимся здесь в ту драматическую ночь, когда кораллы начинают размножаться; колонии кораллов выбрасывают икринки и сперматозоиды, которых съедают маленькие рыбы, а их, в свою очередь, поглощают китовые акулы. Это самые крупные из живущих ныне рыб, крупнее любых других животных, за исключением синих китов. Я решила, что мне непременно нужно увидеть этих гигантских пирующих рыб, и написала письмо местной природоохранной группе, интересуясь, могу ли я им чем-нибудь помочь. К моему счастью, ответ был положительный. Мне предоставили комнату в общем доме в обмен на ежедневную помощь в исследовании перемещений и поведения китовых акул, плавающих туда и обратно вдоль берега.

Вернувшись на Нингалу в этот раз, я спрыгнула с лодки в ста метрах над дном океана и всматривалась в воду, пока не показалась огромная тень. Я заметила блеск знакомой серо-голубой кожи, покрытой белыми пятнами; эта была акула, которую сопровождала свита прихлебателей – маленьких рыбешек, подгоняемых волной, движущейся перед головой акулы, и свисавшие с брюха акулы рыбы-прилипалы, похожие на толстых змей. В этот раз я увидела в основном молодых акул, длиной всего 5–6 м от головы до хвоста. Возможно, они были потомками тех, с которыми я плавала в свой первый визит на Нингалу. Никто точно не знает, сколько живут китовые акулы, возможно сто лет и больше, но им точно требуется не менее 20 лет для достижения зрелости.

Куда бы я ни приезжала, я всегда искала встречи с рыбами, где и когда это только было возможно. На Фиджи я смотрела на поросшие водорослями камни до тех пор, пока не заметила поблескивающие глаза бородавчатки и не разглядела ее ядовитый камуфляж; губаны-чистильщики (Labroides dimidiatus) вычистили ногти у меня на руках; за мной гонялись свирепые стегастесы (из семейства помацентровых), во много раз меньше меня, защищавшие свои ухоженные сады из водорослей и пытавшиеся отпугнуть меня предупредительной барабанной дробью. На Аитутаки в южной части Тихого океана, когда в непогоду поднялся ил со дна и видимость не превышала нескольких сантиметров, я уцепилась за камни и наблюдала за морскими собачками размером не больше моего ногтя, выглядывавшими из маленьких пещерок и расщелин рифа.

Бывали моменты, когда я не ожидала увидеть рыб, но они появлялись. В сотнях километров от побережья, на сухой австралийской земле я спустилась в красные ущелья, рассекавшие один из самых древних скальных массивов на Земле. По ним струятся ручьи, до которых не доходит солнечное тепло. Они собираются в глубоких заводях, окруженных папоротниками и деревьями, обсыпанными пронзительно кричащими крыланами. Я ныряла в зеленую воду до самого дна, на глубину 5 м, и наблюдала за гольянами, снующими между водорослей.

И множество раз я оказывалась внутри косяка, видя вокруг себя только рыб. Косяки были очень разными. На закате на острове Раротонга мимо меня пронеслась смешанная группа кормящихся вместе молодых рыб – сиганов (их еще иногда называют рыбы-кролики), рыб-попугаев, рыб-хирургов, – поднявших за собой столб песка. За тысячи километров к северо-востоку, в Палау, я плыла в открытом синем океане в окружении стаи сотен краснозубых спинорогов (Odonus niger), машущих своими двумя плавниками, подобно бабочкам, летящим на боку. Когда их что-то пугало, они прятались в расщелинах отвесного кораллового рифа. И недалеко от побережья Тутукака в Новой Зеландии, под сводом погруженной в воду пещеры размером с собор, меня окружила стая новозеландских скорпид (Scorpis violacea). По форме это типичнейшие рыбы цвета чистого летнего неба, с овальными телами и раздвоенным хвостом. Группа одинаковых морд повернулась, чтобы посмотреть на меня, и спокойно меня обогнула, будто я была камнем, брошенным в живую, переливающуюся серебром реку.

Возможно, вы думаете, что я собираюсь рассказать о своих путешествиях, о всех местах, где побывала, и всех рыбах, которых видела. Я, конечно, встречала множество разных рыб, и некоторые из них непременно появятся на страницах этой книги в компании с другими существами из предыдущих путешествий, но моя задача состоит вовсе не в составлении подробного списка. Хотя мне всегда было интересно встретиться с существами, которых раньше не видела, я вовсе не стремлюсь к тому, чтобы находить всё новые и новые виды и помечать их галочкой. Для меня смысл наблюдения за рыбами вовсе не в этом.

Смысл заключается в том, чтобы открывать и исследовать новое, чтобы рассматривать рыб, да и весь остальной мир, под иным углом зрения. Наблюдая за жизнью рыб, мы можем узнать, как они завоевали господствующее положение в океанах, морях и пресных водоемах, а также попытаемся постичь великие истины о жизни на Земле. Эти наблюдения раскроют перед нами возможности эволюции, позволят выявить внутренние принципы работы экосистем, а также адаптивные возможности и жизнестойкость живых существ.

Посвятите хоть немного времени наблюдению за рыбами, и у вас сразу же возникнет множество вопросов. Как рыбы в косяке не сталкиваются друг с другом? Как они избегают челюстей быстро соображающих хищников? Зачем рыбы рисуют на своих телах секретные граффити? (И кто их читает?) Как тысячи видов рыб уживаются вместе в густонаселенных водоемах, например в Великих Африканских озерах или реках бассейна Амазонки?

Зачем манты держат свой мозг в тепле? Как смертельно ядовитые иглобрюхи не отравляют сами себя? О чем рыбы думают весь день?

Почему маленькие рыбы добровольно залезают в пасть хищников, хотя их единственная защита – это танец? Что рыбы делают, когда их водоемы пересыхают? Как сомы научились ловить голубей? Как рыбы переплывают целые океаны и находят тот ручей, где они родились? Как они заключили сделку с бактериями, чтобы научиться видеть в темноте?

Эта книга ответит на все эти вопросы, а также на многие другие, которые встают перед нами, едва мы погрузимся в подводный мир рыб. Мы познакомимся с учеными, отправлявшимися в далекие путешествия, чтобы изучить рыб, найти ответы на множество вопросов и собрать как можно больше фактов об их жизни. Эта книга расскажет о людях, посвятивших себя изучению рыб, тщательно выстраивавших планы исследований, но зачастую возвращавшихся с неожиданными открытиями. И мы увидим, что наука – это не просто составление списка вопросов и ответов на них, но увлекательный, тяжелый, творческий и порой сопряженный с опасностями процесс добывания этих ответов и обретения все лучшего понимания того, как устроен этот мир.

По ходу дела я надеюсь убедить вас, что рыбы достойны того, чтобы искать с ними встречи, наблюдать за ними и обращать на них больше внимания. В отличие от других морских существ, например моллюсков с их раковинами, рыбы не оставляют на пляже элегантных частей своего тела, которыми мы могли бы восхищаться. Когда рыбы умирают, их яркие цвета блекнут и тела вскоре разлагаются; большинство из них оставляют за собой только гниющие трупы и мерзкий запах. Лучший способ оценить рыб – это увидеть их, пока они живы.

Возможно, вы увидите живущую у вас золотую рыбку в новом свете. Возможно, вы сходите в местный океанариум и заметите, как рыбы делают нечто такое, на что вы раньше не обращали внимания. А может быть, вы решитесь найти водоем и заглянуть в него или даже погрузиться в воду и посмотреть, есть ли там рыбы и чем они занимаются. Поскольку сегодня в мире существуют триллионы рыб, которые относятся примерно к 30 000 видов, маловероятно, что у вас в обозримом будущем исчезнет возможность понаблюдать за ними.

Глава 1

Диковинные рыбы

Всего пару лет назад я не задумывалась о том, существуют ли рыбы. Я просто принимала как должное, что они есть на свете, поскольку провела немало времени, наблюдая и изучая их. Затем кто-то задал вопрос, которого я не ожидала: «А правда, что рыб не существует?»

За этим последовало несколько секунд неловкого молчания, когда я пыталась придумать ответ. Моему мыслительному процессу отнюдь не помогал работающий микрофон и 300 человек в аудитории, ожидающих от меня толкового и желательно остроумного ответа.

Меня пригласили выступить в программе BBC «Музей диковин» (The Museum of Curiosity), радиоаналоге телевизионной программы QI. В каждой передаче куратор музея Джон Ллойд представляет группу из трех гостей, в число которых входит какая-нибудь действительно выдающаяся личность (как-то раз в программе участвовал космонавт Базз Олдрин), а также комедийный актер и ученый или просто какой-нибудь заумный «ботаник». На сей раз в роли последнего выступала я.

Гостей просят подарить что-нибудь огромному воображаемому музею и объяснить слушателям, почему они выбрали именно это. Зачастую подарки довольно нелепые, но они заставляют задуматься. До меня музей уже принял в дар снежного человека (от актера Брайана Блессида), Большой взрыв (от космолога Маркуса Чауна), исландский вулкан Гримсвётн (от музыкального продюсера Брайана Ино) и «искушение судьбы» (от комика Тима Минчина). От себя я попросила установить в музее большой аквариум с морскими коньками, среди которых были бы несколько беременных самцов. Тот факт, что эти морские коньки, несомненно, относятся к рыбам, не помог мне сформулировать умный ответ на вопрос Джона.

Я сидела перед зрителями в студии, внимательно смотрящими на меня, будто стая рыб, мой мозг завис – я не смогла вспомнить что-либо полезное или сколь-нибудь интересное, чтобы показать, почему термин «рыба» действительно применим в данном случае. Думаю, Джон на это и намекал: существует ли строгое биологическое определение рыбы? Принадлежат ли такие разные животные, как золотые рыбки и иглобрюхи, камбалы и гольяны, морские черти и луны-рыбы, к одной группе? Или это просто случайный набор существ, которые хорошо плавают? Существуют ли обоснованные причины для объединения их в единую группу, или это все равно что, например, объединить вместе пауков и осьминогов просто потому, что у тех и других по восемь ног?

Что бы я тогда ни сказала, повторять не стоит, и при монтаже, к счастью, этот кусок вырезали. Вопрос о рыбах и мой неуверенный ответ не попали в окончательный вариант программы.

Представление о том, кто является рыбой, а кто нет, всегда было довольно зыбким. Однако начиналось все совсем неплохо – с «Истории животных» греческого философа Аристотеля. Его девятитомная работа, написанная в IV в. до н. э., является одним из самых ранних трудов по зоологии. Среди его наблюдений есть подробные описания жизни водных существ, показывающие, что Аристотель, несомненно, был убежден в существовании рыб.

Он распределил всех известных животных по группам, в первую очередь на животных с кровью и без крови, то есть позвоночных и беспозвоночных соответственно[3]. В пределах этого деления он распределил животных по отдельным группам, которые назвал родами. Среди водных животных он выделил группы Malacostraca (ракообразные), Zoophyta (включающий медуз и губок), Ostracoderma (двустворчатые моллюски) и рыб, которых он описал как живущих в воде существ, «безногих» и с плавниками, обычно с четырьмя, но иногда с двумя – в случае «рыб удлиненной формы и гладких», как угри. У рыб нет шерсти или перьев, и обычно, но не всегда, они покрыты чешуей; у них есть кровь, как у четвероногих наземных существ; некоторые являются живородящими, другие мечут икру. Аристотель подробно разобрал анатомию рыб, их размножение и то, как рыбаки их ловят. Всего он описал примерно 120 видов рыб, многих из которых он мог встретить в Средиземном море и которые существуют до сих пор, в том числе кефаль, мурену, тунца и рыбу-попугая.

Важно отметить, что Аристотель отделял рыб от китов, морских свиней и дельфинов, которых он помещал в отдельную группу китообразных. Несмотря на то что эти животные безногие и обитают в морском царстве, Аристотель заметил, что для них характерно дыхание воздухом через легкие и кормление потомства молоком. По его мнению, они точно не были рыбами.

Однако работа Аристотеля долгое время оставалась единственным толковым описанием водных существ, поскольку в дальнейшем воды науки помутнели. В течение почти двух последующих тысячелетий описания водных существ смешивались с историями о странных, воображаемых чудовищах. В Средние века книги о животных назывались бестиариями. Эти богато иллюстрированные тома в основном включали в себя пересказы древних мифов, растолковывающих читателям, как вести праведную жизнь. В них встречались сирены с человеческой верхней половиной тела и рыбьим хвостом ниже пояса, которые сначала усыпляли моряков своим пением, а затем нападали на них; мораль заключалась в том, что необходимо не поддаваться соблазнам земных наслаждений. Некоторые из этих существ слегка напоминали реальных рыб, например морские чудовища серры, которые изображались в виде существ с львиной головой, огромными крыльями и рыбьим хвостом, выпрыгивающих из воды, подобно летающим рыбам. Серры гонялись за кораблями, завидуя их скорости, но вскоре вновь исчезали под водой. Такие истории предупреждали людей о том, что зависть в конце концов приводит к погружению в темные пучины греха, подобно тому как чудовищные крылатые существа скрываются в глубине жутких вод.

Только в эпоху Возрождения в кишащих чудовищами морских водах начали появляться реальные существа. В середине XVI в. европейские ученые вернулись к идеям Аристотеля и вновь задались серьезными вопросами о водных животных. Представления о рыбах начали приближаться к реальности.

В отделе редких книг библиотеки Кембриджского университета я передаю библиотекарю тонкие розовые бумажки, исписанные карандашом. Он еще раз проверяет мой читательский билет, затем выкатывает тележку, наполненную книгами. Я осторожно раскладываю их на столе на серых хлопковых подушках. В общей сложности эти книги стоят десятки тысяч фунтов стерлингов. Среди них подлинники старинных книг о рыбах, которым почти 500 лет. С их помощью можно проследить развитие идей о животных, живущих под водой.

Первые три книги, которые я изучаю, были опубликованы в течение трех лет в 1550-х гг. тремя европейскими авторами. Эти люди вели похожий образ жизни, изучали медицину и путешествовали по Европе; они знали друг друга и, вероятно, в какой-то момент встретились в Риме. Все они разделяли страсть к изучению водных существ.

В 1553 г. француз Пьер Белон опубликовал труд «Водные животные» (De Aquatilibus). Это небольшой том в кожаном переплете, в ширину больше, чем в длину, и по форме напоминающий кинеограф[4], но я не буду его быстро перелистывать. Узкие страницы заполнены латинским текстом и изображениями 110 водных животных. Некоторые из них довольно реалистичны: там можно увидеть летающих рыб, тунца, угрей и миног, тогда как другие похожи на карикатуры реальных рыб. Иглобрюх будто нарисован кем-то, кто никогда не видел настоящего иглобрюха, но слышал истории о существе, которое раздувается, как воздушный шарик, до тех пор, пока не становится круглым, как полная луна.

По мере того как я перелистываю страницы, становится ясно, что Белон считал всех обитателей подводного мира рыбами. Однако он разделял их на две группы. Первая включала бескровных «рыб», как у Аристотеля, то есть осьминогов, морских моллюсков, морских ежей и крабов. Во вторую группу входили рыбы с кровью: тунцы, акулы и так далее, а также выдры, дельфины, киты, водяные крысы и бобры; там даже есть гиппопотам, пытающийся сожрать прямого как палка крокодила (предположительно Белон видел этих двух животных во время путешествия по Египту, однако непонятно, почему его крокодил такой негнущийся). Он добавил в эту группу различных морских чудовищ, которых, по-видимому, взял из средневековых бестиариев, например морского епископа, существо, напоминающее священнослужителя в чешуйчатой рясе.

Белона часто называют основателем ихтиологии, несмотря на то что спустя всего год были напечатаны две другие книги о рыбах. В 1554 г. еще один француз Гийом Ронделе опубликовал труд «О морских рыбах» (De Piscibus Marini). В книге описано больше видов, чем у Белона, в общей сложности 244, и в ней также присутствует смесь аристотелевских и средневековых воззрений. Ронделе писал о дельфинах, крокодилах, разнообразных беспозвоночных и некоторых мифических чудищах, например покрытом чешуей льве с человеческим лицом. Однако у него оставались некоторые сомнения, поскольку сам он никогда такого льва не видел.

В тот же год была опубликована еще одна книга о рыбах, и по сей день одна из самых роскошных. Я развязываю тесемки, удерживающие потертую копию «Истории морских животных» (Aquatilium animalium historiae) итальянского ученого Ипполита Сальвиани и смотрю на замысловатые гравюры на меди, изображающие 96 видов. По сравнению с грубыми деревянными гравюрами Белона и Ронделе, изображения полны жизни. На меня смотрит раздутый иглобрюх, и я могу представить, каково будет взять его в руки; мурена, словно живая, скользит по странице.

Все вместе – Белон, Ронделе и Сальвиани – вдохнули новую жизнь в научное исследование и понимание рыб, начавшиеся с Аристотеля за 1800 лет до них. Но проблема определения того, что же такое рыбы и что отличает их от других животных, осталась нерешенной. Тем не менее, благодаря этим трудам ихтиология утвердилась в науке как одна из старейших ветвей зоологии. И они сохраняли свою значимость до тех пор, пока, более чем столетие спустя, не была опубликована другая работа, которая, возможно, стала одной из самых скандально известных книг о рыбах.

«История рыб» (De Historia Piscium) была опубликована в 1686 г., через 14 лет после смерти Фрэнсиса Уиллоби, английского натуралиста, чье имя стоит на обложке. Большую часть работы над книгой выполнил его друг и учитель Джон Рей. Они познакомились в Кембриджском университете и через несколько лет отправились в путешествие по Европе с амбициозной целью собрать материал для серии книг, которые преобразят естественную историю. Их работа должна была основываться на тщательном наблюдении за реальными живыми существами. Рей посвятил себя растениям, Уиллоби – птицам, насекомым и рыбам. С 1663 по 1666 г. они путешествовали по Англии, Франции, Германии, Нидерландам и Италии на судах, лошадях и в каретах. По дороге ученые собирали образцы, покупали книги и картины, внимательно следили за работой других естествоиспытателей, вскрывавших животных и изучавших их внутреннее строение.

Вскоре после возвращения друзей в Англию, во время обработки собранного материала, Фрэнсис Уиллоби умер от воспаления легких в возрасте всего 36 лет. Джон Рей взялся завершить работу своего друга. Первой стала книга о птицах «Орнитология в трех книгах» (Ornithologiae Libri Tres), опубликованная в 1676 г. Затем Рей переключил свое внимание на рыб.

Начатый Уиллоби проект со временем значительно изменился под влиянием представлений Джона Рея о природе. С самого начала Рей объявил, что книга не будет энциклопедией, простым собранием всевозможных известных фактов (а также выдумок) о водных животных. Это означало прощание с сиренами и морскими епископами. Он принял определение рыб, близкое к аристотелевскому: это животные, способные жить только в воде, не имеющие ног и шерсти. Его определение включало китообразных, поскольку они не могут выжить на суше, но исключило гиппопотамов и крокодилов. Рей также сделал большой шаг вперед, исключив крабов, моллюсков, медуз и других беспозвоночных. Наличие позвоночника теперь стало обязательным признаком рыбы.

Рей также усиленно работал, чтобы преодолеть то, что он называл «умножением видов». Расплывчатые описания часто приводили к тому, что одно животное называлось по-разному в разных текстах, что искусственно раздувало число описанных видов и приводило к путанице. Эта проблема, известная как синонимия, до сих пор не разрешена до конца (вид с наибольшим количеством имен сегодня – это Littorina saxatilis, североатлантическая морская улитка, которая получала наименование не менее 128 раз). Рей планировал преодолеть такую небрежность, концентрируясь на внешних признаках и обучая читателей правильно определять рыб по их внешнему виду. Это был первый в мире точный определитель рыб, включивший 420 тщательно отобранных видов.

Когда дело дошло до публикации «Истории рыб» (De Historia Piscium), епископ Оксфордский обещал покрыть расходы на печать при условии, что Лондонское королевское общество приобретет сто копий. Однако в конце концов Королевское общество решило опубликовать книгу за собственный счет, и это решение едва не привело к краху это научное общество, просуществовавшее на тот момент всего 30 лет[5].

Хотя Рей считал книгу готовой к публикации, несколько участников Королевского общества потратили еще 10 месяцев, редактируя текст, проверяя названия рыб, внося исправления и дополнения, в том числе – иллюстрации. Рей не был уверен, стоит ли вообще включать в книгу картинки, но в конце концов согласился с тем, что точные иллюстрации помогут читателям лучше определять рыб. Заказ новых рисунков обошелся бы слишком дорого, поэтому Рей и другие члены общества перерыли существующие книги в поисках иллюстраций, которые можно было бы скопировать. Их затем вырезали и передали гравировщикам, изготовившим 187 гравюр по размеру страниц.

Однако производство гравюр даже с готовых изображений тоже было недешевым, и для финансирования издания книги членов Королевского общества и ведущих ученых попросили подписаться на отдельные гравюры по одному фунту стерлингов за рыбу. В обмен подписчики должны были получить скидку на книгу, а их имя должно было быть напечатано рядом с соответствующей рыбой.

Я открываю копию «Истории рыб» Университетской библиотеки и вижу множество изящных изображений рыб и множество известных имен. Там есть летающая рыба, явно скопированная из книги Сальвиани, а рядом имя – С. Пипс. К тому моменту, когда книга была опубликована в 1686 г., Сэмюэл Пипс закончил писать свой принесший ему известность дневник, охвативший целое десятилетие жизни лондонцев. После этого он стал президентом Королевского общества и сделал щедрые пожертвования на издание этой книги; его имя появляется на 80 гравюрах, включая рыбу-молот и «голубую акулу» (скорее всего, китовую акулу). Среди других спонсоров книги можно увидеть имена химика Роберта Бойля, коллекционера Ганса Слоана и архитектора Кристофера Рена.

Всего было пожертвовано 167 фунтов стерлингов, но это было значительно меньше, чем требовалось для издания книги. Королевскому обществу пришлось оплатить оставшиеся 360 фунтов, большая часть из которых пошла на гравюры. Было напечатано 500 копий книги, продававшихся примерно по фунту каждая, а издания на бумаге лучшего качества и того дороже. Продажа книг могла бы с легкостью покрыть расходы, но Королевское общество значительно переоценило спрос на роскошную книгу Рея о рыбах, и большое число копий осталось непроданными. Это было плохой новостью для другого ученого, надеявшегося опубликовать свой труд в тот же год.

Обремененное долгами, Королевское общество было вынуждено отказаться от поддержки издания «Принципов» (Principia) Исаака Ньютона, фундаментального исследования, излагающего универсальную теорию тяготения и объясняющую движение планет, комет и других небесных тел. Вместо этого друг Ньютона и член Королевского общества Эдмунд Галлей оплатил наличными издание книги, ставшей вехой в становлении науки.

Эдмунд Галлей наиболее известен тем, что правильно предсказал периодическое возвращение кометы, которая теперь носит его имя, но его также многое связывает с рыбами. Галлей несколько лет возглавлял научные экспедиции по всему свету и отправлял изображения и описания экзотических рыб в Королевское общество. Он также изобрел водолазный колокол и описал его в 1714 г. в научной статье «Искусство жизни под водой» (The Art of Living under Water). Он тестировал его полтора часа, наблюдая за рыбами со дна реки Темзы. И в 1687 г. Королевское общество выдало Галлею 50 копий «Истории рыб» вместо его жалования в 50 фунтов.

Несмотря на то что издание книги Уиллоби и Рея стало коммерческим провалом, полной катастрофой это не было. Очевидно, Королевское общество воспринимало ихтиологию очень серьезно. Эти выдающиеся ученые не только вложили в книгу много денег, но также потратили значительное время на исправление и улучшение книги. Получившийся в результате объемистый труд внес значительный вклад в упорядочение названий видов и сделал большой шаг вперед в формировании ясного представления о том, что такое рыбы и где их место на древе жизни.

Спустя 50 лет была опубликована еще одна книга о рыбах, и опять с именем уже умершего к тому времени автора на обложке. Петер Артеди вырос на берегу Ботнического залива на северной оконечности Балтийского моря в Швеции. Там он заинтересовался рыбами, и уже в 11 лет изучал и вскрывал их и продолжал это делать в течение всей своей трагически короткой жизни.

В Уппсальском университете в Швеции Артеди изучал медицину, в то время самый близкий к его научным интересам предмет. Там он подружился с Карлом Линнеем, известным тем, что полностью изменил принципы классификации и наименования живых существ. Но когда два студента вместе проводили время в 1720-е гг., обмениваясь идеями о природе и обсуждая их, это было делом далекого будущего.

В 1734 г. Артеди покинул Швецию и отправился за рубеж, желая продолжить свое медицинское образование и одновременно – исследование рыб. Он поехал в Лондон, чтобы познакомиться с Гансом Слоаном и изучить образцы рыб, частично сформировавших первые коллекции Британского музея. Затем Артеди направился в Нидерланды, планируя получить там ученую степень в области медицины, и именно там он вновь повстречался с Линнеем.

К этому времени Артеди остался без средств, и Линней предложил ему подработать у Альберта Себы, выдающегося коллекционера, составлявшего каталог животных, которых ему привозили моряки и купцы из Индии. Это были последние рыбы, которых видел и изучал Артеди. В сентябре 1735 г., задержавшись допоздна с друзьями в доме Себы в Амстердаме, Артеди упал в канал по дороге домой и утонул.

Линней, услышав эту печальную новость, тут же поспешил в Амстердам. Он выплатил сумму, которую Артеди задолжал владельцу дома, в обмен на пять рукописей по ихтиологии, над которыми работал его друг. Через три года Линней опубликовал отредактированные им работы в однотомнике под названием «Ихтиология» (Ichtyologia)[6].

Это следующий труд, который я достаю из своей стопки в университетской библиотеке, – скромная книга, размером с роман в мягкой обложке с изящно раскрашенными под мрамор форзацами. В ней нет иллюстраций, только списки названий и описания. В то время это была книга о рыбах, уникальная в своем роде.

По сравнению со своими предшественниками Артеди внес несколько новшеств в исследование рыб. Он перенял амбициозный замысел Рея вычистить лишние названия рыб, но пошел еще дальше. В течение многих лет Артеди изучал книги о рыбах, включая тома, лежащие передо мной. Он выписывал и сопоставлял обиходные (общие) названия рыб на разных языках, чтобы показать, как авторы из разных стран часто описывают один и тот же вид под разными названиями.

Затем он приложил огромные усилия, чтобы классифицировать эти виды по группам. Сначала он разделил животное царство на классы, включавшие млекопитающих, птиц и рыб. Затем он разделил класс рыб на пять отрядов в зависимости от того, был ли их скелет хрящевым (Chondropterygii, хрящевые рыбы) или костным, были ли их плавники игольчатыми (Acanthopterygii, колючеперые рыбы) или мягкими (Malacopterygii, мягкоперые рыбы) и были ли у них наружные жабры (Branchiostegi, бланквиловые рыбы); китообразные все еще считались рыбами отряда Plagiuri. Отряды были подразделены на манипулы, роды и виды[7].

Всего «Ихтиология» Артеди включает 52 рода и 242 вида. На тот момент это был самый исчерпывающий список рыб, известный западной науке. В частности, Артеди расширил горизонты науки о рыбах, включив несколько видов, обитающих за пределами Европы. Артеди дал имена нескольким экзотическим видам из коллекций Слоана и Себы, в том числе некоторым видам рыб-бабочек с тропических коралловых рифов, а также четырехглазке из Южной Америки.

При разделении рыб на группы Артеди использовал в том числе и собственные исследования реальных образцов; просто переписывать чужие работы ему претило, он должен был увидеть рыбу своими глазами. Он был внимательнее к деталям, чем кто-либо до него, не только в ихтиологии, но в естествознании в целом. Ученый мог несколько дней работать над единственным образцом, считая лучи плавников, чешуйки, зубы и позвонки и зарисовывая внутренние органы. Его работа стала толчком к зарождению таксономии – требующей усердия науки о принципах классификации биологических видов. В то время как Артеди практически забыт, Линней считается основателем современной систематики, несмотря на то что его покойный друг помог ему разработать ключевые идеи, стоящие в основе его нового, упорядоченного представления о живой природе. В своей знаменитой книге «Система природы» Линней следовал идее Артеди об иерархической системе таксонов: виды объединяются в роды, роды в семейства и так далее. Он также использовал виды рыб, описанные Артеди, но с некоторыми важными исключениями.

Линней первым перестал называть китообразных рыбами; он уверенно расположил их среди млекопитающих. Артеди прекрасно понимал, что киты, дельфины, ламантины и нарвалы радикально отличаются от других водных позвоночных, но не смог избавиться от исторически сложившейся практики объединять всех плавающих позвоночных в одну группу. Именно Линней первым сделал правильный шаг и ввел понятие морских млекопитающих. В результате у него осталось примерно 230 видов истинных рыб, все они признаны и сейчас. Однако видов рыб в мире, конечно, значительно больше.

В течение следующего века сотни исследователей и натуралистов путешествовали по всему свету с различными целями, в том числе стараясь обнаружить и дать название новым видам, многие из которых были рыбами. Тысячи новых видов рыб из рек и озер Северной Америки, замерзших морей Исландии и Сибири и теплых прозрачных вод Красного моря и Индийского океана заняли свое место в мире науки.

Помимо искателей приключений от науки, охотившихся за новыми животными, собиравших фиксированные образцы и чучела, существовало множество ученых, никогда не покидавших своего кабинета, в основном в Европе, которые с энтузиазмом писали и переписывали трактаты о новых видах, прибывающих с далеких берегов. Одним из таких наиболее плодовитых кабинетных ученых был человек, которого сегодня помнят не за его труды о водном мире, однако он написал серию работ, положившую начало новой эры в ихтиологии.

Однако вернемся в отдел редких книг, где я почти добралась до основания моей стопки трудов о рыбах. Осталось всего три, выбранные из монументального 24-томника, который был и, возможно, остается самым грандиозным трудом по ихтиологии. Для его завершения понадобились десятилетия, и он все равно пережил своих авторов, скончавшихся до завершения этой версии «Естественной истории рыб» (Histoires Naturelles des Poissons).

Первый автор – французский зоолог Жорж Кювье из Национального музея естественной истории в Париже. Он был пионером сравнительной анатомии, науки, изучающей сходство и различия в строении и развитии организмов, принадлежавших к разным систематическим группам; он первым предположил, что раньше Земля была заселена гигантскими рептилиями, и убедил скептически настроенную научную элиту, что виды могут вымирать и такое не раз случалось раньше. Кювье также поставил себе смелую цель каталогизировать всех известных рыб на планете. Для этого он собрал непревзойденную коллекцию рыб. Он организовал целую сеть путешественников, которые собирали рыб со всего света, консервировали их в соли и отправляли Кювье в Париж. Там он их идентифицировал, классифицировал, давал названия и писал свои тома «Истории рыб».

Я открываю том с удивительно живыми изображениями рыб. Гравюры были раскрашены вручную, они выглядели бы уместно даже в современном определителе рыб. Я узнаю рыбу за рыбой: вот красная рыба-белка с большими круглыми глазами, амфиприон с белыми полосами на оранжевом теле и великолепные рыба-меч и парусник, занимающие двойной разворот.

Кювье составил подробные описания сотен рыб. Они постепенно публиковались в нескольких томах вплоть до его смерти в 1832 г., после чего его ученик Ашиль Валансьен продолжил работу в одиночестве. Вместе они опубликовали 22 тома и описали 4512 видов, совершив огромный прорыв по сравнению с Артеди, работавшим чуть меньше столетия назад. Но эта грандиозная работа оставалась незавершенной. В 1865 г. еще один французский зоолог Огюст Дюмериль продолжил работу Кювье и Валансьена и выпустил еще два тома, посвященных осетрам, сарганам и акулам. Это были последние тома наиболее полного каталога рыб, который когда-либо увидел свет, и авторы дали понять, что изучение видового разнообразия рыб только началось.

Я покидаю отдел редких книг библиотеки и поднимаюсь по узкой металлической лестнице, минуя 150 лет истории, обратно в настоящее, чтобы попасть к полкам, где хранятся менее ценные тома. Здесь я ищу самые современные книги о рыбах.

Одной из самых новых является 600-страничная книга «Рыбы мировой фауны» (Fishes of the World)[8] американского ихтиолога Джозефа Нельсона. В ней нет списка отдельных видов, их слишком много. В ней сказано, что существует 27 977 известных видов рыб и, по приблизительной оценке, если включить те виды, которые ученым еще предстоит найти, их общее число может достигнуть по крайней мере 32 500[9]. Я листаю страницы, в основном рассматривая иллюстрации. На простых черно-белых рисунках показаны основные группы рыб (преимущественно отряды и семейства), и очевидно, что все они в той или иной степени обладают определенными свойствами рыб. Нельзя не признать, что это разношерстная компания, но большинство отличается несколькими ключевыми признаками: два глаза, рот и набор плавников, расположение которых меняется от группы к группе. Глаза могут быть крошечными или большими сферами, а в некоторых случаях могут вообще отсутствовать. Рот может быть маленьким и складчатым, огромным и широко открытым или смещенным вниз и искривленным. Набор плавников обычно включает хвостовой, пару грудных – по одному с каждой стороны, спинной плавник сверху, пару брюшных плавников снизу и анальный плавник, ближе к хвосту. Плавники бывают в виде аккуратных треугольников, закругленных вееров или длинных лент; хвосты могут быть с заостренными или закругленными концами.

В этой книге есть одно существенное добавление, которое я не видела в более старых изданиях. В «Рыбах мира» приведена большая схема с взаимосвязанными линиями и названиями – эволюционное древо рыб.

Аналогично тому, как генеалогические деревья прослеживают человеческую родословную, эволюционные деревья показывают, как живые существа связаны друг с другом происхождением. Они дают представление о том, что произошло за миллионы лет эволюции, когда одни виды давали начало другим. Я хотела бы, чтобы это эволюционное древо рыб вспомнилось мне на радиопередаче Би-би-си. Существуют ли рыбы? Да, без сомнения. И эволюционное древо помогает нам понять, почему это так.

Проще говоря, все животные, которых мы называем рыбами, связаны родственными отношениями, и все они расположены в одной части общего древа жизни. Рыбы не рассыпаны по кроне дерева. Мы можем отрубить лишь одну ветвь, и все рыбы будут на ней.

Изначально схемы, подобные этой, основывались на внешнем и внутреннем сходстве и различиях между живыми существами. Те, которые выглядят наиболее похоже как внешне, так и по своему внутреннему строению, являются более близкими родственниками по сравнению с теми, кто выглядит иначе. Это возвращает нас к идее Аристотеля о том, что рыбы – это все животные, живущие в воде и имеющие позвоночник, жабры и конечности в форме плавников. К этому мы можем добавить другие признаки (о многих из них пойдет речь в этой книге дальше), которые не встречаются у остальных животных.

Генетические исследования окончательно доказывают, что все рыбы являются родственниками. Возьмите кусочек любой рыбы, прогоните его через аппарат для секвенирования ДНК, и результаты покажут, что генетический код этой рыбы во многом совпадает с генетическим кодом других рыб, поскольку все они унаследовали его от общего предка. С генетической точки зрения, рыбы больше похожи друг на друга, чем на какое-либо другое живое существо, включая медуз и морских звезд (которые, несмотря на то что в их английском названии, а именно jellyfish, starfish, есть слово «fish», т. е. «рыба», не имеют позвоночника и совершенно точно рыбами не являются).

Однако остается одна пустяковая проблема. Эта загвоздка приводит нас обратно к тому, откуда мы начали: являются ли все плавающие существа рыбами? Потому что где-то в середине эволюционного древа рыб расположена ветвь, обозначенная «четвероногие» – позвоночные наземные животные с четырьмя конечностями. К ним относятся крокодилы, бегемоты и другие существа, которых выкинули из ранних книг о рыбах. Однако они всё еще пребывают где-то рядом.

Если мы возьмем ветвь рыб эволюционного древа, которую мы только что отпилили, и потрясем ее, из нее посыплется множество других животных: не только рыбы, но и жабы, летучие мыши, гадюки, пеликаны, жирафы, белые медведи и люди. Мы все чужаки среди рыб, наряду с остальными нашими четвероногими родственниками – млекопитающими, земноводными, птицами и рептилиями.

Именно поэтому биологи ворчат по поводу термина «рыбы». Рыбы не являются монофилетической группой, как, например, моллюски; можно отрубить одну ветку древа жизни, и на ней будут только улитки, кальмары, осьминоги и другие моллюски. То же самое справедливо для насекомых и цветковых растений, но не для рыб. Проблема в том, что, для того чтобы получить ветвь только с рыбами, нужно махнуть топором еще раз и отрубить происходящих от них четвероногих. Это делает рыб парафилетической группой[10]. И, по мнению этих недовольных биологов, нельзя просто ходить и рубить ветви с деревьев, надеясь, что никто не заметит. С их точки зрения, этот подход является искусственным и необоснованным.

Однако парафилетическая группа рыб все же не настолько искусственная и необоснованная, как полифилетические группы. Составляющие такой группы разбросаны по всему древу жизни. Чтобы собрать их вместе, нужно пройтись топором и ножницами по всему дереву. Взять, например, выделяемую ранее группу толстокожих, куда входили такие разные животные, как слоны, носороги и бегемоты, не являющиеся близкими родственниками среди млекопитающих, просто у всех у них толстая кожа. Впрочем, по общему признанию, большинство полифилетических групп являются случайными (искусственными). Как только ошибку выявляют, обычно в результате генетического анализа, вид быстро переносят к его близким родственникам в «правильную» группу.

Помимо рыб, есть еще несколько общепризнанных парафилетических групп. Динозавры также пострадали от «неправильного» названия, поскольку к ним относят птиц. Ради биологической точности мы должны называть всех птиц пернатыми динозаврами или, если вам больше нравится, всех динозавров типа тираннозавра или стегозавра «не-пернатыми динозаврами». Аналогично рыбы могут называться «не-четвероногими позвоночными». Но обычно нам вполне хватает терминов «птицы», «динозавры» и «рыбы».

Строго говоря, если настаивать на следовании правилам таксономии[11], то люди – это рыбы, как и все остальные наземные четвероногие. Но такой подход ничего для нас не проясняет. В «Рыбах мира» Нельсон удовольствовался тем, что отметил эту полифилетическую аномалию и следовал простому определению рыб – все водные позвоночные, обладающие жабрами в течение всей жизни и конечностями в форме плавников. Как он отметил, термин «рыбы» просто удобен. Нам нужно лишь смириться с тем, что рыбы дали начало четвероногим; некоторые рыбы эволюционировали и начали постоянно жить на земле, став земноводными, затем рептилиями, птицами и млекопитающими. Другие рыбы остались в воде и продолжили эволюционировать там, занимаясь своими рыбьими делами. Для того чтобы узнать, как и когда это произошло, нам нужно внимательнее взглянуть на ветвь рыб на древе жизни, что заодно поможет нам лучше понять, что же это значит – быть рыбой.

Седна, богиня моря

Эскимосский миф

В деревне далеко на севере жила женщина по имени Седна, и многие мужчины хотели на ней жениться. Она отказывала им всем, пока не пришел охотник с далекого острова. Он пообещал ей изысканные лакомства и меха, и она согласилась выйти за него замуж. Когда они остались вдвоем на его острове, муж Седны признался, что он не человек, а птица. Седна пришла в ярость, но не могла покинуть остров. Когда ее отец услышал о том, что произошло, он приплыл, чтобы спасти ее, и убил человека-птицу. Когда Седна с отцом спасались бегством на его каяке, другие птицы узнали, что произошло, и погнались за ними. Они с такой силой махали крыльями, что поднялся шторм, и отец Седны перепугался до смерти. Он выбросил Седну из каяка в ледяное море, желая ублажить рассерженных птиц. Седна схватилась за край лодки и попыталась вскарабкаться обратно, но отец отрубил ее пальцы, которые стали китами, морскими котиками и рыбой. С тех пор Седна живет под водой и властвует над всеми живущими там существами. У нее тело женщины и хвост рыбы. Если вы заглянете в море, то можете увидеть ее похожие на водоросли длинные волосы, струящиеся по течению. Эскимосы почитают и боятся ее. Когда им не удается поймать достаточно животных для еды, шаман превращается в рыбу и плывет к ней. Он расчесывает колтуны в ее волосах и заплетает их в красивые косы. Он дарит Седне радость, и в благодарность она выпускает животных из глубин океана, чтобы люди на них охотились.

Глава 2

Взгляд из глубины: знакомство с рыбами

В июле 1837 г., через год после возвращения из своего путешествия на корабле «Бигль», Чарльз Дарвин набросал в блокноте маленькую схему эволюционного древа. Он пометил расходящиеся от ствола ветви А, В, С и D и рядом написал: «Думаю, это так».

Спустя 22 года Дарвин опубликовал свой знаменитый труд «Происхождение видов» (On the Origin of Species), однако это хрупкое деревце было, по-видимому, первой его попыткой наглядно представить путь эволюции. Понятие древа жизни не было новым, но Дарвин первым предложил ясную идею о том, как все возникло.

Переместимся вперед во времени, в 2016 г., когда в статье в журнале Nature Microbiology был объявлен «новый взгляд на древо жизни». Он основывается на нуклеотидных последовательностях генов и учитывает десятки групп бактерий и других микроорганизмов, которые ранее не рассматривали. Это дерево имеет мало общего со скромным деревцем Дарвина и напоминает даже не дерево, а, скорее, расходящиеся в стороны, ветвящиеся водоросли. Однако оба дерева основаны на одной фундаментальной идее: жизнь дает начало новой жизни, и все живые существа родственны друг другу.

При рассмотрении эволюционного древа нужно помнить, что самые древние формы жизни расположены снизу и путем естественного отбора из них получаются новые линии, которые отделяются и формируют свои собственные ветви. Помимо этого, места, где ветви соединяются с основным стволом, обозначают предка, общего для двух разошедшихся линий. На генеалогическом древе человека это эквивалентно дяде или деду, общему для кузенов. В эволюционных исследованиях мы редко знаем, как эти предки выглядели или когда точно они жили. И были ли предки несколькими особями или популяцией, которая разделилась, а ее части постепенно эволюционировали в отдельные виды.

Если мы сконцентрируемся на той части древа жизни, где располагаются рыбы, то наткнемся на густые заросли. Окончательная версия эволюционного древа рыб будет содержать все 30 000 видов. Даже дерево в «Рыбах мира» Нельсона занимает несколько страниц и описывает 7 надклассов и 62 отряда рыб. Но не пугайтесь. Чтобы пройтись по огромному разнообразию рыб, нам не нужно такое сложное дерево. Нам хватит и скромной версии, состоящей из 12 ветвей и веточек. Это может показаться радикальным упрощением, но эти 12 ветвей представляют собой основные группы рыб, и они не позволят нам упустить что-либо важное.

Мы рассмотрим это древо не так, будто бы карабкаемся по реальному дереву, начиная с земли и постепенно продвигаясь вверх и в стороны, к концам расходящихся ветвей, но представим, будто мы уже достигли самых дальних веточек и теперь спускаемся назад на твердую землю. Представители 12 групп, с которыми мы познакомимся, в основном живы и сейчас (эволюционные деревья могут включать и вымершие виды, но о них мы поговорим позже), и по мере нашего продвижения вниз по дереву мы будем видеть разветвления, соответствующие все более древним предкам, общим для обитателей выше расположенных ветвей. Таким образом, наше исследование эволюционного древа рыб становится путешествием в прошлое. Это означает, что, спускаясь вниз по дереву, мы будем встречать ныне здравствующие группы рыб, напрямую ведущие родословную от предков, живших во все более далекие прошедшие времена. И это означает, что мы начнем с группы, отделившейся от остальных последней, которая сегодня к тому же является наиболее важной.

Представьте себе любую рыбу, и с большой вероятностью в вашем воображении всплывет кто-нибудь из группы костистых рыб. Это первая группа, с которой мы сталкиваемся на эволюционном древе рыб, и она намного больше других. Костистые рыбы составляют примерно 96 % всех известных видов рыб[12], и неудивительно, что именно в этой группе мы наблюдаем наибольшее разнообразие внешнего вида рыб, их поведения и местообитаний.

Везде, где есть вода, можно найти костистых рыб: золотые рыбки плавают в садовых прудах; гавайские бычки-скалолазы карабкаются по водопадам, присасываясь губами к камням; высоко в водоемах Гималаев живут огромные сомы, достигающие размеров взрослого человека и способные им полакомиться; серебристые стаи анчоусов, сардин и сельдей стремительно проносятся в открытом море, спасаясь от опасных охотников – рыбы-меча, парусника, тунца или ваху[13].

Костистые рыбы обитают и в самом холодном океане на планете – ледниковых водах, окружающих Антарктику. Белокровки выживают при отрицательных температурах, и в течение многих лет биологи считали, что у них есть какая-то стратегия, препятствующая замерзанию. Океан там не замерзает потому, что он очень соленый, но живые ткани не способны выдерживать такие высокие концентрации солей. У рыб должен был быть какой-то другой способ оставаться живыми. В 1960-х гг. Артур ДеВрис, тогда работавший в Стэнфордском университете в Калифорнии, обнаружил в крови белокровок особые молекулы – гликопротеины, – которые останавливают рост кристаллов льда. Он открыл рыбью версию антифриза. Схожие молекулы были выделены и из костистых рыб других видов. Керчаковые и тресковые, камбалы и сельди имеют гены для производства собственного антифриза, которые они могут включать при падении температуры.

Костистые рыбы также самые глубоководные из всех ныне живущих рыб. Внизу, в бездне, под многокилометровой толщей воды, затаился «треногий» батиптер, опираясь тремя длинными плавниками на дно, и ждет, когда мимо проплывет добыча. Еще глубже ошибни и липарисы соревнуются за звание не только самых глубоководных рыб, но и самых глубоководных позвоночных. Какая именно группа победит, не имеет особого значения, поскольку представители обеих были обнаружены на глубине 8 км, чуть выше дна Мариинской впадины, самой глубокой точки океана. Обе группы рыб имеют мягкую прозрачную кожу и маленькие, глубоко посаженные глаза, которые, скорее всего, не особо хорошо видят. У некоторых ошибней глаза настолько крошечные, что их называют «безликими рыбами».

Даже если воды очень мало, костистые рыбы находят способ выжить. Посреди американской Долины Смерти, одной из самых жарких пустынь на планете, дьявольский карпозубик (Cyprinodon diabolis) живет в известковой пещере, в единственном подземном озере. С тех пор как ученые начали их подсчитывать в 1970-е гг., число особей этих маленьких синих рыбок варьировалось от 35 до 500. По последним данным, их осталось всего 115, благодаря чему дьявольским карпозубикам принадлежит сомнительная честь называться самыми редкими рыбами на планете. В апреле 2016 г. трое пьяных мужчин прорвались в огороженную пещеру карпозубиков. Они поплескались в воде, наступили на нескольких рыб и наблевали, что привело к смерти по крайней мере одного карпозубика. В довершение всего они оставили там трусы. За свое преступление они получили год тюрьмы и заплатили крупный штраф.

Костистые рыбы могут выжить при недостатке воды за счет своей подвижности. Когда в Юго-Восточной Азии лягушковые клариевые сомы (Clarias batrachus) оказываются в пересыхающем водоеме, они просто оттуда уходят, перемещаясь с помощью плавников по земле туда, где больше воды. Мангровые ривулусы (Kryptolebias marmoratus) месяцами живут совсем без воды, поглощая кислород кожей и прячась в дуплах, пустых крабовых норах и кокосовых скорлупках. Когда им становится слишком жарко, они выпрыгивают на воздух, чтобы охладиться.

Самая большая костистая рыба – это рыба-луна. Ее дисковидное уплощенное тело достигает 3 м в длину, а масса – 2 т[14]. Ее иногда называют «плавающей головой»; у нее нет хвоста, и она плавает за счет движения из стороны в сторону высокого спинного и анального плавников. У этих рыб есть привычка плавать на боку на поверхности моря, принимая солнечные ванны. Это укрепило их репутацию спокойных, неторопливых животных, однако в 2015 г. Ицуми Накамура с коллегами из Токийского университета прикрепили температурные зонды, акселерометры и маленькие видеокамеры к лунам-рыбам и обнаружили, что они энергично ныряют в глубокие холодные воды в погоне за медузами, а затем лежат на солнце, чтобы согреться.

Название «костистые рыбы» объясняется тем фактом, что они располагаются на самой внешней ветви эволюционного древа рыб. Согласно их официальному названию Teleostei, они обладают «идеальными костями» (от древнегреческих слов teleios – идеальный или полностью выросший, и osteon – кость), хотя в них нет ничего врожденно идеального; они просто занимают ветвь, отделившуюся последней.

Все эти рыбы собраны в одну группу потому, что они обладают сходными признаками. Их «идеальные» кости менее плотные, чем у их предков, с внутренними поперечными сшивками, делающими их крепкими, но легкими. Позвоночник у них проходит по всему телу и заканчивается прямо перед хвостовым плавником, эта часть тела (от анального отверстия до начала хвостового плавника) носит название хвостового стебля. Благодаря устройству костей в этой области хвосты у костистых рыб более жесткие, чем у их отдаленных предков[15]. Благодаря этому они хорошо плавают, продвигаясь вперед за счет мощных движений хвоста, и им не нужно изгибаться всем телом из стороны в сторону.

Тело костистых рыб обычно покрыто очень тонкими и легкими чешуйками, состоящими из коллагена и гидроксиапатита, кальцийсодержащего минерала, из которого большей частью состоят человеческие кости. Чешуйки растут перекрывающимися рядами от головы до хвоста, как черепица, обеспечивая костистых рыб крепкой и гибкой броней.

Кости в челюстях костистых рыб также устроены особым образом, что позволяет им выдвигать рот вперед для засасывания добычи. Это помогает им разнообразить рацион, и они могут есть практически все что угодно: они глотают планктон, пощипывают водоросли, поедают друг друга (живыми или мертвыми), грызут листья, заглатывают ил и жуют семена. Другие рыбы, с которыми мы познакомимся, значительно привередливее – большинство из них строго плотоядные.

В группу костистых рыб входят десятки отрядов. Существует около 1600 видов отряда харацинообразных (в том числе пираньи, тетры и мелкие харацинки, нанностомусы), более 3000 видов в отряде карпообразных (карпы, гольяны, гольцы) и примерно столько же видов в отряде сомообразных (сомы, в том числе горные, дипломистовые, псевдопимелодовые). В мире существует более 600 видов, входящих в отряд трескообразных, около 700 видов камбалообразных и около 900 видов угреобразных.

Две самые большие группы костистых рыб объединяют значительную часть животных, которых мы встретим в этой книге. Одна разнородная по своему составу группа (окуневидные, Percoidei) включает и светящихся в темноте сребробрюшковых, и плюющихся водой брызгунов, и рыб-листьев, которые притворяются, что они не рыбы, и шумных горбылей. Многие рифовые рыбы тоже относятся к этой группе: груперы, рыбы-бабочки, рыбы-ангелы, султанки, луцианы, ложнохромисы.

Губаны и рыбы-ласточки, рыбы-попугаи (названные так за их клювоподобный рот и характерные зубы) и сиганы составляют вторую крупную группу (губановидные, Labroidei)[16], которая включает в том числе и цихлид, обитающих в пресных водах по всему миру, а самые известные представители этого семейства населяют Великие Африканские озера. Примерно от 2 до 10 млн лет назад в земной коре образовалась новая трещина вдоль Восточно-Африканской рифтовой долины. Она наполнилась водой и сформировала озера Малави, Виктория и Танганьика. Цихлиды были одними из первых рыб, которые там поселились, и со временем от них произошли примерно 1700 эндемичных видов, которые не встречаются больше нигде на планете. Некоторые из них эволюционировали очень быстро и бурно. Считается, что территория озера Виктория была сушей еще 12 500 лет назад, то есть с тех пор там появилось примерно 500 эндемичных видов.

Когда существует столько идеально-костных рыб, наверное, проще указать животных, которые не являются костистыми рыбами и которые могут оказаться в поле вашего зрения. Для этого нам нужно спуститься на ветку ниже по эволюционному древу.

Загляните в тихую заводь какой-нибудь реки на востоке США, например реки Святого Лаврентия или Миссисипи, и, возможно, вам удастся увидеть одинокую рыбу, выжившую в ходе эволюции. Скорее всего, придется внимательно поискать среди корней растений или под затонувшими стволами деревьев, чтобы найти эту рыбу – цилиндрической формы, с пестрой желтовато-коричневой окраской, примерно 50 см в длину в зрелом возрасте. У молодых самцов у основания хвостового плавника имеется пятно с оранжевым окаймлением. Рыба может одинаково ловко плавать вперед и назад, волнообразно шевеля спинным плавником, который тянется вдоль всей спины.

Это ильная рыба, или амия (Amia calva), самый близкий ныне здравствующий родственник костистых рыб. Примерно 200 млн лет назад, в позднем триасовом периоде, амиевые (семейство Amiidae) имели общего предка с костистыми рыбами. Они процветали в соленых и пресных водах повсюду от Америки до Европы, от Азии до Африки. Однако сегодня вы найдете всего один вид амиевых – ильную рыбу – у берегов рек, озер и болот Северной Америки.

Из-за особого строения ильную рыбу систематики помещают в отдельную группу (отряд) амиеобразные (Amiiformes). Она обладает некоторыми общими признаками с костистыми рыбами, например у нее также есть жабры для поглощения кислорода из воды; наполненный воздухом мешок – плавательный пузырь, служащий внутренним надувным спасательным средством; и ряд заполненных жидкостью пор и каналов, называющихся боковой линией и воспринимающих движение и вибрации в воде (подробнее об этом мы расскажем позже). Ильные рыбы обладают также некоторыми другими необычными свойствами, например они используют свой плавательный пузырь не только для плавания, но и для того, чтобы дышать воздухом. Этим они больше похожи на рыб, располагающихся ниже по эволюционному древу, включая панцирниковых, которые занимают соседнюю ветвь, как раз под ильными рыбами.

В мелких, заросших водорослями реках и озерах Северной Америки, помимо ильных рыб, можно встретить представителя и другой группы рыб, которая когда-то обитала повсеместно. Всего существует 7 видов панцирниковых рыб[17], которые имеют общего предка с амиеобразными, жившего примерно 260 млн лет назад. Панцирниковые рыбы покрыты сцепленными друг с другом гладкими (ганоидными) чешуями, которые индейцы использовали для укрепления нагрудных доспехов и кончиков стрел. Самым известным и крупным представителем является миссисипский панцирник (Atractosteus spatula). Благодаря длинному рылу с двумя ноздрями на конце эта двухметровая рыба похожа на рептилию. Двойной ряд зубов сразу выдает, что она не настоящий аллигатор, но издалека легко обмануться. В 2010 г. в озере в Гонконге, вдали от их дома в Америке, были замечены десятки миссисипских панцирников. Местные жители запаниковали, решив, что это настоящие аллигаторы, и власти быстро от них избавились. Предполагается, что панцирников выпустили на волю владельцы аквариумов, которые не ожидали, что их подопечные могут дорасти до таких размеров.

Икра (яйцеклетки рыб) – это самая известная часть рыб, которых мы встретим следующими в нашем путешествии вниз по эволюционному древу. На четвертой ветви сверху расположены 27 видов осетровых. Большинство из них особо не изменилось с тех пор, как в морях юрского периода они обитали бок о бок с ихтиозаврами и плезиозаврами и, возможно, ощущали топот динозавров, проходивших по берегам солоноватых лагун. Вместо чешуи осетры покрыты рядами заостренных пластинок – костных щитков, называемых жучками; у них мясистые, завернутые кверху рыла, покрытые электрочувствительными порами с четырьмя свисающими книзу усиками.

Осетры обитают в северном полушарии. Если вам повезет, вы увидите их в тех же водоемах Америки, где живут миссисипский панцирник и ильная рыба; они также встречаются в Европе и Азии, в реках, озерах, морях и океанах – от Атлантического до Тихого. Везде, где обитают осетры, им живется не слишком сладко с тех пор, как люди распробовали их икру. Особенно любимым людьми видом является калуга (Huso dauricus) из реки Амур, берущей свое начало в горах на северо-востоке Китая и впадающей в Охотское море на севере Тихого океана. Севрюга (Acipenser stellatus), живущая в реках, впадающих в Каспийское, Азовское и Черное моря, также ценится за икру. Там же плавает белуга (Huso huso), чья икра считается самой лучшей и, соответственно, самой дорогой. Самки могут вырастать до 8 м в длину, больше, чем китообразные млекопитающие белухи, с которыми их иногда путают из-за названия, и способны отложить миллионы икринок за один раз. Рекордная по размерам белуга была добыта в России в 1924 г.: она весила более 1,2 т, и внутри нее было 245 кг икры. Сегодня покупка такого количества икры обойдется вам не менее чем в миллион фунтов стерлингов, а возможно, и в два.

Спрос на черную икру послужил одной из причин, почему в 2010 г. осетровые рыбы возглавили список наиболее угрожаемых животных в мире: 23 из 27 видов осетровых находятся на грани вымирания[18]. Сырдарьинские лжелопатоносы (Pseudoscaphirhynchus fedtschenkoi) с верхней лопастью хвоста, вытянутой в хвостовую нить, исчезли в 1960-е гг. Белуги также находятся в крайне опасной ситуации. Единственный вид, который у вас еще есть шанс увидеть, это белый осетр (Acipenser transmontanus) с тихоокеанского побережья США. Длиной до 6 м, он считается самой крупной пресноводной рыбой в Северной Америке, хотя обычно белые осетры достигают вдвое меньших размеров и проводят большую часть времени в море, вблизи берега, прежде чем уплыть в глубь материка на нерест.

Плотины, перегораживающие путь миграции к местам нереста, также добавляют неприятностей современным осетрам, как и нарастающее загрязнение воды. Осетры не способны справиться с этими проблемами. Им нужны десятки лет для достижения зрелости, и даже после этого самки размножаются примерно раз в 5 лет. В сравнении с быстро размножающимися видами, популяции осетров не могут восстановиться достаточно быстро. С другой стороны, осетры могут жить до 100 лет и дольше, то есть, если в дикой природе осталось несколько рыб, существует вероятность, что они когда-нибудь встретятся и произведут на свет потомство.

В еще более плачевном состоянии находятся два близких родственника осетров, располагающиеся на той же эволюционной ветви (осетрообразные, Acipenseriformes). Один вид обитает в Америке, другой – в Китае. По крайней мере, так было совсем недавно. Ученые опасаются, что псефур, или китайский веслонос, вымер[19]. Последний раз его видели живым в 2003 г. И это несмотря на то, что группа биологов три года, вплоть до 2009 г., искала его на всем протяжении реки Янцзы – от Тибетского плато до Шанхая. Все, что им удалось обнаружить, – это два сигнала сонара, которые показали наличие в воде существа размером примерно с веслоноса.

У американского веслоноса дела обстоят немного лучше. Он живет в сплетении озер и рек бассейна Миссисипи. Треть его двухметрового тела составляет широкое уплощенное рыло (рострум, который немного напоминает весло, отсюда и название), поддерживаемое сетью звездоподобных хрящей, покрытых кожей без чешуй. Ученые только совсем недавно поняли, зачем им такой странный вырост. Рыло покрыто ямочками, в которых расположены чувствительные рецепторы, воспринимающие слабые электрические поля. Покачивая своим «веслом» в толще воды, веслонос регистрирует импульсы от движения дафний и бросается на сигнал с открытым, как ловушка, ртом.

В Северной Америке пытаются восстановить былое величие веслоносов. Ареал у этих рыб когда-то был гораздо обширнее: они обитали во всех Великих озерах и в водоемах по крайней мере четырех штатов, где их теперь нет. Многие водные резервуары заселены искусственно выращенными рыбами, в том числе для рыбалки, но они расположены в местах, где у этих рыб нет возможности размножаться. Для этого им нужны быстрое течение и чистая галька. Большинство американских веслоносов – это старые рыбы.

В поисках недостающего звена

Спускаясь ниже по эволюционному древу, мы встречаем первых рыб, которые долгое время приводили систематиков в недоумение. Многоперы выглядят как маленькие улыбающиеся змеи. Всего существует 12 видов, известных среди продавцов аквариумных рыб как полиптерусы, или биширы. В естественной среде обитания их можно встретить в реках и болотах Африки. Они покрыты крошечными чешуйками и имеют длинный спинной плавник, разделенный на части, так называемые плавнички. Плавают они за счет движения широких, похожих на веер грудных плавников. Многоперовые рыбы могут дышать воздухом с помощью пары легких, вдыхая через рот и выдыхая через отверстия на макушке – брызгальца. У них есть жабры, но в стоячей воде, если у них нет доступа к поверхности для заглатывания воздуха, они умирают.

До того, как этих рыб впервые обнаружили в реке Нил в 1802 г., специалисты по анатомии рыб никогда не видели такого странного сочетания признаков, и они поставили важный вопрос: не являются ли многоперовые недостающим звеном между рыбами и земноводными?

Чарльз Дарвин много размышлял об отсутствии промежуточных стадий между различными группами животных. Нахождение этих «недостающих звеньев», как в форме ископаемых, так и живых организмов, должно было подтвердить его теорию происхождения видов от других видов и помочь составить древо жизни. Особый интерес представляли связующие звенья между позвоночными, живущими в воде и на суше, то есть рыбами и четвероногими, и вопрос о том, как наши предки приспособились к наземному образу жизни.

К концу XIX в. стало популярным исследовать зародыши животных для того, чтобы понять пути эволюции. Идея заключалась в том, что на первом этапе развития, когда оплодотворенная яйцеклетка делится на клетки, микроскопическое строение эмбрионов животных разных систематических групп различается. Ученые были уверены, что для того, чтобы понять, являются ли многоперовые рыбами земноводными или неким промежуточным звеном, им нужны эмбрионы, а их не так легко найти. Эти животные обитают в водоемах бассейнов рек Конго и Нила, добраться до которых трудно, а возможно, и опасно даже в наши дни. Но это не отпугнуло двух исследователей, которые более века назад были полны решимости заполнить этот зоологический пробел.

Одним из них был англичанин Джон Баджет. Уже в детстве он увлекался зоологией. У него дома было множество разнообразных питомцев, и он построил маленький музей, заполненный чучелами животных и скелетами, которые изготовил сам, включая корову, оленя и семейного любимца – шетлендского пони. Он часто посещал местный зоопарк, чтобы проверить состояние больных животных в надежде на пополнение своей коллекции.

В 1894 г. Баджет начал изучать зоологию в Кембриджском университете, но вскоре его привлекли полевые исследования. Впервые он попробовал работать в поле в 1896 г., когда сопровождал Джона Грэхема Керра, тоже студента Кембриджа, во время годовой экспедиции в Парагвай, организованной для поимки двоякодышащей рыбы (с этой группой рыб мы вскоре тоже познакомимся). Им пришлось много времени провести в болотистой, кишащей кровососущими насекомыми местности – с подобными условиями Баджету еще не раз придется встретиться. Керр и Баджет нашли первую двоякодышащую рыбу, не прилагая никаких усилий: местные жители подали ее на первом же ужине. Керр впоследствии написал, что двоякодышащая рыба была «чрезвычайно вкусной». По возвращении из Парагвая Баджет с грехом пополам сдал выпускные экзамены в Кембридже и организовал собственную экспедицию, на этот раз чтобы найти многоперов.

Тем временем, независимо от Баджета, другой охотник за многоперами отправился на поиски эмбрионов этого потенциального недостающего звена. В 1898 г. Натан Харрингтон из Колумбийского университета в Нью-Йорке провел четыре месяца в Египте, прочесывая Нил в поисках многоперов. Он нашел взрослых особей и множество раз пытался искусственно оплодотворить их яйцеклетки. Он брал яйцеклетки (икру) от самок и помещал их в сперму самцов, но безуспешно. На обратном пути в Египет Харрингтон подхватил лихорадку и в 1899 г. скончался в возрасте 29 лет.

Джон Баджет также собирался поехать на Нил, но вместо этого по рекомендации друга в октябре 1898 г. отправился на другой конец африканского континента в маленькое государство Гамбию, тогда британскую колонию. Он пробыл восемь месяцев в глубине материка на берегу реки Гамбия, часто под проливным дождем, проводя такие же бесплодные исследования, как Харрингтон. По крайней мере, Баджет много узнал о поимке этих необычных ночных рыб и определил сезон их размножения. Теперь он точно знал, когда нужно вернуться в Африку.

После этого первого путешествия Баджет привез в Англию двух живых многоперов, которые прожили еще три года под заботливым наблюдением его брата Герберта. Пойманные рыбы устраивали брачные ритуалы, но так и не произвели потомства.

В 1900 г., несмотря на приступы малярии, которой он заразился в своих путешествиях, Баджет вернулся в Гамбию, в этот раз на пике сезона дождей в июне, когда, по его мнению, был сезон размножения многоперов. И опять, несмотря на три месяца поисков, он не нашел зародышей. Он попробовал опять, в 1902 г., в этот раз в Восточной Африке, в Уганде и Кении, но снова безрезультатно.

Но в следующем году Баджету наконец повезло. Он вернулся в Западную Африку и отправился на колесном пароходе по Нилу. Путешествие было нелегким. «Почти постоянно идет дождь, все в плесени и ржавчине, – написал Баджет в своем дневнике. – Эта паровая баня почти невыносимо угнетает».

Наконец, после четырех изнурительных экспедиций, Баджет нашел, что искал, но ему прошлось слишком дорого заплатить за это. В Нигерии 26 августа 1903 г. его эксперимент по оплодотворению икры многопера завершился успехом, и он смог наблюдать в микроскоп, как прозрачные шарики начали делиться и дробиться на круглые клетки. Через два дня он отправил письмо своему старому другу Грэхему Керру, в котором написал, что получившиеся эмбрионы были «удивительно похожими на эмбрионы лягушек». Деление было полным (то есть поделилась вся яйцеклетка, а не только ее часть) и равным (получившиеся клетки были одинакового размера), и зародыш начал сворачиваться так же, как зародыши лягушек. Баджет был готов отправиться домой со своими бесценными фиксированными эмбрионами, но его опять сразила малярия.

В Кембридже 9 января 1904 г., когда Баджет только закончил подробные рисунки зародышей многопера, у него появились симптомы лихорадки черной воды (гемоглобинурийной), смертельного осложнения малярии, при котором разрушаются эритроциты в крови. Через десять дней, когда он должен был представить свои открытия Лондонскому зоологическому обществу, Джон Баджет умер.

Коллекция фиксированных яйцеклеток и зародышей и несколько подробных рисунков – вот все, что Баджет оставил на память о своих исканиях, в конце концов приведших его к гибели. Не было ни рукописи, ни конспектов. Через четыре года другой ученый Эдвин Стивен Гудрич из Оксфордского университета, собравший все, что было известно о многоперовых рыбах, объявил, что они не прямые предки лягушек, а просто очень странные рыбы. Многие из их необычных признаков эволюционировали независимо в пределах их собственной ветви эволюционного древа, включая эмбриональное развитие, как у лягушек, и способность заново отращивать потерянные конечности.

Значительно позже, в 1996 г., секвенирование ДНК подтвердило, что многоперы не являются недостающим звеном между рыбами и лягушками, но представляют собой самую первую отделившуюся группу лучеперых рыб, у которых плавники состоят из соединенных кожей и расположенных на общем основании шипов, или лучей[20].

Двоякодышащих рыб долгое время принимали за других животных. Окаменелый зуб двоякодышащей рыбы был описан в 1811 г. как кусочек черепашьего панциря. В 1833 г. швейцарский ученый Луи Агассис, возможно самый большой авторитет в области древних рыб, назвал другую окаменелую двоякодышащую рыбу одним из видов акулы (впоследствии он поменял свое мнение). Когда в 1836 г. в устье реки Амазонки была найдена первая живая двоякодышащая рыба, эксперты в Европе подумали, что это рептилия, из-за кусочка легочной ткани, свисавшего со вскрытого образца. В следующем году еще один вид был открыт в Африке и, на основании структуры сердца, был признан земноводным.

Дебаты о двоякодышащих рыбах продолжались еще три десятилетия, с участием экспертов по обе стороны баррикад. Ричард Оуэн, известный как основатель Лондонского музея естественной истории и автор слова «динозавр», был абсолютно уверен в рыбной, а не рептильной, природе двоякодышащих. «Не из-за жабр или плавательного пузыря… не из-за конечностей, или кожи, или глаз, или ушей, – написал он, – но только из-за носа». Он был уверен, что нос у рептилий имеет два отверстия, тогда как у рыб только слепо заканчивающийся мешок, который, как ему казалось, он видел у двоякодышащих[21].

На сегодняшний день все шесть известных видов двоякодышащих рыб живут в медленнотекущих реках, болотах и пресных пересыхающих водоемах Африки, Южной Америки и Австралии. У них длинные, напоминающие угрей, тела, которые могут достигать 2 м в длину, и у некоторых имеются тонкие, похожие на спагетти брюшные и грудные плавники. Только у австралийского рогозуба (Neoceratodus forsteri) остались функционирующие жабры, тогда как все остальные двоякодышащие полагаются только на органы легочного дыхания. Поэтому эти рыбы, как и многоперовые, могут утонуть. Однако это также значит, что они могут выжить без воды. В Африке и Южной Америке двоякодышащие рыбы могут пережить длительные засушливые сезоны, выгрызая себе норы в иле, наполняя их слизью и сворачиваясь там; так они могут просуществовать до четырех лет. Когда дожди возвращаются, двоякодышащие выползают из грязи и съедают все, что попадется на их пути, включая других только проснувшихся двоякодышащих. И они могут жить долгие годы – по крайней мере в неволе. Двоякодышащая рыба по кличке Дедушка была поймана в Австралии в 1933 г. и содержалась в Чикагском аквариуме до ее смерти в 2017 г.

Некоторое время предполагали, что существует седьмой вид двоякодышащих рыб. Через несколько лет после открытия первого австралийского вида еще один был обнаружен в 1872 г. в Квинсленде, когда Карл Стейгер, директор Музея Брисбена, съел его представителя на завтрак. Рыба была длиной 45 см, покрыта крупными чешуями и имела уплощенную морду, удивительно напоминавшую утконоса. Стейгер замер с вилкой в руке, дав одному из помощников время, чтобы зарисовать странную рыбу и сделать несколько пометок, а потом продолжил трапезу. Записи и рисунок были отправлены французскому естествоиспытателю Франсису де Кастельно, который назвал новый вид Ompax spatuloides и сравнил его с североамериканским миссисипским панцирником, все же решив, что это новый вид двоякодышащих рыб. Второй образец так и не был найден, но странное существо еще раз было упомянуто почти 60 лет спустя в письме, пришедшем в сиднейскую газету. Правда заключалась в том, что рыбу, поданную на завтрак Стейгеру, сфабриковали, собрав ее из тела кефали, хвоста угря, клюва утконоса и головы рогозуба.

До сих пор двоякодышащие рыбы не могут найти себе места на древе, поскольку по мере развития тех или иных веяний в науке их постоянно перебрасывают из группы в группу, основываясь на новых открытиях в областях исследования ископаемых, эволюции, эмбриологии, молекулярного секвенирования и так далее. До сих пор есть нерешенные вопросы. Например, что возникло у рыб первым: легкие или плавательный пузырь? Появились ли сначала легкие, органы с большим числом кровеносных сосудов, проницаемых для воздуха, а потом они были приспособлены в качестве герметичного устройства для плавания? Являются ли легкие модифицированными плавательными пузырями, или два органа появились в процессе эволюции независимо?

У эмбрионов рыб плавательный пузырь и легкие развиваются из кармана кишечника. Не существует рыб с обоими органами, поэтому, как Кларк Кент и Супермен, скорее всего, они являются версиями друг друга.

Возможно, вы уже решили, что плавательный пузырь – это характерная черта, свойственная всем рыбам, о которых до сих пор шла речь. Однако у двоякодышащих рыб его нет, что указывает на то, что легкие могут быть более древним приобретением.

Проведенные несколько лет назад исследования подтверждают эту идею. Сара Лонго из Корнеллского университета в Нью-Йорке взяла двоякодышащую рыбу, веслоноса, осетра, ильную рыбу, панцирника и нильского многопера и исследовала их в компьютерном томографе[22]. Это позволило ей детально изучить расположение кровеносных сосудов, выявив ключевое сходство между рыбами с легкими (двоякодышащими, ильной рыбой и многоперовыми) и рыбами с плавательными пузырями (осетром, панцирником и веслоносом)[23]. Лонго обнаружила, что все эти органы получают питание от пары легочных артерий, тех же сосудов, которые у нас переносят кровь от сердца к легким. У осетров и панцирников эти сосуды рудиментарные, и раньше их не находили. Тот факт, что плавательные пузыри соединены с теми же сосудами, что и легкие у более древних рыб, дополнительно подтверждает, что легкие эволюционировали первыми, а затем превратились в плавательный пузырь.

Двоякодышащие делят свою эволюционную ветвь с двумя близкими родственниками. Вместе эта троица известна как лопастеперые рыбы, и они отличаются от лучеперых рыб в основном тем, что у них мясистые плавники, которые через кость соединяются с позвоночником в области условных бедер и плеч. Как мы увидим, неизвестно, какая группа была первым сучком на этой ветви, но все они играют важную роль в истории рыб.

Целакантообразные рыбы, наверное, наиболее известны тем, что считались вымершими миллионы лет назад. Так было до 1938 г., когда южноафриканский биолог Марджори Куртене-Латимер, как обычно, навестила местные доки, чтобы посмотреть, какие рыбы попались в сети в этот раз. Она заметила нечто странное: огромную розовато-лиловую рыбу с переливающимися серебристыми пятнами, трехлопастным хвостом и четырьмя большими мясистыми плавниками. Она положила двухметровую рыбу на тележку и отправилась на поиски кого-нибудь, кто мог бы ее зафиксировать. Это открытие было не менее неожиданным и драматичным, как если бы из далекой пустыни вышел живой велоцираптор. В конце концов южноафриканский ихтиолог Джеймс Смит идентифицировал эту рыбу как целаканта, описал новый вид и назвал его в честь Марджори – латимерия (Latimeria chalumnae).

Сейчас известно, что на глубоких, пронизанных пещерами подводных вулканических склонах живут по крайней мере два вида целакантообразных рыб. Вид, обнаруженный Марджори, обитает рядом с Коморскими островами, у берегов Мадагаскара, Мозамбика и Южной Африки. Второй вид, Latimeria menadoensis, был замечен в 1998 г. биологом Марком Эрдманом на рыбном рынке в Индонезии. Это единственные известные потомки по крайней мере 80 видов целакантообразных, которые когда-то повсеместно населяли океаны и пресные воды[24].

Со времен открытия целакантообразных стало известно значительно больше подробностей их жизни. В теле самки образуются огромные икринки, крупнее, чем теннисный мяч, но они их не откладывают, а вынашивают внутри в течение трех лет, после чего на свет появляются мальки (этот процесс называется яйцеживорождением). Взрослые целаканты проводят свое время в тесных пещерах на глубине 250 м; неудивительно, что они так долго оставались не замеченными учеными. Ночью они устремляются вглубь до 500 м, охотясь на рыб и кальмаров. Вначале предполагали, что они ходят по дну, опираясь на мясистые плавники, однако видео, снятое с помощью мини-субмарин, показало, что они плавают вдоль дна, загребая плавниками по диагонали, подобно тому как ящерицы двигают ногами. Но целакантообразные не были прямыми предками земноводных, или рептилий, или какого-либо еще четвероногого животного. Для того чтобы найти предка четвероногих, нам нужно взглянуть на еще одну группу лопастеперых рыб, близких родственников двоякодышащих.

В девонском периоде, примерно 380 млн лет назад, целакантообразные и двоякодышащие делили моря с еще одной группой, отколовшейся от лопастеперых, – тетраподоморфов[25]. Некоторые были похожи на двоякодышащих и плавали на поверхности открытой воды. Другие больше напоминали огромных саламандр – вместо плавников у них были лапы с пальцами. Они бродили по болотам и могли поднимать голову, смотреть себе за спину и шевелить восемью маленькими пальцами.

Все эти животные, давно вымершие, стали известны палеонтологам в результате нескольких удивительных находок ископаемых. Самым недавним был тиктаалик, найденный на острове Элсмир в арктической Канаде. Он был похож на помесь двоякодышащей рыбы и маленького крокодила. Скорее всего, он обитал на мелководье и выпрыгивал на сушу, чтобы избежать челюстей огромных хищных рыб и ловить насекомых, которые не так давно начали ползать по земле.

Тиктаалик и его девонские родичи представляют собой звено в стройной последовательности животных, сменивших водное существование на наземное. Чарльз Дарвин был бы от них в восторге. Их скелет показывает, что предки четвероногих эволюционировали не сразу, а постепенно, поэтапно, по мере того как эти лопастеперые рыбы все больше адаптировались к жизни на мелководье, а затем и на суше. Вот она, рыба-лягушка, совершившая переход от водного образа жизни к наземному, которую искали палеонтологи.

Точно неизвестно, как рыбы этих переходных форм выползли из воды многие миллионы лет назад, но недавние исследования ныне живущих рыб, включая многоперовых, поиску которых посвятил свою жизнь Джон Баджет, дали несколько интересных подсказок. Хотя многоперовые не являются прямыми предками четвероногих, они помогают понять, как древние рыбы могли научиться ходить.

Когда уровень воды падает, многоперы ползают по поверхности при помощи грудных плавников. В 2014 г. Эмили Станден из Университета Макгилла в Монреале показала, что они могут довольно быстро улучшить свой способ передвижения. Она поселила нескольких многоперов в обычном заполненном водой аквариуме, а других – в аквариуме с тонким слоем воды, в котором плавать было невозможно. Через год у рыб, живших в полусухом аквариуме, ползающие движения заметно изменились: рыбы стали выше поднимать голову, увереннее ставили плавники на дно и реже скользили, чем их плавающие собратья. Помимо этого, по мере адаптации к ходячему образу жизни изменились их кости и мышцы. Сходные анатомические модификации видны в окаменелых костях тиктаалика и его близких родственников по мере их привыкания к жизни на суше. Такое разнообразие в способах движения рыб ранее не наблюдалось, это показывает, насколько пластичными они могут быть, как быстро способны приспосабливаться к меняющемуся миру.

Вопрос о том, кто именно, целакантообразные или двоякодышащие, являются ближайшими ныне живущими родственниками четвероногих, остается нерешенным. Многие десятилетия систематики меняли местами эти сучья на древе жизни, и этот процесс продолжается до сих пор, несмотря на результаты последних генетических исследований. В 2013 г. был секвенирован геном целакантообразных, что дало нам все кусочки головоломки, но общая картина остается неясной. Проблема частично заключается в выборе группы животных, с которой проводится сравнение (так называемой внешней группы). Используя в этом качестве пластиножаберных (акул и скатов), две разных группы ученых определили двоякодышащих как наиболее близкую группу по отношению к четвероногим. Казалось, все стало ясно, но в 2016 г. результаты другого исследования всё поменяли. Группа из Японии взяла костистых рыб в качестве внешней группы и вновь поставила целакантообразных рядом с четвероногими. Однако в 2017 г. те же японские исследователи провели еще один анализ, использовав панцирников и ильных рыб в качестве внешней группы, и на этот раз они снова восстановили родство двоякодышащих и четвероногих. Конечно, и эти результаты могут измениться, но на данный момент ковыряющиеся в иле и дышащие воздухом двоякодышащие считаются ближайшими из всех рыб родственниками человека. Наши с ними общие предки жили примерно 400 млн лет назад.

Если мы продолжим двигаться вниз по эволюционному дереву с того места, где мы остановились, то окажемся на 9-й ветви из 12, которая отделилась не менее 450 млн лет назад. Это единственная группа рыб, помимо костистых, содержащая достаточное количество живущих ныне видов, и до сих пор они терпеливо ждали своего описания. Пришло время официально представить вам пластиножаберных рыб. Их латинское название Elasmobranchii происходит от греческих слов, означающих «кованые металлические жабры», но в том смысле, что кованый металл довольно гибкий и прочный, как эластичные хрящевые скелеты этих рыб.

Сегодня в океанах и морях обитает примерно тысяча видов пластиножаберных рыб. Примерно половина из них акулы, круглые в сечении, вытянутые рыбы с жаберными щелями по бокам. Среди них есть всем знакомые виды, например большая белая акула, тихоокеанская сельдевая акула, акула-мако, синяя акула, или мокой, длиннокрылая акула, различные рифовые акулы и многие серые акулы. И существует множество малоизвестных видов: тупорылая акула, темноперая серая акула, кошачья акула и пятнистая шорная акула – их английское (и русское) название связано с тем, что, когда их поднимают из глубины на яркий свет, они закатывают маленькие глазки и закрывают их толстыми нижними веками. Еще есть акулы с такими необычными названиями, как акула-молот, акула-пила, акула-ангел, акула-домовой, зебровые и кошачьи акулы. Другая половина пластиножаберных рыб состоит из скатов, сплющенных в направлении сверху вниз рыб с жабрами и ртом на нижней стороне тела и дыхалами сверху. Среди них можно найти морских котов и лисиц, электрических скатов, пилорылых скатов и хвостоколов, бычерылов и морских дьяволов. Некоторые из них имеют форму воздушного змея, другие – круга. Многие лежат на дне моря или реки[26], почти полностью покрыв себя илом, за исключением торчащей вверх пары глаз. Некоторые, такие как манты и скаты-орляки, плавают в толще воды, размахивая широкими грудными плавниками, как крыльями.

Среди акул тоже встречаются плоские рыбы, они лежат на животе, подобно скатам. Ковровые акулы имеют пеструю окраску и мшистые бороды, делающие их незаметными среди рифов, в которых они прячутся в ожидании добычи. У пилоносых акул есть напоминающее пилу длинное плоское рыло с крупными зубами по бокам, они используют его для поиска жертв, закопавшихся в морское дно. Они очень похожи на рыбу-пилу, но их можно различить по жабрам: рыба-пила – это скат с жабрами снизу, пилоносые акулы – это акулы с жабрами по бокам.

С тех пор как я начала плавать с аквалангом, я мечтала увидеть акулу. Они меня никогда не пугали. У меня вызывают особый трепет крупные дикие животные, которых я не вижу дома в Британии, за исключением, пожалуй, редко встречающегося оленя. Я также хотела доказать неправоту людей, включая некоторых моих друзей и родственников, которые считают, что все акулы – это опасные чудовища, только и желающие отведать человеческой плоти.

Когда я отправилась в Белиз в двухмесячную подводную экспедицию, то была уверена, что непременно увижу акулу. Но после погружений два-три раза в день на расположенных вдали от берега рифах я начала терять надежду. Затем, всего за пару дней до отъезда, я наконец-то оказалась в нужном месте в нужное время. Ожидание сделало этот опыт еще более приятным, но в глубине души я понимала: редкое появление здесь акул – результат чрезмерного вылова.

Мой первый опыт общения с акулой состоялся, когда я занималась дрифт-дайвингом[27], плывя в быстром течении со значительно большей скоростью, чем обычно. Впереди я заметила огромного ската-хвостокола, и рядом с ним на песке мирно дремала усатая акула-нянька (доказательство того, что по крайней мере некоторые акулы не задыхаются, когда перестают плавать). Проплывая мимо, я успела заметить, что акула была крупнее меня, с гладкой серой кожей, маленькими глазками и аккуратными усами, свисавшими с ее тупого носа. Она подняла голову и, медленно двигая хвостом, вплыла в течение и скрылась из виду.

Акулы-няньки обычно активны ночью, когда они обыскивают рифы в поисках прячущихся на дне крабов и моллюсков. Как и все пластиножаберные, акулы-няньки обладают чувствительными порами, которые улавливают слабые электрические поля живых организмов. Когда они не охотятся, акулы-няньки просто лежат, ничего не делая. Такое безделье минимизирует затраты энергии и позволяет им выживать в отсутствие еды. По сравнению с костистыми рыбами у акул очень низкий уровень метаболизма: они потребляют меньше кислорода, сжигают меньше топлива и могут есть значительно меньше. Пожевав дрейфующий труп мертвого кита, большая белая акула может не есть еще шесть недель. Лососю необходимо в четыре раза больше еды, чем акуле такого же размера. И акулы-няньки отличаются минимальным уровнем потребляемой энергии и самым низким уровнем метаболизма из всех акул. В опубликованном в 2016 г. исследовании было показано, что они потребляют примерно на 80 % меньше кислорода в час на килограмм веса, чем быстрые акулы вроде мако.

Такая стратегия экономии энергии характерна для биологии всех пластиножаберных, и это залог их успеха. Они облегчили свои скелеты, заменив тяжелые кости на легкие хрящи, такую же эластичную ткань, из которой сделаны наши носы и уши. Акулы также увеличили эффективность плавания при помощи своей огромной жирной печени, которая замедляет скорость погружения и помогает им держаться на плаву, аналогично плавательным пузырям костистых рыб. Гигантская акула на сухом воздухе весит тонну, а под водой, благодаря своей плавучей печени, – всего 3,3 кг. В XX в. охотились за печенью гигантских акул, которая является источником витамина А и использовалась в качестве высококачественной смазки в авиационной промышленности[28]. Даже сейчас многие виды глубоководных акул находятся в опасности, так как их добывают ради жира, обогащенного скваленом, веществом, использующимся для производства косметики и мази от геморроя[29].

Эффективность пластиножаберных также объясняется строением их кожи. В отличие от костных рыб, они покрыты маленькими плакоидными чешуями – модифицированными зубами, – которые уменьшают трение и помогают им скользить в толще воды. Это не только делает их тело более обтекаемым, но и позволяет тихо и незаметно подкрасться к жертве.

Сверхэффективная жизнь пластиножаберных может быть долгой. Пилорылы живут до 80 лет, катран около 70 лет, а гренландские полярные акулы в 2016 г. были признаны самыми долгоживущими позвоночными. Эти акулы обитают в глубоких арктических водах. Они могут достигать в длину до 7 м, отличаются пестрой серой кожей и очень маленьким спинным плавником и больше похожи на тюленей, чем на акул. Их огромный возраст определили по глазам. Атмосферные испытания термоядерного оружия в 1960-е гг. повлияли на все морские экосистемы. Радиоактивная метка отложилась в хрусталике гренландских полярных акул и помогла ученым установить их точный возраст, а затем путем экстраполяции высчитать, что акулы этого вида могут жить по крайней мере до 270 лет, а может быть, и до 400, если представится такая возможность. И в своей долгой размеренной жизни многим акулам требуется немало времени, чтобы достичь половой зрелости. Большие белые акулы начинают размножаться лет в 30, а гренландские акулы могут первый раз произвести потомство в 150 лет.

Когда наступает время приступить к созданию себе подобных, пластиножаберные обычно собираются группами, формируют пары и спариваются, чего большинство других рыб, включая костистых, не делает[30]. Иногда дайверы оказываются в нужном месте в нужное время, и им удается понаблюдать за ритуалами ухаживания. Рифовые манты устраивают парады с готовой к спариванию самкой во главе и десятками страстных самцов позади. Самка резко меняет направление и даже выпрыгивает из воды, по-видимому испытывая своих женихов, чтобы найти самого сильного. В конце концов она выберет себе партнера и позволит ему коснуться ртом одного из ее грудных плавников, после чего он вопьется в него своими маленькими зубами (которые не использует для еды). Другой самец может попытаться его стряхнуть, но если он держится крепко, то переместит свое тело под самку и сблизится с ней животом к животу.

Как у всех самцов пластиножаберных, у мант снизу свисает пара модифицированных брюшных плавников – птеригоподиев. Они похожи на растянутую мошонку, но играют роль пениса, вводящего сперму в тело самки. Подобно целакантам, манты являются яйцеживородящими: оплодотворенные яйцеклетки развиваются внутри самки и остаются там. Через год вынашивания рождаются полностью сформированные детеныши мант, обычно один или, редко, близнецы, завернутые в свои длинные плавники, как в одеяло[31].

Акула-молот, синяя акула и многие другие виды являются живородящими, то есть самки обеспечивают будущее потомство пищей и кислородом благодаря структурам, аналогичным плаценте и пуповине у млекопитающих. Они также рождают небольшое число полностью сформированных детенышей. Третий способ размножения у пластиножаберных – это образование яйцевой капсулы, которую они откладывают на дно (в отличие от яйцеживорождения это просто яйцерождение – откладывание яиц). Также известные как «русалочьи кошельки», кожистые яйцевые капсулы акул выглядят как огромные пельмени, и их часто вымывает на берег после того, как из них вылупились детеныши. По форме и размеру яйцевой капсулы можно определить вид акулы. Яйцевые капсулы кошачьих акул несут на концах длинные завитые «усы», привязывающие их к водорослям. Вблизи побережья Австралии австралийские бычьи акулы откладывают спиральные яйцевые капсулы, которые они затем берут в рот и прячут среди камней. Через десять месяцев из них вылупляются детеныши длиной примерно 20 см.

У самок нескольких видов пластиножаберных есть четвертый способ: сделать все самим. Самки акулы-лопаты (малоголовой рыбы-молота), зебровой акулы, калифорнийской раздувающейся акулы, азиатской кошачьей акулы и пилорылов способны заводить детенышей без участия самцов. Были случаи, когда их неоплодотворенные яйцеклетки развивались в зародыши, давая генетически идентичное потомство – полезная тактика, когда сложно найти партнера. Насекомые, как и некоторые рептилии, птицы и земноводные, часто используют этот трюк (насколько нам известно, млекопитающие так не умеют без помощи современных технологий клонирования).

Вне зависимости от способа появления на свет для всех пластиножаберных очень важным условием их выживания – каким бы очевидным это ни казалось – является большой размер. Многие хвостоколы размером с крышку от мусорного бака, но они могут быть и гораздо крупнее. В 2015 г. в реке в Таиланде был пойман пресноводный скат (Urogymnus polylepis) шириной более 2,4 м и длиной 4 м. Он выглядел так, будто слона расплавили, слепили из него шар, а затем раздавили в лепешку. На конце его хвоста был шип длиной 38 см, полный яда, сформированный из разросшейся и видоизмененной плакоидной чешуи, зубоподобной структуры, обычно покрывающей кожу пластиножаберных. Вопреки общепринятому мнению скаты используют свои шипы только для защиты и никогда для нападения.

Что касается акул, то среди них есть такие крошки, как карликовая колючая акулка (Squaliolus laticaudus), достаточно маленькая, чтобы положить ее в карман, однако большинство взрослых акул гораздо крупнее. Акулами являются и три самых больших ныне живущих рыбы: китовая, гигантская и большеротая акулы (которые в длину могут быть от 7 до 20 м). Тем временем более половины новорожденных акулят оказываются в воде, когда они уже крупнее годовалого ребенка.

Пластиножаберные не одиноки на этой ветви эволюционного древа. В глубине океана плавают рыбы с головами, похожими на кроличьи, маленькими ртами и зубами в виде жующих пластин. Их тело сужается к концу, а хвост похож на ленту. Иногда их называют «морскими крысами», но обычно зовут химерами[32]. Примерно 420 млн лет назад, в силурийский период, эта сестринская группа отщепилась от пластиножаберных. Многие химеры носят на головах странные украшения, включая носы, выглядящие так, будто кто-то за них крепко ухватился и повернул. Самцы химер обычно имеют выдвижной орган на голове, используемый во время размножения; на его конце расположен крючок, который помещается в желобок на голове самки и не дает ей уплыть, когда начинается самое интересное.

У тихоокеанского северо-западного побережья Америки дайверы во время ночных погружений могут увидеть химер (Hydrolagus colliei), которых здесь часто называют «рыбами-ангелами». У этих существ большие зеленоватые глаза, переливающаяся бронзовая кожа, покрытая белыми пятнами, и они медленно плавают в воде по спирали, шевеля своими большими треугольными грудными плавниками. Несколько лет назад в заливе Пьюджет-Саунд в штате Вашингтон исследователи нашли настоящего «ангела» – чисто белую химеру-альбиноса, очень редкий случай отсутствия пигментации у рыб.

И вот мы почти добрались до основания нашего эволюционного древа рыб, и осталось всего две ветви, однако правильно определить их последовательность не так-то просто. На самом деле это самая противоречивая часть эволюционного древа, имеющая определяющее значение для наших представлений о систематике позвоночных.

Последние две группы рыб, миноги и миксины, похожи на угрей (хотя они являются всего лишь дальними родственниками этих стройных костистых рыб). На одном конце у них расположен круглый рот, на другом – плоский, похожий на весло хвост, и обе эти группы имеют весьма дурную славу. Миноги начинают жизнь довольно безобидными существами. Все 38 видов появляются на свет в реках и в стадии личинок проводят несколько лет, зарывшись в ил, фильтруя воду и поедая попадающуюся в ней еду. Потом они мигрируют в море, где многие виды становятся страшными паразитами, как, например, морская минога (Petromyzon marinus), вырастающая до одного метра в длину. Миноги ухватывают за кожу своих хозяев, обычно костистых рыб, и крепко к ней присасываются. Затем своим острым языком они начинают проделывать дыру в коже хозяина, выпивая его кровь или откусывая мясо. В конце концов миноги отцепляются и отправляются на поиски новой жертвы, оставляя хозяина истощенным и зачастую умирающим от ран.

Миксины, вторая группа у основания эволюционного древа рыб, обладают рыхлой розовой кожей без чешуи, благодаря которой они выглядят так, будто заползли в чулок. Они немногим более благовоспитанные, чем миноги, и обладают непривлекательной привычкой поедать трупы изнутри. Вы можете обнаружить представителей одного из примерно 70 видов миксин во внутренностях опустившегося на дно и разлагающегося трупа рыбы или кита. Они заползают внутрь либо через имеющиеся отверстия на теле, либо самостоятельно проделывая их и начинают пировать до тех пор, пока от трупа не останутся только кожа да кости.

Две странные привычки отличают миксин от других животных. Во-первых, их легендарная способность производить непомерные количества слизи. Поместите миксину в ведро, и вскоре у вас будет ведро прозрачной слизи, выделяющейся из пор на ее теле. В 2017 г. в Орегоне перевернулся грузовик, перевозивший 3,4 т живых миксин, и залил шоссе густой белой слизью. Аварийные службы при помощи шлангов высокого давления и бульдозера несколько часов расчищали дорогу, пока тысячи миксин трепыхались рядом. Они должны были отправиться в Корею, где самих рыб едят, а слизь используют при приготовлении пищи в качестве альтернативы яичным белкам. Ученые также активно изучают слизь в надежде разработать на основе содержащихся в ней эластичных нитеобразных белков новые материалы и ткани.

Считается, что слизь нужна для отпугивания хищников, поскольку она залепляет им жабры. На самом деле миксины по неосторожности могут сами себя задушить. Чтобы этого избежать, они завязывают себя в узел – их второй хитроумный трюк – и двигают этот узел вдоль своего тела, чтобы избавиться от собственной слизи. Они сделают то же самое, если их взять в руку, используя узел для того, чтобы ослабить вашу хватку.

Традиционно миног и миксин отличали от остальных рыб на основании признаков, которых у них нет. Прежде всего, у них нет челюстей. Они являются единственными ныне живущими бесчелюстными рыбообразными (таких животных известно очень много, как мы увидим дальше, но они все вымерли). У них также нет полностью сформированного позвоночного столба. Но у них имеется хрящевой череп и жесткий спинной тяж, проходящий вдоль спины – хорда (или нотохорд). Поэтому их можно считать двумя самыми древними группами рыбообразных. Может показаться неважным, кто из них, миноги или миксины, появились первыми, но этот вопрос лежит в основе известного эволюционного спора.

Считалось, что миксины положили начало всей ветви позвоночных примерно 500 млн лет назад. Однако недавние генетические исследования подтвердили альтернативный взгляд, что миксины – не самые древние рыбообразные, а сестры миног. Эта точка зрения помещает эту дружную пару на их собственную отдельную ветвь эволюционного древа позвоночных.

В результате между позвоночными и беспозвоночными остается заметный разрыв. Ближайшими беспозвоночными родственниками позвоночных являются оболочники, или асцидии. Взрослые особи сидят в море на рифах и камнях, тихонько фильтруя воду. В более юном возрасте, в форме личинок, они проявляют свое родство с позвоночными: похожие на головастиков проныры плавают с жесткой хордой вдоль спины. Это делает оболочников представителями хордовых – большого типа животного царства, включающего позвоночных. Если бы мы спустились на ветвь ниже по эволюционному древу, то там бы их и встретили.

Поиск животных, связывающих оболочников и позвоночных, продолжается. Как выглядели эти первые позвоночные, общие предки миксин, миног и остальных рыб? Они являются истинным недостающим звеном в эволюционном древе позвоночных, прямо у его основания. Мы можем посмотреть на колышущиеся выше ветви, заполненные тысячами видов: рыбами со скелетами из костей или гибкого хряща; рыбами, живущими в горных ручьях и на дне глубочайших морей; рыбами с легкими и рыбами с ногами. На этом древе расположены и все остальные позвоночные, от китов и дельфинов, которые вернулись обратно в море, до людей, которые изо всех сил стараются быть земноводными, привязывая кислородные баллоны себе на спину. Но пока неизвестно, как началась эта великая линия.

Как камбала потеряла свою улыбку

Легенда острова Мэн

Давным-давно в море, вблизи зачарованного острова Мананнана, все рыбы собрались вместе, чтобы решить, кто будет королем подводного мира. Каждая из них надеялась, что эта честь выпадет ей, поэтому они все принарядились и приплыли в своих лучших одеяниях.

Среди них был Капитан Жиарг, красный морской петух в своем алом мундире. Акула Серая Лошадь тоже там была, огромная и свирепая, как обычно, с отполированной до блеска кожей. Пикша по имени Атаг тоже приплыла, все еще пытаясь стереть черные пятна, которые на ней выжег дьявол.

Там с важным видом плавал Брэй Горм – скумбрия, уверенный, что он станет королем. На нем был наряд в полоску всех цветов неба и земли, сверкавший, будто сделанный из бриллиантов. Но другим рыбам не пришлись по нраву его хвастовство и аляповатый костюм, и они отвергли его.

Вместо скумбрии королем моря был провозглашен сельдь Скеддан. В разгар празднования приплыл еще один претендент на трон, который сильно опоздал. Это был Флюк, камбала. «Ты пропустил прилив, – воскликнули рыбы. – Скеддан теперь наш повелитель!» Флюк слишком много времени потратил на подготовку к этому событию, украшая себя красными пятнами. «Что же со мной будет?» – вскричал он. «А вот что!» – ответил скат Скарраг и влепил камбале хвостом пощечину, отчего ее рот сдвинулся набок и на лице появилась кривая гримаса, которая осталась у этой рыбы навсегда.

Глава 3

Удивительная игра цвета

Рыба, на которую я смотрю, украшена темно-синими и бананово-желтыми полосами, а глаза скрыты под черной маской, как у вора. Императорские ангелы (Pomacanthus imperator) одновременно умудряются быть эффектными и неброскими, и, наверное, поэтому они мне так нравятся. Это крупная рыба-ангел, в длину примерно от кончиков моих пальцев до локтя. Она заплывает под темный выступ, разворачивается и наблюдает за мной из безопасного места.

Я всегда надеюсь увидеть этих рыб и, когда это происходит, испытываю чувство удовлетворения, зная, что они непременно где-то существуют, даже если я их не вижу. Я встречала императорских ангелов в Красном море, на Мальдивах, Филиппинах, Фиджи и в Австралии; места разные – а лица те же.

Сейчас я на Раротонге, гористом, покрытом лесами острове в южной части Тихого океана. Раротонга окружен коралловым рифом и прозрачной бирюзовой лагуной. Во время прилива я иду к рифу вброд прямо с пляжа острова – лодка мне не нужна – и планирую оставаться здесь столько времени, сколько мне позволит прилив, лавируя среди кораллов и наблюдая за рыбами.

Лагуна населена разноцветными существами, как хорошо оформленный аквариум, но без стеклянных стенок. Я медленно плыву, стараясь впитать в себя столько впечатлений, сколько смогу. В первый раз коралловые рифы могут подавлять ошеломляющим разнообразием цветов и форм, слишком ослепительных и суетливых, чтобы в них можно было что-либо понять. Но существуют уловки, позволяющие найти рыб и разобраться, что к чему.

Сначала обратите внимание на форму рыб. Представители часто встречающихся семейств обладают характерными профилями, которые могут помочь отличить похожего на пулю губана от овальной рыбы-ласточки, дородного широкохвостого групера от стройного цезио с раздвоенным хвостом. Можно научиться замечать ключевые характеристики, например большие глаза рыбы-солдата, свисающие с подбородка султанки усики, лоб рыбы-носорога. Имея в голове алгоритм поиска, вы начнете узнавать рыб похожей формы. Они также ведут себя и двигаются определенным образом. Маленькие рыбы-ласточки зависают мерцающими стаями над колониями кораллов и начинают метаться между ветвями кораллов при вашем приближении. Морские собачки обычно прячутся в отверстиях в кораллах и иногда высовывают наружу голову. Бычки похожи на морских собачек, но они могут быть крупнее и обычно живут в норах на дне вместе со своими партнерами-креветками, которые усердно выкапывают гальку из норы, пока бычки стоят настороже. Губаны и рыбы-попугаи передвигаются в воде за счет взмахов грудными плавниками; спинороги плавают, используя большие спинной и анальный плавники; кардиналы неподвижно зависают рядом с рифом.

Цвета и узоры затем позволяют точно определить вид. Одни из самых легкоузнаваемых – рыбы-бабочки и рыбы-ангелы, украшенные яркими пятнами и полосами. Филиппинскую рыбу-бабочку (Chaetodon adiergastos) ни с кем не перепутаешь благодаря черным кругам вокруг глаз, как и бабочку-енота (Chaetodon lunula) с черно-белыми бандитскими масками, как у енотов. Центропиг черный, или центропиг замочная скважина (Centropyge tibicen), почти полностью темно-синий, за исключением овального белого пятна на боку, к которому, как кажется, можно приложить глаз, как к замочной скважине, и посмотреть, что внутри.

По мере того как вы начнете узнавать рыб и определите первые несколько видов, вы научитесь запоминать особенности тех, кого вы не узнали, чтобы потом посмотреть в справочнике на берегу. Я так и делаю в лагуне Раротонги. Здесь плавают бело-желтые рыбы-бабочки с размытым темным пятном и абсолютно желтые рыбы-ангелы с неоновым голубым окаймлением плавников и кругами вокруг глаз, напоминающими очки. Позже я листаю свой определитель и узнаю, что это были рыба-бабочка однопятнистая (Chaetodon unimaculatus) и центропиг лимонный, или золотой голубощекий (Centropyge flavissima).

Иногда здесь можно встретить уникальных местных обитателей. На Раротонге я всегда начеку на случай появления рыбы-ангела с рыжим телом и пятью белыми полосами. Это мятный центропиг (Centropyge boylei), найденный здесь в 1992 г. на глубоком рифе и не встречающийся больше нигде на планете. Живой экземпляр был отловлен сотрудниками Смитсоновского института (Вашингтон, округ Колумбия) и передан аквариуму Вайкики на Гавайях, чтобы исследователи могли его изучить, а посетители на него посмотреть. Владельцы аквариума отклонили множество предложений от частных коллекционеров трофейных рыб, предлагавших до 30 000 долларов за одну маленькую рыбку. Но на самом деле я обманываю себя, надеясь ее увидеть. Мятные центропиги встречаются на значительно большей глубине, куда мне не добраться без акваланга.

Прилив заканчивается, вода отступает из лагуны, и я неохотно бреду обратно к пляжу. Яркие рыбы все еще мелькают перед моей маской. Многие из них – молодые особи, которые поменяют цвет, когда вырастут. Среди них я замечаю редкое сокровище и улыбаюсь, из-за чего мне в нос через маску попадает струйка воды. Эта рыбка размером и формой напоминает голубику, только канареечно-желтая в черный горошек, с губами бантиком; она беспокойно мечется справа налево и обратно. Она напоминает малюсенький воздушный шарик, который тащит за собой неугомонный ребенок, но на самом деле это молодой кузовок-кубик (Ostracion cubics). Когда он вырастет, то потеряет свою луковицеобразную форму, станет более квадратным и поменяет ярко-желтый наряд сначала на грязно-горчичный, а потом на синий.

По лагуне также плавает расписной спинорог (Rhinecanthus aculeatus) – его еще иногда называют колючим спинорогом Пикассо, – по форме и размеру похожий на мяч для регби. Его бока украшены размытыми узорами тонких оттенков желтого и желтовато-коричневого. Кажется, что по нему провел пальцами сам художник, оставив четыре белые полосы. Между золотыми глазами рыбы проходят полосы ультрамарина; на морде виднеются переливающиеся голубые линии, будто дорожки от слез, а над верхней губой еще и нарисованы усы. Расписные спинороги вылупляются из икринок в таком же дерзком наряде и сохраняют его на всю жизнь. Наконец, я встаю на ноги и иду к пляжу, наблюдая мелькающих в сантиметровой толще воды совсем маленьких расписных спинорогов, с их узнаваемыми узорами.

Рыбы с яркой окраской обитают не только на коралловых рифах. Когда взрослый кижуч (Oncorhynchus kisutch) покидает холодный северный Тихий океан, чтобы нереститься в лесных реках, он из серебряного становится красным. На южном берегу Британии я видела в приливе мерцающие бирюзовые пятна, напоминающие пару глаз, смотрящих вверх на меня со спины пурпурной рыбы-присоски (Lepadogaster purpurea). В Северной Америке, вдоль побережья между Сан-Франциско и Нижней Калифорнией, в больших пустых раковинах живут необычные рыбы с драчливым характером – щучьи морские собачки (Neoclinus blanchardi). Самцы нападают друг на друга и устраивают ожесточенные поединки лоб в лоб, раскрывая свои огромные красновато-желтые рты наподобие зонтиков. Дальше на восток ручьи и прохладные прозрачные притоки Миссисипи служат домом для более 200 видов дартеров, в том числе и самому многочисленному их роду – этеостомам. Некоторые из этих небольших, размером с палец, рыб обитают в единственном ручье в мире, и их можно различить по яркой окраске. Одни этеостомы (Etheostoma osburni) переливаются желто-зеленым цветом с оранжевыми полосами, другие (Etheostoma zonale) украшены яркими изумрудными полосами. Опубликованное в 2012 г. исследование показало, что этеостомы, известные ранее как один вид Etheostoma stigmaeum, на самом деле являются пятью отдельными видами, различающимися окраской. Новые виды были названы в честь президентов США, внесших вклад в защиту окружающей среды; среди них есть и ярко-оранжевая этеостома Обамы (Etheostoma obama) с голубыми пятнами и полосами[33].

Вопрос о том, почему многие рыбы так ярко окрашены, занимал не одного ихтиолога. И в своих работах они отмечали, что рыбы мастерски используют окраску в разных целях: для того чтобы спрятаться или напугать, предупредить или соблазнить. Исследования таких рыб также позволяют лучше понять тонкости жизни подводного мира. Окраска рыб является свидетельством потрясающей скорости эволюции и дает подсказки о том, как формировался окружающий нас разноцветный мир.

В декабре 1857 г. естествоиспытатель и коллекционер Альфред Рассел Уоллес прибыл на индонезийский остров Амбон, где нанял лодку, чтобы пересечь залив и попасть в глубину острова. Это произошло примерно в середине его восьмилетнего путешествия по Юго-Восточной Азии протяженностью 22 000 км, в ходе которого он собрал десятки тысяч образцов животных, составил подробные описания людей и дикой природы и, независимо от Чарльза Дарвина, сформулировал теорию эволюции. Вода в заливе Амбона была настолько прозрачной, что Уоллес мог видеть морское дно с поверхности. Даже не погружая голову под воду, он впервые увидел коралловый риф. Как он впоследствии написал в своей книге «Малайский архипелаг» (The Malay Archipelago)[34], это был «самый удивительный и прекрасный вид, который я когда-либо лицезрел».

Холмы, долины и ущелья этих, как назвал их Уоллес, «лесов, состоящих из животных» – кораллов и губок, были населены стаями рыб, «синих, красных и желтых… с совершенно невероятными пятнами и полосами… Это зрелище можно было созерцать часами».

Через 20 лет Уоллес написал эссе о том, почему многие живые организмы ярко окрашены. На первый взгляд, идея покрыть тело такими заметными пигментами выглядит ужасной. Привлекающая внимание окраска кажется приглашением на обед для проплывающих мимо хищников. Точно так же охотникам стоит маскироваться, чтобы тихо подкрадываться, а затем стремительно бросаться на жертву. Однако яркие цвета раз за разом возникали в природе в процессе эволюции, особенно среди рыб. По мнению Уоллеса, это в основном объясняется попытками животных себя обезопасить.

«Даже бросающиеся в глаза цвета иногда являются защитой, – писал Уоллес, – потому что земля и небо, листья и цветы светятся чистыми и яркими тонами». Живя в таком разноцветном мире, животные могут использовать яркие цвета, чтобы прятаться. Существуют зеленые гусеницы с розовыми пятнами, напоминающие цветущий вереск, которым они любят полакомиться. Уоллес отметил, что зеленые перья многих тропических птиц, от попугаев до белоглазок, бюльбюлей, бородастиков-кабезонов и щурок, сливаются с вечнозеленой листвой, в которой они обитают. А в полярных регионах основным цветом является белый, как у белых медведей и песцов, что позволяет им прятаться среди снега и льда.

Уоллес предположил, что рифовые рыбы используют цвета для маскировки, чтобы прятаться среди ярких водорослей, анемонов и кораллов. В качестве одного из примеров он приводит морских коньков и их австралийских родичей с «чудными листовидными отростками»: тряпичника (Phycodurus eques) и обыкновенного (или травяного) морского дракона (Phyllopteryx taeniolatus). После Уоллеса ученые и дайверы открыли еще множество других видов морских коньков с прекрасным камуфляжем в виде розовых и оранжевых пупырышек, неотличимых от узловатых веточек горгонарий, в которых они живут, или желтых и фиолетовых хохолков, похожих на мягкие кораллы.

Бородавчатые рыбы-клоуны, или удильщики (из рода Antennarius), – еще одни обитатели кораллов с безукоризненным камуфляжем. Эти шарообразные, ярко окрашенные рыбы, покрытые различными выростами, обычно неподвижно зависают на месте и способны менять окраску и узор под цвет окружающих кораллов и губок, часто желтых и оранжевых. Рыба-клоун так хорошо прячется, что показать другому дайверу, где она находится, можно только двумя руками с разных направлений. В 2016 г. на Мальдивах была замечена чисто белая рыба-клоун. Это произошло вскоре после массивного обесцвечивания кораллов, вызванного высокой температурой воды. Под действием теплового стресса коралловые полипы избавляются от микроскопических цветных водорослей, которые обычно живут в их прозрачных телах, и в результате становятся призрачно-белыми. Бородавчатые рыбы-клоуны быстро адаптировались к этим изменениям в своем мире; они даже отрастили маленькие зеленые хохолки, по-видимому чтобы лучше прятаться среди водорослей, которые начали расти на мертвых кораллах.

Для неторопливых рыб типа морских коньков и бородавчатых клоунов такая форма маскировки может работать удивительно хорошо. Но как насчет более активных рыб? Их окружение постоянно меняется и требует более сложного камуфляжа. В опубликованном в 2015 г. исследовании было показано, как единорог (Monacanthus tuckeri) с Карибских рифов молниеносно меняет наряды. Каждую секунду монокантус выбирает по крайней мере из 16 разных нарядов, чтобы соответствовать окружению, мимо которого он проплывает: участку зеленых водорослей, бледному ажурному кораллу, под названием морской веер, или золотым ветвям мягких кораллов. Эти маленькие рыбки всегда одеты соответственно ситуации.

Некоторые рыбы наряжаются даже как их добыча. В водах вокруг острова Лизард на Большом Барьерном рифе живет маленькая хищная рыба коричневый ложнохромис (Pseudochromis fuscus), единственный вид, представители которого могут быть либо желтыми, либо коричневыми. Они охотятся за молодыми рыбами-ласточками двух видов – желтыми или коричневыми. Группа ученых под руководством Фабио Кортези из Базельского университета в Швейцарии провела изящный эксперимент, чтобы проверить, как эти хищники используют свою окраску. Дайверы заселяли экспериментальную область дикого рифа либо желтыми, либо коричневыми рыбами-ласточками, а затем добавляли хищных ложнохромисов, опять же либо желтых, либо коричневых морф[35] в разных сочетаниях. Через две недели дайверы вернулись и обнаружили, что хищники поменяли цвет, чтобы быть похожими на своих жертв. Дальнейшие исследования в лаборатории показали, что хищникам везло больше, когда они были того же цвета, что рыбы, на которых они охотились. Приобретя цвета рыб-ласточек, хищные ложнохромисы могли подкрадываться к менее подозрительным молодым рыбам, которые, по-видимому, принимают ложнохромисов за взрослых особей собственного вида. Судя по всему, ложнохромисы разыгрывают рыбью версию волка в овечьей шкуре.

Цвета и узоры также помогают рыбам прятаться у всех на виду, визуально размывая их очертания. Синие и желтые полосы императорских ангелов, аналогично полосам зебр, мешают хищникам определить их форму и нацелиться на определенную рыбу. В стае полосатых рыб сложно понять, где кончается одна рыба и начинается другая. Рыбы также используют окраску, чтобы прятать какие-то части своего тела. Темные маски императорских ангелов могут уменьшать вероятность того, что хищник нацелится им прямо в глаз.

Рыбы-бабочки совмещают полосы вокруг глаз с большими темными пятнами на теле, часто с переливающимся голубым окаймлением. Предполагается, что эти пятна служат ложными глазами, предназначенными для того, чтобы защищать хрупкую голову рыбы от атак, отвлекая внимание на себя. Ложные глаза-пятна также могут вводить в заблуждение хищников, создавая впечатление, что их жертва уплывает совсем в другом направлении.

Однако, несмотря на проводившиеся в течение многих десятилетий исследования, эти теории сложно проверить, и до сих пор нет единого мнения о том, почему у многих самых разных животных, от рыб до птиц и бабочек, в процессе эволюции появились ложные глаза. В другом исследовании рыб-ласточек, живущих рядом с островом Лизард, ученые не обнаружили молодых особей со следами укусов вблизи пятен на хвосте, что указывает на то, что пятна не обманывают хищников, и они атакуют жертву с нужного конца. Моника Гальяно из Университета Джеймса Кука в Квинсленде (Австралия) предположила, что пятна могут быть «декоративными остатками» какой-то прежней стратегии выживания, которая больше не действует. Или хищники недавно раскусили уловку с ложными глазами и больше на нее не попадаются.

В своем эссе о защитной окраске Альфред Уоллес отметил, что ночные животные обычно окрашены в тусклые и темные цвета, что позволяет им скрываться в ночных тенях. С другой стороны, основным цветом подводных полуночников является не черный, а красный. Существуют красные рыбы-белки, рыбы-солдаты и бычеглазые окуни, все они тропические ночные виды. Глубоководные рыбы также часто носят красные одеяния. Недавно открытый вид родственника морских коньков, рубинового морского дракона (Phyllopteryx dewysea), был впервые заснят на большой глубине у побережья Западной Австралии. У него красная кожа. Атлантические большеголовы (Hoplostethus atlanticus) обитают в глубоких подводных горах; они кирпично-красные, а когда умирают, выцветают до оранжевого. Красноватая окраска всех этих рыб объясняется тем, как солнечный свет ведет себя в воде.

Когда солнечный свет достигает Земли, он состоит из смеси цветов, каждый со своей длиной волны. Люди в основном способны воспринимать цвета от коротковолновых голубого и фиолетового до длинноволновых оранжевого и красного. Все световые волны разной длины более или менее одинаково хорошо проходят через воздух, и, когда мы видим их вместе, наш мозг воспринимает их как белый. Однако, проходя сквозь воду, солнечный свет начинает расщепляться, поскольку более длинные волны с меньшей энергией поглощаются молекулами воды. Это означает, что в прозрачной воде на глубине больше 20 м остается очень мало красного света. Чем глубже, тем меньше цветов остается; сначала теряется оранжевый, затем желтый и зеленый. Синие лучи с короткой длиной волны, обладающие наибольшей энергией, проникают глубже всех. Поэтому большинство океанов имеют голубую или синюю окраску. И соответственно, многие животные, населяющие открытое море, стали синими, маскируясь под цвет своего окружения.

Почему же глубоководные и ночные животные красного цвета, если он не является естественным цветом моря? Причина заключается в особенностях цветных пигментов. Большинство предметов имеют определенный цвет, потому что содержат пигментные молекулы, поглощающие волны определенной длины и отражающие другие – и именно отраженные волны мы видим как цвета. Таким образом, осенний лист выглядит красным, потому что он содержит антоцианы, поглощающие зеленый и синий свет и отражающие красный. Однако, если мы возьмем с собой красный лист в глубокое погружение, он быстро станет неприметно серым, а затем черным, поскольку не останется красных лучей, которые можно было бы отразить. Красный пигмент не сможет показать свой истинный цвет. Таким же образом с закатом солнца первыми угасают в воде именно красные лучи, что делает этот цвет очень подходящим для ночного и глубоководного камуфляжа.

В дневное время на мелководье красная окраска может быть хороша не для того, чтобы прятаться, а чтобы быть как можно более заметным. Альфред Уоллес писал о цветах и узорах, служащих предупреждением для других животных. Яркие цвета могут привлекать внимание к скрытым ядам или опасным колючкам и жалам, которые хищники научились хорошо распознавать и избегать, как, например, избегают черных и желтых полос на теле пчел и ос. Уоллес не упоминал о рыбах с подобной предупреждающей окраской, но их немало. Крылатка-зебра (Pterois volitans), например, покрыта красными и белыми полосами, предупреждающими о том, что от ее длинных ядовитых игл стоит держаться подальше. Рыба-хирург получила свое название благодаря ядовитым шипам[36] в основании хвоста, которые часто окрашены в яркие цвета.

Некоторые рыбы, сами по себе вполне безобидные, обеспечивают себе защиту, используя предупреждающие цвета и притворяясь ядовитыми. Один из видов камбалы (Soleichthys maculosus) на ранних этапах жизни маскируется под ядовитого плоского червя. Эта рыба и червь удивительно похожи. Их черные тела с большими белыми пятнами, окаймленные оранжевой бахромой, извиваясь, медленно передвигаются по дну. Принимая рыбу за невкусного червя, хищники оставляют ее в покое.

Уоллес завершает свои размышления об окраске животных обсуждением того, что он называет «одной из самых интересных глав естественной истории». Он рассуждает о том, как окраски передаются и совершенствуются от поколения к поколению. Пигменты и узоры варьируются в пределах популяции, и некоторые из них, по его словам, дадут животным «лучший шанс на выживание», делая их менее заметными или отпугивая врагов. Эти наиболее полезные цвета передадутся от родителей потомкам; такой же процесс отбора будет повторяться в каждом поколении, пока маскировочные или предупреждающие цвета не станут настолько эффективными, что враги сдадутся и переключат свое внимание на другие виды. Но это еще не все. Со временем хищники тоже могут измениться и начать лучше различать обман, поэтому поколения их жертв будут продолжать совершенствовать свои лучшие, самые эффективные цвета и узоры. Уоллес не дал названия этому явлению, но это и есть эволюция в действии. В заключение он пишет, что это дает нам удовлетворительный ответ на вопрос, откуда берутся «разнообразные цвета и уникальные окраски в животном царстве, которые на первый взгляд не имеют другого смысла, кроме разнообразия и красоты».

Идеи Уоллеса объясняют яркую окраску многих животных, но не все используют цвета, чтобы скрываться или устрашать. Есть рыбы, которые не прячутся и не являются ядовитыми и даже не притворяются таковыми. С тех пор как Уоллес написал эссе о покровительственной окраске, возникли другие теории, включая предположение о том, что на телах рыб могут появляться разноцветные сообщения, предназначенные для их сородичей.

Пятьдесят лет назад австрийскому зоологу Конраду Лоренцу пришла в голову идея, что многие рыбы, живущие в коралловых рифах, украшают себя тем, что он назвал «plakatfarben», то есть плакатными цветами. Он предположил, что они используют свои тела как живой рекламный щит, заклеенный броскими плакатами, сообщающими о том, к какому виду и полу принадлежит данная рыба.

Лоренц, пионер исследований поведения животных, особенно интересовался агрессией. Он держал коралловых рыб в аквариуме и наблюдал, как они уживаются вместе – и часто им это давалось с большим трудом. Между представителями одного вида или близких видов часто возникали драки. Они клевали, кусали и в конце концов убивали друг друга. Чтобы посмотреть, что происходит в более естественных условиях, Лоренц отправился на острова Флорида-Кис и в залив Канеохе на Гавайях. Плавая в маске с трубкой, он наблюдал за рыбами и обнаружил у них подобные конфликты, но обычно с менее тяжелым исходом; вместо того чтобы оставаться и позволить себя убить, проигрывающая в схватке рыба обычно быстро уплывала. По мнению Лоренца, их яркие цвета и узоры указывали рыбам, кто есть кто. Это похоже на цвета спортивных команд, которые носят их фанаты, только рыбы ищут драки не с соперниками, а с членами собственной команды. Другие рыбы того же вида могут быть их самыми сильными конкурентами. Лоренц решил, что рыбы используют яркую окраску, чтобы обозначить территорию и отпугнуть захватчиков, словно вывешивая свои флаги на рифах.

Теория плакатной окраски Лоренца как подтверждалась, так и опровергалась последующими исследованиями. Некоторые рыбы соответствуют модели, согласно которой более яркой окраской отличаются более конфликтные, агрессивные виды. Черные спинороги, например, целиком окрашены в относительно незаметный темно-синий цвет, и это довольно миролюбивый вид; расписные спинороги, как те, которых я видела на Раротонге, раскрашены более броско и значительно более драчливы. Однако есть виды, для которых справедливо обратное: более агрессивные рыбы отличались и более тусклой окраской.

Дополнительным подтверждением теории плакатной окраски является тот факт, что у многих видов взрослые и молодые особи выглядят совершенно по-разному. В раннем возрасте императорские ангелы окрашены в темно-синий цвет с белыми и ярко-голубыми концентрическими кольцами. Только в возрасте около двух лет на их коже постепенно проступают желтые и синие полосы, заменяющие кольца. Предполагается, что такая смена наряда позволяет молодым рыбам снизить агрессию со стороны взрослых.

В опубликованном в 1980 г. исследовании императорских ангелов в Красном море немецкий биолог Ханс Фрике отправился нырять и взял с собой двух маленьких раскрашенных деревянных рыбок, одну с полосами, как у взрослой особи, другую с кольцами, как у молодняка. Он прикрепил их к рифам на территориях различных императорских ангелов и наблюдал за их реакцией. Можно было бы предположить, что реальных рыб не обманут неподвижные деревянные копии, однако рыбы по-разному реагировали на эти две окраски. Взрослые императорские ангелы чаще атаковали «взрослую рыбу» и обычно оставляли «молодняк» в покое. Такое простое исследование показывает, что цвета молодых рыб могут задабривать взрослых, позволяя им спокойно путешествовать по рифу до тех пор, пока они не будут готовы заявить о правах на свою собственную территорию, предъявив взрослые цвета. Некоторые другие виды рыб-ангелов также носят школьную форму, что затрудняет их определение только по молодым особям. Это также подтверждает, что молодые рыбы пытаются избежать драк.

Однако это применимо не ко всем рыбам. В исследовании гарибальдий (Hypsypops rubicundus), обитающих в калифорнийских водорослевых зарослях, было показано, что окраска молодняка не обеспечивает особой защиты. Томас Нил из Калифорнийского университета (Санта-Барбара) собрал молодых гарибальдий разного возраста, часть из которых все еще были покрыты синими с металлическим отливом пятнами, свидетельствующими об их молодости, а некоторые их уже потеряли и стали полностью оранжевыми. Он соединил этих близких по размеру, но по-разному окрашенных молодых особей со взрослыми и наблюдал, как зрелые особи агрессивно атаковали рыб с пятнами.

Вместо того чтобы отгонять захватчиков, некоторые плакатные цвета приглашают их остаться. На коралловых рифах многие виды губанов и бычков выполняют роль дантистов и санитаров. Они создают станции очистки и проводят свои дни, отщипывая мертвую кожу и чешую с рыб-клиентов, вычищая остатки пищи между их зубами и отрывая от них кровососущих паразитов. Многие из этих рыб-чистильщиков покрыты желтыми и синими полосами, что является частым сочетанием цветов на рифе. В прозрачной голубой воде эти два цвета заметны с большого расстояния. И, поскольку синий и желтый находятся далеко друг от друга в спектре, они хорошо контрастируют под водой. С помощью такой окраски рыбы-чистильщики широко рекламируют свои услуги.

Гипотезы о том, что рыбы используют окраску для того, чтобы прятаться или, наоборот, заявлять о себе как можно громче, основываются на предположении, что они могут различать цвета. И на самом деле это так. Глаза рыб имеют такое же базовое строение, как и человеческие. У рыб, как и у нас, есть пара заполненных жидкостью глазных яблок с узким зрачком, пропускающим свет, и хрусталиком, фокусирующим изображение на светочувствительных клетках сетчатки. Одним из различий между рыбьими и человеческими глазами является форма хрусталика. Когда свет проходит из воздуха в наши глаза, он сразу начинает изгибаться внутрь и фокусироваться на сетчатке из-за разных показателей преломления воздуха и жидкости. Затем мышцы корректируют форму овального хрусталика для тонкой отладки изображения (за исключением тех из нас, кто страдает близорукостью или дальнозоркостью и использует очки). Откройте глаза под водой, и все становится размытым, поскольку вы моментально теряете фокусировочные свойства границы между воздухом и глазом, и свет сразу проходит внутрь без отклонения. Если бы рыбы имели хрусталик такой же формы, как у нас, им понадобились бы очки с очень толстыми стеклами, чтобы четко видеть. Вместо этого у них в глазах установлены сферические хрусталики, значительно сильнее искривляющие свет. В следующий раз, когда вы приготовите рыбу целиком, вскройте ей глаз, и найдите хрусталик, аккуратный и круглый, как шарик из подшипника, и мутный, поскольку вы рыбу уже пожарили и белки внутри денатурировали, как в вареных яйцах. Когда рыбы фокусируют взгляд на предметах вблизи или вдалеке, они двигают хрусталик внутри глаза, как мы приближаем или отдаляем увеличительное стекло от своих глаз.

Цветное зрение обеспечивается специализированными светочувствительными клетками сетчатки – колбочками. Каждая колбочка воспринимает определенный спектр световых волн; они поглощают световые фотоны и отправляют нервные сигналы в мозг. Сравнивая сигналы от разных колбочек, мозг воспринимает цвета. У людей обычно три типа колбочек, и наш мозг интерпретирует их сигналы как непрерывную радугу цветов от темно-синего до красного.

Чтобы определить, какие цвета видят рыбы, биологи рассекают сетчатку и используют специальные аппараты спектрофотометры, которые освещают сетчатку лучом света и измеряют, волны какой длины она поглощает. Начиная с 1980-х гг. исследователи используют микроспектрофотометры, которые светят тонкими лучами на отдельные колбочки. Такого рода исследования показали, что рыбы в целом видят полный спектр цветов. Некоторые рыбы имеют два типа колбочек, некоторые четыре, а некоторые воспринимают лучи из той части спектра, которая людям не видна.

Например, у многих пресноводных рыб развилось зрение с особой чувствительностью к красной части спектра. Они могут видеть дальний красный и инфракрасный свет, которые мы не воспринимаем. Это объясняется тем, что, когда солнечный свет проходит через пресную воду, частицы ила и водоросли поглощают лучи света с определенной длиной волны и смещают свет в сторону красной области спектра, поэтому рыбам доступно больше красного света. Помимо этого, некоторые мигрирующие (проходные) виды меняют свою способность видеть определенные цвета, когда перемещаются между пресными и солеными водами. Лососи и миноги лучше видят синий свет, когда передвигаются в синей морской воде. Затем, когда они поднимаются по рекам вглубь материка, они корректируют свои зрительные пигменты, чтобы видеть дальний красный и близкий инфракрасный свет. Лимонные акулы меняют зрение в обратную сторону. В молодости они обитают в мутных водах среди корней мангровых зарослей, а потом уходят в открытое море и меняют восприимчивость к красному свету на восприимчивость к синему.

Есть рыбы, способные видеть ультрафиолетовые лучи (УФ). Долгое время предполагалось, что рыбы на это не способны, поскольку УФ-лучи под водой сильно рассеиваются и поэтому бесполезны для рыб. Но оказалось, что для короткоцикловых видов УФ – это идеальная длина волны, чтобы отправлять секретные сообщения на короткие расстояния, которые другие рыбы, в основном хищники, видеть не могут. Исследования рыб-ласточек показали, что они узнают друг друга по замысловатым узорам на мордах, отражающим УФ-лучи. Два вида маленьких желтых рыб-ласточек, амбонская и молуккская[37], для человеческого глаза практически одинаковые, но их УФ-отражающие узоры отличаются друг от друга. Такая окраска служит в качестве тайных плакатных цветов, которые рыбы-ласточки могут видеть, а хищные рыбы обычно нет. Хищники, как правило, живут долго, и у них в глазах имеются УФ-фильтры – собственные встроенные солнечные очки – по-видимому, чтобы защитить их от многолетнего воздействия солнечного света. Мелкие рыбки из короткоживущих видов этим пользуются и общаются друг с другом при помощи этих УФ-узоров, избегая внимания своих врагов.

Рыбы создают свои ослепительные, яркие наряды при помощи специализированных, расположенных в коже клеток – хроматофоров. Пигментные гранулы придают этим звездчатым клеткам определенный цвет. Часто встречаются черные меланофоры, красные эритрофоры и желтые ксантофоры. Цианофоры, клетки с синими пигментами, очень редкие. На данный момент они были обнаружены только у двух животных – в обоих случаях в рыбах из рода мандаринок: у красочной мандаринки (Synchiropus picturatus) и ее близкой родственницы глянцевой мандаринки (Synchiropus splendidus)[38]. Я заметила мандаринку, размером с мой мизинец, выглядывающую из ветвей коралла в мелкой лагуне в Палау в западной части Тихого океана. Она на мгновение показала мне свой великолепный зеленый с оранжевым узор и широкие плавники, окаймленные ультрамарином, будто лазуритовой крошкой.

За исключением этих двух рыб, во всех остальных случаях синий цвет в живой природе не создается пигментами, а является структурным цветом. Вместо того чтобы отражать свет с определенной длиной волн, как это делают пигменты, структурные цвета формируются, когда свет многократно отражается внутри вещества и происходят его дифракция и рассеивание. Структурные цвета встречаются повсюду в природе, от голубых небес до ярко-синей мошонки зеленой мартышки. Распространенные среди рыб серебряный и синий являются структурными цветами, создаваемыми другими типами клеток кожи – иридофорами. Они содержат кристаллы гуанина и служат крошечными зеркалами, отражающими и преломляющими падающий свет. Они светятся так же, как создаваемый моллюсками перламутр, и в самом деле – поддельные жемчужины часто изготавливали, покрывая стеклянные бусины перемолотой рыбьей чешуей.

Сочетание слоев хроматофоров и иридофоров создают все цвета и узоры рыб. Они могут меняться постепенно или за долю секунды, когда мышцы меняют ориентацию кристаллов и сжимают или растягивают хроматофоры, раскрывая или пряча содержащиеся внутри пигменты.

В открытой воде многие серебристые рыбы используют слои иридофоров, чтобы прятаться, даже если сделать это негде. Анчоусы, сельди, скумбрии и тунцы используют уникальные подводные световые условия для маскировки. Для того чтобы понять, как это работает, представьте лист прозрачного стекла, вертикально висящий в воде. Если вы посмотрите на стекло чуть снизу, то оно будет невидимым, поскольку свет через него проходит, и все, что видно, – это вода позади него. С другой стороны, вне воды вы обычно можете видеть стекло, поскольку какая-то часть света, которая необязательно совпадает с тем, что за стеклом, отражается обратно к вам; вы можете увидеть собственное отражение. Теперь заменим в воде стекло на зеркало. Если только мимо вас не проплывет стая рыб и вы увидите их отражение, зеркало исчезает точно так же, как стекло. Вы видите лишь синий свет, совпадающий с задним планом. Это происходит потому, что по мере прохождения через воду дневной свет затухает равномерно, и в горизонтальной плоскости его интенсивность всегда одинакова; если вы будете медленно кружиться под водой, яркость воды вокруг не будет заметно меняться. Ключевой момент заключается в том, что погруженное в воду зеркало отражает свет перед ним, имеющий такую же интенсивность, как свет позади, с другой стороны зеркала (на схеме луч A совпадает с лучом B). Невозможно отличить, смотрите ли вы на отражение в зеркале или на воду за ним – они выглядят одинаково. Таким же образом рыбы могут исчезать под водой, покрывая свое тело зеркалами и сливаясь с окружающей водой. Для этого им нужно держать свои серебристые тела вертикально. По-видимому, это одна из причин, почему рыбы многих видов очень тонкие и сплющенные с боков. Рыбы потолще решают эту задачу благодаря кристаллам, расположенным вертикально в коже, даже на округлых частях тела, благодаря чему создается такой же эффект, как и у плоского зеркала. Но рыбы все равно двигаются и отклоняются от вертикального положения, что нарушает эффект исчезновения, и поэтому серебристые стаи рыб, плавая по спирали, поблескивают и переливаются.

Лучшим способом оценить яркие пигменты и мерцающий блеск рыб является наблюдение за ними под водой, когда они проплывают перед вами. Когда рыбы покидают воду, их окраска и блеск быстро тускнеют, что неудивительно, поскольку они эволюционировали, чтобы быть видимыми под водой. До развития подводной фотографии единственным способом сохранить их великолепие была искусная работа художников, особенно тех, которые видели рыб собственными глазами, иногда при удивительных обстоятельствах.

В марте 1790 г. британский военный корабль «Сириус» столкнулся с коралловым рифом рядом с островом Норфолк, почти за 1450 км от восточного берега Австралии. Это был флагман Первого флота, который за несколько лет до этого приплыл в Австралию для создания каторжного поселения. Когда корабль начал погружаться в воду, капитан Джон Хантер первым делом позаботился о том, чтобы никто не утонул. Все 200 человек, в основном британские заключенные, были доставлены на остров. В течение следующих нескольких дней, пока корабль не развалился, команда спешно перетаскивала на берег припасы и необходимые вещи. Среди личных вещей, перевезенных на берег, был ящик с красками, принадлежавший мичману Джорджу Рейперу.

С тех пор как он три года назад покинул Британию на борту «Сириуса», Рейпер рисовал морские карты и порты, встречавшиеся по пути в Южном полушарии. После кораблекрушения, несмотря на печальные обстоятельства и приближающийся голод, Рейпер обратил свое внимание на местную дикую природу и начал ее рисовать.

Они были спасены через 11 месяцев, и, вернувшись домой, Рейпер привез с собой коллекцию подробных цветных рисунков, включая множество изображений рыб, обитавших вокруг острова Норфолк. Среди них были длиннорылый летрин (Lethrinus miniatus) с алыми плавниками и желтыми губами и трикорис (Coris sandeyeri) с пурпурно-зеленым румянцем на щеках; обоих легко узнать на рисунках как виды, до сих пор живущие рядом с островом.

Другие художники, изображавшие рыб в своих работах, не были столь реалистичны.

Еще раньше в XVIII в. на острове Амбон в Индонезии, где впоследствии Альфред Уоллес будет восхищаться коралловым рифом, некий голландец провел несколько лет, рисуя рыб. Самюэль Фаллур сначала был солдатом, а потом помощником священника в Голландской Ост-Индской компании. Местные рыбаки приносили ему рыб, изображения которых Фаллур продавал сотрудникам компании и европейским коллекционерам. Его детальные рисунки были напечатаны в нескольких книгах, включая изданную в Нидерландах в 1719 г. «Рыбы, раки и крабы» (Poissons, écrevisses et crabes). Это была первая книга с цветными иллюстрациями, посвященная рыбам, и было напечатано всего сто копий, что делает ее одной из самых редких книг по естественной истории[39]. На страницах этой книги можно было увидеть целый зверинец весьма странных существ. Рисунки Фаллура сильно стилизованы и являются скорее плодом творческой фантазии, чем точными изображениями животных, тем не менее многие нарисованные им виды можно узнать. Так, вполне узнаваемы кузовок-кубик, спинорог, крылатка-зебра и рыба-бабочка. Очевидно, он более творчески подходил к своей работе, чем Джордж Рейпер, возможно намеренно, чтобы продать больше рисунков европейским клиентам, коллекционировавшим экзотические диковинки. Полосы и пятна у нарисованных им рыб слишком яркие и крупные, тела украшены выдуманными геометрическими узорами и декоративными завитками. Если бы в Стране чудес стоял аквариум, то Алиса через стекло наблюдала бы именно за такими существами.

Необычная, порой вычурная окраска реальных рыб часто объясняется тем, что самки предпочитают самых ярких партнеров. Самцы могут щеголять в броских эффектных нарядах. «Выбери меня, выбери меня, – как будто бы молча призывают они. – Я буду самым лучшим отцом твоих детей, какого ты только сумеешь отыскать». Признаки полового диморфизма можно найти на телах многих животных, обычно самки и самцы внешне различаются. Как правило, самки скромные и незаметные, в то время как самцы значительно более яркие, привлекающие взгляд. Достаточно только вспомнить великолепный хвост павлина или розово-голубой зад мандрила. Эти и подобные им бросающиеся в глаза особенности самцов со временем становятся все более выраженными за счет взаимодействия двух типов генов: один отвечает за цветовые признаки, второй заставляет самок находить эти цвета привлекательными. Когда самка решает выбрать ярко окрашенного самца, в ее потомстве будут либо такие же яркие самцы, либо самки, разделяющие ее вкус к ярким цветам. Самкам не нужно красоваться, как их братьям, и они будут нести гены яркой окраски, но только скрытно. Эти гены окраски и предпочтений передаются вместе из поколения в поколение и со временем дают еще более эффектно окрашенных самцов и находящих их соблазнительными самок.

Но отсюда возникает вопрос: почему самки предпочитают ярко окрашенных самцов? Это отнюдь не прихоть: яркая окраска может быть признаком, который свидетельствует о прекрасном состоянии самца и помогает выбрать достойного партнера с отличными генами. У рыб красные и оранжевые оттенки особенно красноречивы. Эти цвета создаются каротиноидными пигментами, которые рыбы не способны сами синтезировать, они поступают исключительно из пищи, в основном креветок, крабов и других беспозвоночных (фламинго щеголяют розовым оперением по той же причине). Чтобы стать яркими, самцам нужно много есть. В результате самые яркие самцы – сытые, здоровые, сильные пловцы, способные добывать пищу, а все эти качества обычно поддерживаются хорошими генами. Выбирая ярких партнеров, самки обеспечивают хорошее генетическое наследие своему потомству.

Эффектная окраска самцов связана с предпочтением самок у многих рыб, от разноцветных радужных этеостом и краснеющего лосося до колюшек с красными животами, данио-рерио, соблазняющих друг друга яркими вспышками света, и рыб-попугаев, которые начинают жизнь скромными самками, а затем меняют пол и цвет и становятся экстравагантными самцами. И существует один особый вид рыб, на примере которого можно увидеть, как заинтересованный взгляд самок может быть чрезвычайно могущественной силой и как секс может двигать эволюцию в направлении определенной яркой окраски. В английском языке эти рыбы назывались по-разному: «миллионками», потому что их так много, и «радужными рыбами», поскольку самцы украшены разноцветными пятнами, полосами и крапинками. Однако теперь эти мелкие, всего 3 см в длину, рыбки известны как гуппи.

Они были названы в честь англичанина Роберта Гуппи[40]. Он столкнулся с этим видом 150 лет назад, хотя и не был первым, кто его обнаружил. За несколько лет до этого их заметил немецкий исследователь Вильгельм Петерс. Но именно мистер Гуппи обратил внимание англоговорящего мира на этих рыбок, и поэтому теперь у нас есть гуппи, но не петерсы[41].

Со времен их открытия гуппи стали одними из самых широко распространенных рыб; их заселили в пресные водоемы по всему миру в попытке контролировать численность личинок комаров и остановить распространение малярии; они побывали на Международной космической станции и живут во многих домах в качестве любимых аквариумных рыбок.

Изначально, до того как люди начали расселять их по планете и за ее пределами, гуппи обитали в пресных водоемах на Карибских островах и в Южной Америке. Мистер Гуппи нашел их на Тринидаде. Вдоль северного побережья острова тянется горная цепь, покрытая влажными высокогорными лесами, где живут ревуны, оцелоты, пекари и находящиеся на грани исчезновения золотистые квакши. С этих прохладных, туманных гор вниз спускаются реки и водопады, наполняющие прозрачные озера и ручьи, в которых и живут гуппи.

За последние 60 лет множество биологов с трудом пробирались сквозь горные леса Тринидада, чтобы изучать этих рыбок в естественных условиях. Одними из первых были супруги Эдна и Кэрил Хаскинс из США, и они заметили, что не все тринидадские гуппи одинаково ярко окрашены. В некоторых озерах и ручьях самцы переливались всеми цветами радуги, а в других они были больше похожи на самок с приглушенной окраской.

В конце 1970-х гг. Джон Эндлер из Принстонского университета (Нью-Джерси) приехал на Тринидад и начал фотографировать гуппи. Его фотографии выявили интересную закономерность. Вблизи вершин гор, где он погружался в озера, вычерпывал рыб и фотографировал их, он видел самых красочных и ярких гуппи. По мере того как он спускался вниз, от водоема к водоему, цвета рыб постепенно тускнели.

Эндлер также заметил, что и другие тринидадские рыбы отличались друг от друга в разных местах. В высокогорных водоемах он нашел только один хищный вид – тринидадского ривулуса, или ривулуса Харта (Anablepsoides harti). Эти рыбы имеют привычку выпрыгивать из воды, чтобы схватить жуков и муравьев со свисающих над прудом растений. В редких случаях ривулусы едят маленьких гуппи. Ниже в горах и в некоторых глубоких долинах Эндлер обнаружил множество хищных рыб, включая ненасытных охотников креницихл (Crenicichla frenata) – хищных цихлид, самых опасных врагов гуппи. Креницихлы не поднимаются вверх по течению из-за препятствий, создаваемых водопадами и речными порогами, поэтому истоки рек и озера, вне ареала этих прожорливых противников, значительно безопаснее для гуппи.

Пока Эндлер размышлял о различных сообществах рыб, живущих в водоемах на всей территории Тринидадских гор от верховий до низовий, у него возник вопрос. Пытаются ли самцы гуппи соблюсти тонкую грань между тем, чтобы быть замеченными и быть съеденными? С одной стороны, они должны быть достаточно яркими, чтобы привлечь самок; с другой, они не должны слишком бросаться в глаза, чтобы хищники их легко обнаруживали.

При помощи тысяч фотографий и измерений рыб Эндлер выявил красивую корреляцию. Самые красочные самцы гуппи обитают в самых безопасных водоемах с наименьшим числом хищников; они украшены большими пятнами, часто голубого и других заметных цветов. Там, где повсюду рыщут хищники, окраска самцов весьма скромная.

Но, как знает любой студент-естественник, корреляция не означает наличие причинно-следственной связи. Связь между уязвимостью и тусклыми цветами гуппи может быть простым совпадением. Чтобы проверить эту гипотезу, Эндлер провел несколько экспериментов.

В июле 1976 г. он выбрал опасный (для гуппи) ручей в нижней части тринидадских гор, где гуппи жили бок о бок с креницихлами. Он выловил 200 гуппи, сфотографировал их и выпустил в другой ручей неподалеку, отграниченный водопадом. В своем новом доме гуппи соседствовали только с ривулусом, умеренным хищником, не обращавшим на них особого внимания. Фактически Эндлер выключил прессинг хищников на этих рыб.

Через два года Эндлер вернулся, выловил гуппи из этой новой популяции и вновь их сфотографировал. За относительно короткое время, которое гуппи провели вдали от своих основных врагов, их окраска стала ярче. Это, конечно, не означает, что конкретные рыбы поменяли свой цвет, просто самые яркие самцы успешнее всех привлекали самок и породили самое большое число потомков, передав им свои цвета. Всего за несколько поколений[42] гены яркой окраски самцов распространились в популяции, и средняя интенсивность окраски новых самцов гуппи стала выше. В сравнении с родительской популяцией, откуда они были взяты (и которую Эндлер также проверил), освобожденные от прессинга хищников самцы были украшены более крупными и красочными пятнами.

Меняя условия жизни гуппи, Эндлер подобрал ключ к тому, как работает эволюция при взаимодействии нескольких факторов – и, что весьма примечательно, он сделал это в дикой природе, а не в лаборатории. Самки отбирают яркие цвета, а хищники сдерживают красочность; эти две противодействующие силы воздействуют на меняющуюся со временем популяцию. Когда давление хищников на популяцию высоко, преимущество получают самцы с приглушенными брачными цветами. В безопасных условиях самцам выгоднее быть как можно более яркими, чтобы впечатлить самок.

Не удовлетворившись своими исследованиями в дикой природе, Эндлер захватил несколько гуппи с собой в Принстон. Там он построил несколько прудов, имитирующих тринидадские водоемы. Некоторые из них он сделал относительно безопасными, заселив их ривулусами, а другие более опасными, запустив в них креницихл. Затем в каждый пруд он поселил смесь гуппи разной окраски.

Уже через 14 месяцев он увидел, что самцы гуппи в безопасных прудах были самыми яркими. В опасных условиях размер всех пятен у самцов уменьшился, а голубые и переливающиеся пятна исчезли совсем. Казалось, Эндлер нашел регулятор яркости окраски, который мог подкручивать по собственному желанию.

В ручьях Тринидада гуппи некуда спрятаться, и воздействие хищников на популяцию гуппи выражено очень ярко. На коралловых рифах, где сложная, неровная структура местности позволяет рыбам прятаться в пещерах и расселинах, скрывая свою окраску, ситуация иная. При приближении хищников рыбы бросаются под коралл или в маленькую пещерку. Когда опасность миновала, они выплывают и щеголяют своей окраской, даже специально останавливаясь в лучах света, чтобы покрасоваться перед партнершами и отпугнуть соперников. Кроме того, некоторые рифовые рыбы перераспределяют пигментные гранулы в хроматофорах, делая свои плакатные цвета еще более яркими при встрече с конкурентами. Ночью, когда рыбы отдыхают на морском дне, они приглушают свои цвета, чтобы быть менее заметными.

Джон Эндлер помог гуппи стать одними из самых известных рыб в мире, по крайней мере среди биологов. В последние несколько десятилетий они стали весьма популярны среди исследователей, пытающихся найти ответы на важные вопросы эволюции и экологии.

Сегодня стайки гуппи живут колониями в лабораториях по всему миру, а биологи до сих пор отправляются в лесистые горы Тринидада для их изучения. Каждый год становятся известны всё новые подробности их жизни, а вместе с ними мы всё лучше понимаем, насколько пластичными и легко адаптирующимися могут быть живые существа. В 2007 г. исследователи из Университета Торонто (Канада) обнаружили, что самцы гуппи неодинаково окрашены с боков. Танцуя с самкой и пытаясь убедить ее спариться, самец показывает ей только свою лучшую, более красочную сторону.

Исследование, проведенное в 2013 г. в Тринидаде, показало, что самки гуппи предпочитают выделяющихся из общей массы самцов с редкой окраской. Но, как любая новая мода, которая начинается среди нескольких оригиналов, как, например, на хипстерские бороды, клетчатые рубашки или очки в толстой оправе, скоро она широко распространяется, и почти все выглядят одинаково. В конце концов окраска, которая была новой и волнующей среди гуппи, становится слишком популярной и выходит из моды. Скорее всего, у самок развился вкус к редким цветам потому, что он помогает им избежать инбридинга и спаривания с близкими родственниками. В результате популяции гуппи постоянно меняют окраску, поддерживая смесь оттенков и сохраняя свою репутацию «радужных рыб».

Многие другие исследования, в частности проведенные в лаборатории Дэвида Резника в Калифорнийском университете в Риверсайде, показали, что, помимо окраски, многие другие признаки гуппи также могут быстро изменяться в тринидадских водах: размер тела, продолжительность жизни, возраст полового созревания, число и размер потомков быстро отвечают на изменение давления хищников на популяцию.

Группа Резника измерила скорость эволюции[43] гуппи в дарвинах (в 1949 г. британский ученый Джон Холдейн предложил дарвин в качестве относительной единицы эволюции)[44]. В одном исследовании Резник обнаружил, что гуппи эволюционируют со скоростью от 3 700 до 45 000 дарвинов. Самые быстрые скорости, измеренные по палеонтологической летописи, составляют от 0,1 до 1 дарвина. Некоторые утверждают, что бессмысленно сравнивать эти две временные шкалы: месяцы изменения гуппи и многие миллионы лет изменения древних видов. Но Резник и другие ученые указывают на то, что пути микроэволюции могут многое нам рассказать о появлении и исчезновении видов в ходе развития жизни на Земле.

Все дикие популяции гуппи считаются одним видом, по крайней мере пока[45]. На других рыбах было показано, что такие факторы, как окраска, предпочитаемая самками, могут быстро создать барьеры для спаривания, разделяя популяции и со временем приводя к формированию новых видов. И когда эти барьеры в виде окраски разрушаются, виды могут быть утеряны.

Смешайте все цвета и получите коричневый

Еще 30 лет назад в озере Виктория, одном из Великих Африканских озер, жили 500 видов цихлид. Однако с тех пор примерно 70 % из них вымерли. Вину часто возлагают на нильского окуня (Lates niloticus). Эти огромные хищные рыбы были заселены в озеро в 1950-х гг. в качестве источника пищи. Они могут достигать 2 м в длину и любят полакомиться цихлидами – но не всеми. Нильские окуни игнорируют по крайней мере 200 видов цихлид, однако многие из них все равно исчезли. Существует еще одно объяснение гибели цихлид, только косвенно связанное с хищными окунями.

Как и у гуппи, самки цихлид предпочитают самцов определенного цвета, и сейчас считается, что это единственный фактор, ограничивающий межвидовые скрещивания многих видов цихлид. Существует распространенное заблуждение, что разные виды не способны спариваться друг с другом и производить фертильное потомство. На самом деле разные виды довольно часто могут успешно спариваться, просто обычно они этого не делают, потому что их останавливают другие факторы, например такие физические барьеры, как горные хребты, или поведение, как в тех случаях, когда самки спариваются только с самцами определенного цвета. Цихлиды озера Виктория так быстро эволюционировали, возможно всего за 12 500 лет, что другие барьеры для спаривания просто не успели появиться – за исключением предпочтения определенной окраски. И в последние несколько десятилетий этот единственный ненадежный барьер пал, когда начали меняться воды озера.

Если бы вы отправились поплавать в озере Виктория в 1920-х гг., нырнули под воду и открыли глаза, то были бы способны видеть на расстоянии 5–8 м. В 1990-е гг. это расстояние составило бы всего метр. Озерная вода становится мутнее, потому что удобрения с фермерских угодий стекают в озеро и стимулируют развитие фитопланктона (цветение воды). Также в озеро смывается земля с территории вырубаемых вокруг лесов: корни деревьев больше не укрепляли почву, и началась эрозия. Почему стали рубить деревья? Чтобы разжигать костры для копчения заселенного в озеро нильского окуня.

Влиянию мутных вод озера Виктория на виды цихлид было посвящено немало исследований в лаборатории и на природе, многими из которых руководил Оле Сихаузен, сейчас работающий в Бернском университете в Швейцарии. В аквариуме, когда самок цихлид освещают монохроматическим светом (что хорошо имитирует происходящее в озере Виктория), они теряют способность различать синих и красных самцов разных видов. В мутной воде цвета самцов кажутся тусклыми и плохо различимыми, аналогично тому, как красные лучи рассеиваются при погружении в воду. Поскольку самки больше не могут по цвету различить, кто есть кто, они спариваются случайным образом, и барьер, мешающий близкородственным видам скрещиваться, исчезает.

По-видимому, то же самое происходит и в природе. Части озера Виктория с самой прозрачной водой заселены наибольшим числом видов цихлид, чья окраска остается яркой и легкоразличаемой. В этих областях самки все еще могут видеть цвета самцов и выбирать представителей своего вида для спаривания. Но чем мутнее вода, тем тусклее рыбы и меньше видов[46].

Цихлиды находятся в опасности не только потому, что на них охотятся переселенные сюда нильские окуни, но и потому, что им сложно видеть цвета друг друга. Мутная вода нарушает брачные привычки цихлид. Там, где свет приглушен, виды скрещиваются между собой, теряя свои яркие цвета и перемешиваясь друг с другом. Так по неосторожности люди лишают мир многообразия и делают его менее красочным.

Лосось мудрости

Ирландская легенда

Давным-давно в окружении девяти волшебных ореховых деревьев стоял колодец, и, если в него заглянуть, можно было увидеть большого блестящего лосося, кружащего в воде внизу. Однажды каждое из деревьев уронило в колодец по ореху, и когда лосось их съел, он приобрел все знания мира. Согласно предсказанию, великий поэт Финегас должен был поймать того лосося, съесть его и постичь всю мудрость мира.

Семь лет Финегас сидел у колодца с удочкой и пытался поймать лосося. Когда наконец ему это удалось, он попросил своего ученика Финна Маккула приготовить лосося. «Но, что бы ты ни делал, – предупредил его Финегас, – не ешь его». Финн сделал все, как ему велели, хорошо прожарив рыбу над очагом. Но когда он протянул руку, чтобы перевернуть готовящегося лосося, капля горячего жира упала на нее. Вздрогнув от боли, мальчик засунул обожженный палец в рот, чтобы его охладить и успокоить боль.

Когда Финегас увидел Финна, он заметил новый огонь в его глазах. «Ты ел лосося?» – строго спросил он. Финн заверил, что он этого не делал, но рассказал, как раскаленный жир капнул ему на руку. И Финегас понял, что произошло. Все знания лосося перешли Финну. С тех пор Финн мог узнать обо всем в мире, просто пососав свой большой палец, и он стал великим воином и предводителем Фианны, легендарной вольной дружины ирландских героев.

Глава 4

Иллюминации

До 1815 г., когда Гемфри Дэви изобрел безопасную лампу, британские шахтеры иногда ходили на работу с ведром мертвой рыбы. При использовании открытого огня в лампах существует опасность взрыва метана в туннелях, поэтому шахтерам требовался альтернативный источник света. Ведро разлагающейся рыбы могло давать достаточно тусклого холодного света для шахтеров. Светилась не сама рыба, а бактерии, которые на ней поселялись и запускали процесс разложения плоти и костей и в особенности глаз.

Примерно в это же время, в начале XIX в., когда достижения научно-технического прогресса позволили отказаться от использования мертвой рыбы в качестве источника света, ученые начали открывать рыб, которые светились еще при жизни. В 1830-е гг. во время трехлетнего путешествия на китобойном судне судовой хирург и естествоиспытатель Фредерик Дебелл Беннетт увидел 10 светящихся рыб, поднятых на поверхность в сетях. Маленькие скопелы плавали в ведре морской воды на палубе, у них светились чешуя и ряды маленьких ямочек вдоль тел. Когда они умерли, свечение прекратилось.

Многие беспозвоночные светятся в темноте: кораллы, моллюски и медузы, многоножки и сколопендры, криль и кальмары и, конечно, жуки-светляки. Существуют светящиеся грибы (и никто точно не знает, зачем им это нужно), но, насколько нам известно, светящихся растений не существует. Точно так же в отсутствие освещения вы не увидите птиц, млекопитающих, рептилий, земноводных или любых других позвоночных, излучающих свой собственный свет. Среди позвоночных биолюминесценция встречается лишь у рыб.

Только когда начали целенаправленно проводить исследования на очень больших глубинах, стало ясно, как много рыб светится в темноте, поскольку именно там они и обитают. Долгое время считалось, что глубины океана пустынны и безжизненны. Разве могут живые существа выносить такое огромное давление и абсолютную темноту? Однако постепенно идея о том, что это стоило бы проверить – а вдруг там во мраке таится что-нибудь интересное? – завоевала популярность. И когда люди заглянули в океанские глубины, они обнаружили совершенно новый способ адаптации рыб к жизни под водой.

Поворотный момент в глубоководных исследованиях произошел 7 декабря 1872 г., когда бывший британский военный корабль «Челленджер» отчалил от острова Шеппи в графстве Кент на юго-востоке Англии.

Лондонское королевское общество обратилось с просьбой к командованию Королевским военно-морским флотом Великобритании одолжить им корабль для изучения океанов в ходе очень долгой, крайне амбициозной экспедиции. Адмиралтейство ответило согласием. Пушки были сняты, оружейные помещения переоборудованы в склады и исследовательские лаборатории. И с 21 морским офицером, 216 членами команды и 6 учеными на борту парусно-паровой корвет «Челленджер» отправился в путешествие, радикально отличающееся от его предыдущих военных миссий.

В течение тысячи дней корвет петлял по Северной и Южной Атлантике, проплыл по южной границе Индийского океана, пересек по центру Тихий океан и достиг «Великого южного ледяного барьера», как тогда называлась Антарктика. За это время было пройдено почти 70 000 морских миль. Это все равно что три раза обогнуть Землю по экватору.

По пути «Челленджер» часто останавливался и спускал за борт приборы и различные приспособления, чтобы измерять глубину, брать пробы грунта и воды, определять температуру воды и скорость течений, чего раньше в таком объеме никогда не делалось. Веревки и фортепианная струна составляли важную часть оснащения. В Тихом океане веревка со свинцовыми грузилами длиной 8184 м была опущена в Мариинскую впадину, чтобы измерить ее глубину. Это место назвали бездной Челленджера после того, как стало ясно, что экспедиция открыла самую глубокую точку океана[47]. Веревки также использовались, чтобы затаскивать на борт траловые сети для поимки глубоководных существ. Ученые «Челленджера» исследовали «сумеречную зону», глубину между 200 и 1000 м, куда попадает тусклый синий солнечный свет и где еще не совсем темно. Они забрасывали сети и глубже, в постоянную темноту «полуночной зоны» ниже 1000 м, куда солнечный свет уже не доходит. И куда бы они ни заглядывали, всюду находилось множество странных существ. В течение последующих десятилетий как в море, так и в лабораториях ученые, участвовавшие в экспедиции «Челленджера», сформировали совершенно новый взгляд на океаны. Они обнаружили, что в глубинах живет гораздо больше странных существ, чем можно было предположить.

До экспедиции «Челленджера» было известно всего 30 глубоководных видов рыб, и они были обнаружены на глубине менее 200 м. По возвращении в Британию «Челленджер» выгрузил улов, состоящий из 144 представителей неизвестных науке вида, собранных с глубины более 5 км.

Коллекция рыб, хранящаяся в Музее естественной истории в Лондоне, впервые показала, насколько разнообразными и необычными могут быть глубоководные рыбы. Среди них есть рыбы-топорики (сем. Sternoptychidae), названные так потому, что легко представить, как можно взять такую рыбу за хвост и колоть дрова ее будто металлическим заостренным телом. Есть пеликановидный большерот (Eurypharynx pelecanoides), словно состоящий из одного сплошного рта. Его огромные, складные челюсти поглотят любую жертву, большую или маленькую, и припрячут в желудке, способном растягиваться до невероятных размеров. Там же можно встретить представителей семейства галозавровых (Halosauridae) с длинными телами, напоминающими угрей, и приплюснутыми треугольными мордами. Еще одна группа существ выглядит как мясистые, наполовину сдутые футбольные мячи с ужасающими челюстями и причудливым образованием на лбу, напоминающим рог, иногда со светящимся расширением на конце. Они принадлежат к отряду удильщикообразных, или морских чертей (Lophiiformes), включающему таких устрашающих на вид рыб, как черные удильщики, глубоководные удильщики, рогатые удильщики и уже знакомые нам бородавчатые рыбы-клоуны.

Британский морской биолог Джон Мюррей описал этих рыб в 50-томном отчете о результатах экспедиции. Он провел на борту «Челленджера» все три с половиной года и видел, что многие недавно пойманные рыбы обладали удивительным свойством: они мигали созвездиями светящихся точек на своих телах или заливали палубу светящейся слизью.

В те времена ученые не могли погрузиться в глубины океана, чтобы понаблюдать за живыми рыбами и увидеть, как они используют свои светящиеся части тела и выделяемую ими слизь. Они могли изучать только тела мертвых рыб. К счастью, даже после поднятия на поверхность многие рыбы сохранялись удивительно хорошо, и можно было предположить, чем они занимались в глубинах океанов.

Так, Мюррей предположил, что светящиеся анчоусы метались во тьме, светя огнями на хвостах и привлекая добычу, чтобы затем быстренько развернуться и сожрать ее. Он предположил, что так же ведут себя и опостомии (сем. Stomiidae). Эти рыбы длиной с руку, со ртом, полным зубов, и свисающим с подбородка усиком со светящимся концом. Этот яркий кончик, по мнению Мюррея, должен приманивать других рыб к опостомии. Ее иссиня-черная кожа покрыта светящимися белыми точками, которые, как представлялось Мюррею, могли напугать приближающихся хищников яркими переливающимися картинами, похожими, по его словам, на «тени облаков».

У многих рыб из коллекции «Челленджера» рядом с глазами расположены светящиеся мешочки, которые вполне могли давать достаточно света, чтобы рыбы видели в темноте. Они могли «посылать лучи света в направлении, которое хотели исследовать», написал Мюррей. Когда они хотели спрятаться, они могли опустить шторки и погасить свои «фары».

Сегодня, почти 150 лет спустя, ученые до сих пор совершают открытия в глубоких водах океана. Некоторым счастливчикам удается погрузиться на глубину нескольких километров внутри подводных аппаратов и понаблюдать через толстые акриловые стекла за светящимися и мигающими рыбами. На глубину отправляют флотилии подводных роботов – телеуправляемых подводных аппаратов, или ТПА, – с камерами, посылающими изображения на поверхность в реальном времени. Иногда они поднимают наверх живых светящихся существ. Такого рода исследования показывают, что многие гипотезы Джона Мюррея о том, как животные используют биолюминесценцию, были верны: рыбы с фонарями под глазами используют их для того, чтобы видеть в темноте; удильщики используют свои светящиеся усы и бороды для привлечения добычи. Однако ученые постоянно открывают всё новые невероятно интересные вещи, которые происходят в темном царстве рыб.

Добро пожаловать в квартал синих фонарей

На сегодняшний день ученым известно 1510 видов лучеперых рыб и 51 вид акул, способных светиться. Биолюминесценция появлялась в результате эволюции рыб не единожды, это происходило у разных групп рыб не менее 30 раз. Рыбы не просто светятся в темноте, они неоспоримые чемпионы биолюминесценции.

Делают они это двумя основными способами. Примерно у половины внутреннее свечение возникает в результате химической реакции, протекающей в их телах. В ходе эволюции у них появился один или несколько генов, кодирующих ферменты люциферазы. Это очень разнообразные молекулы, ускоряющие реакции с участием испускающей свет молекулы люциферина. При взаимодействии с кислородом в этой молекуле происходит разрушение связей, и она испускает фотоны света.

Откуда взялись молекулы, производящие свет, точно не известно. Разнообразные светящиеся морские существа используют одни и те же четыре типа люциферинов. Рыбы в основном используют два из них (ципридину и коэлентеразин), которые имеются и у биолюминесцентных кальмаров, креветок, медуз, морских звезд и планктона. На первый взгляд может показаться странным, что у таких разных животных обнаруживаются одни и те же световые молекулы, но все эти морские существа, скорее всего, получают их из пищи, а едят они примерно одно и то же. Именно так происходит у северной рыбы-мичмана (Porichthys notatus). В пределах ареала этого вида вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки одни из рыб светятся, а другие нет. На юге рыбы из калифорнийской популяции покрыты сотнями ярких светящихся точек – фотофоров. Но ближе к северу в Пьюджет-Саунд в штате Вашингтон рыбы-мичманы хоть и несут в коже такие же структуры, но не светятся. Однако если их накормить нужной едой, то и эти северные рыбы начнут излучать свет. Им необходимо есть определенный тип мелких веслоногих рачков, которые живут только на юге. Предположительно веслоногие рачки обеспечивают мичманов люциферином, без которого рыбы на севере остаются во тьме.

Другая половина биолюминесцентных видов рыб не обладает врожденной способностью светиться, но приобретает ее благодаря живущим внутри них бактериям. Эти светящиеся микроорганизмы широко распространены в океанах. Вырастить их колонии нетрудно: просто возьмите пробу с выброшенного на берег мусора с помощью специального тампона, поместите ее в чашку Петри – и через некоторое время среди разросшихся микробов будут и светящиеся. Или, если вы способны терпеть запах, найдите мертвую рыбу и подождите, пока она начнет светиться, как раньше делали шахтеры.

Такие бактерии, в изобилии присутствующие в воде, по-видимому, и являются причиной редкого и жутковатого явления, когда все море светится постоянным тусклым светом[48]. Иногда возникают такие условия, при которых пленки свободноживущих бактерий становятся настолько плотными, что запускают свечение друг друга. Один из случаев этого так называемого молочного свечения моря наблюдался в 1995 г. у берега Сомали. Оно было заснято спутником, показавшим, что свечение охватывает примерно 15 000 кв. км; по оценкам ученых, его создали примерно 40 триллионов бактерий.

Согласно устоявшейся теории, способности к свечению появилась у океанских бактерий в процессе эволюции для того, чтобы привлечь рыб и заставить их себя съесть. Бактерии поселяются на скоплениях морских органических веществ, например рыбных экскрементах, панцирях креветок, оставшихся после линьки. Если эти отходы светятся, то более вероятно, что рыбы их заметят и съедят, а бактерии попадут в идеальные для них условия – рыбий кишечник. Логичным шагом для многих рыб стало поощрять подобные вторжения и начать использовать одолженный таким образом свет.

У рыб даже развились специальные органы для размещения своих помощников-бактерий, включая свисающую приманку (так называемую эску) на конце «удочки» на лбу удильщиков. Абсолютное большинство рыб либо производят собственный свет, либо используют позаимствованных бактерий, однако существует по крайней мере один вид, который делает и то и другое. Древоусая линофрина (Linophryne arborifera), из отряда удильщикообразных, на голове несет округлую приманку, светящуюся бактериальным светом и напоминающую маленькую маринованную луковицу; с ее подбородка свисает борода, похожая на ветку водорослей, которая светится за счет внутренних химических реакций.

Тот факт, что в процессе эволюции рыбы не раз приобретали способность к биолюминесценции независимо друг от друга, говорит о том, насколько она полезна. Жизнь в темноте с возможностью создавать и регулировать собственный свет дает им огромное преимущество над всеми остальными.

Многие рыбы используют свой свет не для того, чтобы их заметили, а, наоборот, чтобы стать невидимыми. Жители сумеречной зоны на глубине 1000 м рискуют быть замеченными хищниками, смотрящими вверх и видящими темный силуэт на фоне синей толщи воды. Похожее происходит, когда вы выходите на улицу в ясную ночь вскоре после заката и смотрите на темнеющее небо, когда мимо пролетает птица или летучая мышь: вы видите темную тень на фоне синего неба. Чтобы этого избежать, некоторые рыбы несут на себе светящиеся точки, которые образуют четкие линии, ломающие их силуэт. В результате их сложнее узнать (как и императорского ангела с его желтыми и синими полосами). У многих рыб животы покрыты фотофорами, окутывающими их синим светом и маскирующими их темную тень – это явление называется контрподсветкой. Эти рыбы даже способны регулировать яркость своих «фонариков», чтобы точно соответствовать интенсивности синего света, падающего сверху, что делает их незаметными на разных глубинах и в разное время суток. Такая тактика используется многими рыбами сумеречной зоны, включая гоностомовых и миктофовых (светящихся анчоусов), самых многочисленных позвоночных на планете. Они проводят большую часть дня в своем темном царстве, искусно притворяясь, что их там нет.

У бразильских светящихся акул (Isistius brasiliensis) животы тоже светятся синим. Фредерик Дебелл Беннетт поймал этих полуметровых веретенообразных акул во время охоты на китов в 1830-х гг. и написал, что свечение придает им «истинно жуткий и устрашающий вид». Он также заметил у них на шее темную несветящуюся полосу, сужающуюся с обоих концов. Она показалась ему похожей на тень маленькой рыбы. Таким образом, предположил Беннетт, бразильские светящиеся акулы привлекают более крупных и быстрых животных – дельфинов, китов и тунцов. Когда хищники приближаются, ожидая найти еду, они вместо этого теряют кусок плоти. Акула-паразит прицепляется к их коже, вращается на месте и откусывает большой кусок. После этого она уплывает, оставляя у жертвы характерную круглую рану[49]. Если эта теория соответствует действительности, она объясняет, как более медленные акулы догоняют и кусают быстрых хищников, у которых часто обнаруживают круглые шрамы. И это также делает бразильских светящихся акул единственными животными, использующими отсутствие света для имитации других видов, как в театре теней.

Другие рыбы используют свои синие огни, чтобы разговаривать друг с другом. Если направить луч света на светящегося анчоуса, тот подмигнет в ответ, возможно перепутав вас с потенциальным партнером, как светлячок. Опистопрокты несут у себя на животах сообщения друг другу. Долгое время об этих рыбах было мало что известно, поскольку хрупкие особи всегда деформировались в рыболовных сетях, поднимавших их на поверхность. Затем в 2004 г. живая малоротая макропинна (Macropinna microstoma) из семейства опистопроктовых была заснята на глубине 600 м у берегов Калифорнии. Ее огромные зеленые цилиндрические глаза вращаются внутри прозрачного пузыря, напоминающего шлем астронавта; по-видимому, он защищает их глаза, когда рыбы хватают кусочки еды, прилипшие к ядовитым щупальцам сифонофор, родственников медуз[50]. Эти телескопические глаза обычно направлены вверх и высматривают силуэты плавающих над ними животных. У опистопроктов на каждом таком цилиндре есть отростки, служащие дополнительной, меньшей парой глаз. Вместо обычного прозрачного хрусталика такие глаза содержат блестящий слой фокусирующих свет гуаниновых кристаллов (опистопрокты единственные животные с зеркалами в глазах), и они собирают тусклое синее свечение биолюминесцентных животных, включая других опистопроктов. На конце их кишечника возле анального плавника расположены специальные структуры, населенные светящимися бактериями. Свет от них распространяется вдоль живота рыбы, плоского, как подошва, и загорающегося, как велосипедный отражатель. Причем это свечение служит не только для того, чтобы скрыть силуэт опистопроктов; оказывается, у разных видов на светящихся животах нарисованы различные узоры из темных пятен. Таким образом в темноте опистопрокты сообщают о том, кто они такие, что, возможно, позволяет представителям одного вида заметить друг друга.

Обитающая ближе к поверхности другая группа светящихся рыб использует свои огни для коммуникации ночью и в мутных водах. Сребробрюшковые рыбы (сем. Leiognathidae) маленькие и серебристые и обычно собираются в стаи в устьях рек и прибрежных водах. Если застать их в правильный момент, можно увидеть, как вся стая синхронно мигает. Кольцо светящейся, населенной бактериями ткани окружает их пищевод, а серебристый плавательный пузырь отражает свет. Прозрачные окошки по бокам их тела позволяют свету попадать внутрь, но они могут его блокировать, закрыв кожные шторки (диафрагмы). Без свечения сложно отличить разных сребробрюшковых друг от друга. Однако, когда они светятся, каждый вид создает особое созвездие огней и последовательность вспышек. Самки способны светиться, но они обычно не такие яркие, как самцы, – их светящиеся глоточные кольца[51] могут быть в сто раз меньше, чем у самцов. Самцы сребробрюшковых общаются с самками при помощи своих огоньков, подбивая их приплыть и посмотреть, к чему все эти игры со светом.

Помогая рыбам узнавать друг друга – подобно разноцветной окраске гуппи и цихлид, – биолюминесценция может играть важную роль в эволюции видов, особенно в открытом океане, где нет физических барьеров, разделяющих популяции. Рыбы, использующие свет для коммуникации, обычно относятся к группам с наибольшим числом видов. В семействе миктофовых (светящихся анчоусов) насчитывается 252 вида, и у каждого свои неповторимые светящиеся узоры на голове, хвосте и боках; эти сияющие рисунки – залог обособленности видов друг от друга. С другой стороны, гоностомовые (сем. Gonostomatidae) используют свое свечение только для маскировки силуэта, а не для отправки сообщений в темноту. Известен всего 21 вид гоностомовых. Исследования показали, что скорость эволюции новых видов выше у глубоководных рыб, использующих свет для привлечения партнеров и узнавания друг друга, как у миктофовых. То же самое справедливо и для глубоководных акул. Черные колючие акулы (род Etmopterus) одни из самых мелких, многие не больше ладони в длину, и всего их 38 видов, что много для одного рода акул. Они живут в сумеречной зоне и по-разному себя освещают. Ночные акулы (Etmopterus spinax) несут острые ядовитые шипы, загорающиеся как световые мечи, предположительно чтобы отпугивать хищников. У них также имеются светящиеся узоры на теле, на боках и хвостах. Плавающие в аквариумах акулы часто поворачиваются то правым, то левым боком, в результате чего наблюдатели видят мигающий сигнал. У самцов светится даже птеригоподий (видоизмененный брюшной плавник, выполняющий у хрящевых рыб роль пениса при спаривании), который периодически вспыхивает и гаснет, предположительно являясь неотразимой и завораживающей приманкой для самок.

До сих пор мы говорили о рыбах, излучающих свет одного цвета – синего, который соответствует доходящему до сумеречной зоны солнечному свету и зрительным пигментам в сетчатке многих глубоководных рыб, которые, как правило, лучше всего видят именно синий. Однако есть одна группа светящихся рыб, отказавшаяся от синей униформы.

Некоторые рыбы из семейства стомиевых ломают все правила и генерируют красный свет. Они посылают лучи света в темноту, охотясь на добычу и общаясь друг с другом на своей собственной длине волны, как в очках ночного видения. Красное свечение позволяет стомиевым разгадать камуфляж окрашенных в красный цвет существ. Красные пигменты, которые обычно на глубине, в отсутствие красного света, выглядят черными, внезапно проявляются в темноте. Стомиевые не только создают красный свет, они еще его и видят. Их зрение приспособлено к этому самым удивительным образом.

У одного вида стомиевых, черного малакоста (Malacosteus niger), круглые красные глаза. Сетчатка глаз этих рыб улавливает красный свет при помощи необычного пигмента, служащего фотосенсибилизатором[52] – он улучшает зрение рыб в дальней красной области спектра. Это модифицированная форма хлорофилла, пигмента растений, водорослей и бактерий, необходимого для поглощения солнечного света и фотосинтеза. Насколько нам известно, животные не способны производить хлорофилл, поэтому малакосты должны получать его с пищей. Но как именно они это делают, остается загадкой.

Конкретно эту модификацию хлорофилла производят бактерии, обитающие в иле вблизи морских отмелей и до сих пор не обнаруженные в глубоких открытых водах, где живут малакосты. Однако каким-то образом хлорофилл попадает внутрь веслоногих рачков, которыми питаются рыбы. Каким образом осуществляется связь между мелью и глубиной, до сих пор неизвестно. Поразительно, что рыбы, живущие на глубине сотен метров под водой, одолжили пигмент, который обычно ловит солнечный свет, и стали использовать его для того, чтобы видеть в темноте.

Тайные граффити

Хотя биолюминесцентные рыбы были известны с XIX в., понадобилось еще несколько десятилетий, чтобы открыть другую важную группу светящихся животных. В 1927 г. британский естествоиспытатель Чарльз Филлипс написал короткое письмо в журнал Nature. В нем он описал светящихся актиний, которых обнаружил на камнях на пляже в Торбее на южном побережье Британии. Ученый захватил несколько этих похожих на цветы животных с собой в Лондон, посветил на них ультрафиолетом и увидел, как кончики их щупалец засветились зеленым. В своем письме Филлипс предположил, что УФ-лампы будут полезным дополнением к исследовательским инструментам морских биологов, но в то время никто не последовал его совету.

Только через 30 лет УФ-лампы попробовали использовать под водой. В конце 1950-х гг. Ричард Вудбридж погрузился со своими самодельными лампами в холодные воды штата Мэн на северо-востоке США и увидел вокруг себя светящихся беспозвоночных. Как и Филлипс, он написал письмо в Nature, заострив внимание на этом полезном инструменте, но никто этим опять не заинтересовался. Вудбридж одолжил свои лампы писателю-фантасту и увлеченному дайверу Артуру Кларку, который их опробовал и упомянул в книге 1963 г «Остров дельфинов» (Dolphin Island). Кларк отправил своих героев нырять с УФ-лампами на австралийском Большом Барьерном рифе. «Кораллы и раковины, на которые падали эти лучи, казались охваченными пламенем, – написал он. – Они сверкали в темноте синим, золотистым и зеленым цветом»[53].

В конце концов биологи поняли, что к чему, и начали светить ультрафиолетом на разных животных, обнаружив при этом, что многие светят в ответ. Пауки, скорпионы, волнистые попугайчики, бабочки, зоопланктон, кораллы, моллюски и раки-богомолы способны ярко светиться. Они делают это, не генерируя свой собственный свет, но умело используя свет вокруг. Это не биолюминесценция, а флуоресценция. И исследователи начали находить множество рыб, покрытых такими тайными граффити.

На восточной стороне острова Дравака, одного из цепочки лесистых островов архипелага Фиджи, расположена полоса песка, известная как пляж Восходящего Солнца (Санрайз). Только что наступила ночь, и когда я вижу в море отражение полной луны, то мне приходит на ум, что он должен называться пляжем Восходящей Луны.

После короткой прогулки от дайв-центра через остров мой акваланг впивается в спину, и я испытываю облегчение, погружаясь в прохладную воду. В течение нескольких секунд я держусь на поверхности, надевая ласты и разбираясь с оборудованием, которого в этот раз больше, чем я обычно беру с собой на погружение.

Я проверяю два водонепроницаемых фонаря, свисающих на веревках с моих запястий; один светит обычным белым светом, второй – темно-синим. На моей шее висит пластиковая желтая маска, которую, когда настанет время, я надену поверх своей обычной маски для ныряния. Я чувствую себя покорительницей космоса, собранной из лего.

Я нажимаю на кнопку и выпускаю воздух из куртки для дайвинга, затем погружаюсь в темную воду и чувствую, как меня охватывает чувство умиротворения. Я всегда любила ночные погружения. В первый раз я думала, что мне будет холодно и страшно и я потеряюсь во тьме. Мне казалось, что это будет как в ночном лесу, мой разум выдумывал невидимых чудовищ, таящихся прямо за границей луча моего фонаря. Однако почему-то ночью под водой все воспринимается совсем иначе. Ты чувствуешь себя спокойно и предаешься созерцанию, в окружении успокаивающей темной воды и мирно спящих рыб.

Передо мной мои товарищи по дайвингу плывут каждый в своем круге света, и пузырьки выдыхаемого воздуха поднимаются вверх, словно светящиеся серебром молитвы, обращенные к небу. Мой белый фонарь разрушает тьму, возвращая красный и оранжевый цвета, которые так быстро теряются на глубине, даже при струящемся сверху солнечном свете. Все кажется более четким, чем когда я погружалась здесь днем. Я аккуратно опускаюсь на дно и встаю на колени на морском песке, готовясь увидеть то, чего раньше никогда не видела.

Надев желтую маску, я выключаю белый фонарь и на одну волнующую секунду оказываюсь в полной темноте. Я закрываю и открываю глаза и не вижу никакой разницы. Затем я нажимаю на кнопку на своем синем фонаре, и в одно мгновение мир вокруг меня преображается.

Несколько секунд назад риф вокруг меня был полон приглушенных зеленых и коричневых оттенков. Теперь он стал странной светящейся страной чудес. Задний фон приобрел глубокий бархатистый багряный цвет. Ветвящиеся кораллы тянутся вверх неоново-зелеными пальцами с фиолетовыми кончиками. Мозговые кораллы покрыты зелеными и красными извилинами. Со всех сторон меня окружают светящиеся точки, будто звездное небо упало в море.

Моя волшебная палочка – это синий свет. Куда его ни направишь, повсюду риф и его обитатели светятся в ответ. Крошечная морская улитка ползет на своей нежно-зеленой ноге, неся на спине ярко-красную спиральную раковину. Одинокая актиния размером с мою ладонь раскрывает светящиеся желтым щупальца, а затем подтягивает их по одному к центру, будто облизывает свои пальчики.

Чтобы проверить, что я не сплю, я снова включаю белый свет, и на краткое время риф для меня обретает свой обычный облик. Затем я переключаю фонарь на синий свет и вновь падаю в кроличью нору. Передо мной сидит ящероголовая рыба. Обычно это не самые эффектные создания. У них пестренькая бежевая окраска, позволяющая слиться с морским дном, где они неподвижно сидят, надеясь быть незаметными. Но в моем синем луче ящероголов сияет с головы до кончика хвоста кислотно-зеленым цветом, отбрасывая яркую тень на окружающий песок. Рядом находится султанка с двумя длинными усами под подбородком, которые будто бы окунули в флуоресцентно-желтую краску. На дне отдыхает групер, испуская неравномерное красное сияние.

Не все рыбы светятся в моем синем луче. Рогатый занкл (или мавританский идол) прячется в маленькой пещерке, похожий на серую размытую тень, будто плохо проявленный негатив самого себя. Но когда я заглядываю под коралл, то нахожу там маленькую рыбу из спаровых, повернутую ко мне спиной. В дневном свете эта рыба наполовину белая, наполовину черная, с белыми линиями, отходящими от глаз. Сейчас ночью в синем свете у нее появились новые зеленые полосы на боках. Я наблюдаю за ней несколько секунд, пока она не поворачивается ко мне лицом с надутыми, словно накрашенными ярко-красной помадой губами.

До этого погружения я никогда не видела флуоресцентных узоров на рыбах. Они всегда существовали, но я упустила этот калейдоскоп красок, поскольку, как большинство исследователей и дайверов, смотрела на него не так, как надо.

У всех светящихся рыб, встреченных мною на Фиджи, в коже содержатся флуоресцентные пигменты, которые играют с цветами, преобразуя ультрафиолет в излучение с другой длиной волны. Пигменты поглощают синий свет моего фонаря, а затем испускают свет другого цвета. Обычно лучи с более короткой длиной волны – ультрафиолетовые или синие – поглощаются и вызывают испускание света с большей длиной волны и дальше в сторону зеленого, желтого и красного частей спектра. Это происходит, когда под действием фотонов света молекулы пигмента приходят в возбужденное состояние и их электроны на короткое время перескакивают на другой, более высокий энергетический уровень, а потом спускаются обратно с высвобождением световой энергии. Это очень быстрый переход, то есть флуоресцентные молекулы светятся лишь тогда, когда на них падает свет, в отличие от фосфоресцентных циферблатов часов или светящихся в темноте звезд на потолке спальни, которые «впитывают» фотоны и испускают свет долгое время после этого.

Различные флуоресцентные вещества изменяют длины волн падающего света. Одной из самых распространенных флуоресцентных молекул является хлорофилл, благодаря которому многие кораллы светятся в синем свете: одноклеточные водоросли, живущие в их тканях, содержат флуоресцентный хлорофилл, меняющий синий свет на красный.

Возможно, наиболее известным светящимся морским созданием, по крайней мере в научных кругах, является медуза, которая одновременно обладает и биолюминесценцией, и флуоресценцией. В природе эти маленькие нежные создания, известные как гидромедузы эквореи, плавают в течениях Тихого океана вдоль западного побережья Америки. Они прозрачные, но загораются зеленым, если сталкиваются с чем-нибудь. Это световое шоу состоит из двух этапов. Сначала химическая реакция в белке, названном в честь этой медузы экворином, создает фотоны синего света – это биолюминесцентная часть. Затем этот синий свет падает на флуоресцентный белок, который смещает длину волны и заставляет медузу светиться зеленым.

Эта вторая молекула – зеленый флуоресцентный белок, или ЗФБ, – была впервые выделена в 1960-е гг. и совершила революцию в научных исследованиях[54]. Клонированная версия ЗФБ есть практически в любой лаборатории, где она позволяет пометить определенный ген и посмотреть, где и когда он включается в живых клетках или органах, просто осветив их УФ или синим светом. ЗФБ пролил свет на разрастание раковых клеток и позволил проследить, как нервы растут и соединяются внутри мозга. Он используется для получения с помощью генетической инженерии светящихся в темноте рыб, которые должны реагировать на загрязнение. Когда генетически модифицированная данио-рерио плывет по загрязненной воде, она дает об этом знать своим ярким свечением. Светящиеся генетически модифицированные рыбы теперь продаются как аквариумные. И в последние несколько лет стало ясно, что многие рыбы флуоресцируют и сами по себе, без генетических вмешательств. Их тайные граффити были обнаружены совершенно случайно.

На берегу Красного моря в Египте Нико Михилс, морской биолог из Тюбингенского университета в Германии, решил совершить погружение в маске, покрытой красной пластиковой пленкой. Он хотел посмотреть, насколько быстро красный свет от солнца теряется при погружении в море.

«Было страшновато», – сказал мне Нико, когда мы болтали по скайпу. По его словам, уже на глубине 5 м стало довольно темно. На 10 м ему казалось, что он ныряет ночью, хотя это происходило посреди дня в тропиках. Весь красный свет в воде вокруг него пропал, а его модифицированная маска блокировала все остальные лучи с другой длиной волны, поэтому для него не осталось света, чтобы он мог что-то видеть.

«Я не мог разглядеть даже свой подводный компьютер, – рассказал Нико. – И еле видел своего товарища».

Постепенно глаза Нико адаптировались к мраку, и он начал замечать кораллы на рифе, слабо светящиеся красным; это хлорофилл симбиотических водорослей испускал красный свет.

Затем он внезапно заметил пару маленьких красных глаз, смотрящих на него. Похожая пара глаз смотрит на меня с экрана моего компьютера. Аватар Нико в скайпе – это рыба бычок, который выглядит так, словно надел большие красные очки.

«Я пришел в дикое волнение», – сказал Нико. В то погружение почти все остальные рыбы были для него невидимыми, кроме красноглазых. Там, в этом странном красном мире, он понял, что увидел нечто особенное.

В то время не было научных публикаций о флуоресцентных рыбах. Нико предполагает, что светящихся рыб попросту упустили из виду, потому что люди увлеклись ночными погружениями с УФ-светом, когда большинство рыб прячутся и спят. Мне очень повезло увидеть несколько рыб во время моего ночного погружения на Фиджи.

«По правде говоря, никто не был насколько туп, чтобы наклеить красный фильтр на свою маску, – сказал мне Нико, – поскольку результат был предсказуемым: ничего не будет видно».

Но то, что Нико увидел, вдохновило его заняться совершенно новой областью исследований. До этого он в основном изучал половую жизнь земляных и плоских червей. Но после того «красного» погружения Нико переключился на светящихся рыб. Следующие несколько лет он провел в их поисках, ныряя по всему свету в своей красной маске. Нико и его группа привезли рыб в лабораторию в Германии и, посветив на них УФ и синим светом, показали, что многие из них не биолюминесцентные, а флуоресцентные.

В первой статье об этом, опубликованной в 2008 г., группа Нико описала более 30 выявленных ими флуоресцентных рыб. Многие рыбы несут красные круги вокруг глаз, некоторые целиком светятся красным. После первых открытий Нико другой ученый, Джон Спаркс из Американского музея естественной истории, создал группу, которая собрала коралловых рыб из разных океанов и закупила рыб у поставщиков для аквариумов. Используя синий свет, они увидели, что, помимо красного, рыбы могут светиться зеленым, оранжевым, а некоторые покрыты разноцветными светящимися узорами и выглядят так, будто постоянно живут в ярком мерцающем свете дискотек. Любопытно, что эти рыбы находятся на самых разных веточках эволюционного древа: существуют флуоресцентные акулы и скаты, камбалы и бородавчатки, морские собачки и бычки, спинороги, морские коньки, угри, барабульки и губаны.

К тому моменту, как в 2014 г. вышла статья Спаркса, Нико Михилс уже не сомневался, что многие рыбы способны к флуоресценции, и поставил более фундаментальную задачу: узнать, как это явление развивалось в эволюции и зачем рыбы его используют. Как он видел при погружении с красной маской, большая часть красного света солнца поглощается и исчезает уже на глубине 10 м. Без красного света красные пигменты теряют свой цвет и кажутся серыми или черными (по этой причине, как мы видели раньше, красный хорошо подходит для маскировки под водой). Флуоресцентные морские существа ломают этот закон физики, превращая доступный им синий свет в отсутствующий красный. Они создают цвета, которых как бы нет.

Нужно понимать, что освещение рыб синим светом и их свечение в ответ, как было на Фиджи, не естественное явление. Это показывает, что в их коже содержатся флуоресцентные пигменты, но сами рыбы видят друг друга иначе. В отличие от медуз экворей, содержащих биолюминесцентный экворин, большинство рыб не носят с собой синие фонари, чтобы освещать себя. Флуоресценция по своей природе малозаметное явление.

Однако кое-что я сделала, как рыбы: надела желтый фильтр на свою маску. У многих рыб желтые глазные яблоки, поэтому они видят мир словно через желтые солнечные очки, акцентирующие лучи света с большей длиной волны: красные, оранжевые и желтые, что потенциально улучшает их восприятие флуоресцентных цветов. А это важно, поскольку в отсутствие дайвера с фонарем флуоресценция рыб еле различима. Вполне вероятно, что во время ночного погружения на Фиджи лунный свет естественным способом запустил бы флуоресценцию рыб вокруг меня. А днем флуоресцентные цвета рыб проявляются благодаря большому количеству синего солнечного света в воде.

Главный вопрос заключается в том, зачем они производят эти пигменты и в особенности почему флуоресценция появлялась в эволюции рыб неоднократно? Во время своего последнего исследования группа Нико обнаружила 272 вида рыб, флуоресцирующих красным светом. Многие из них охотники, проводящие свое время на дне в надежде, что их никто не заметит. Среди этих полагающихся на камуфляж хищников-засадчиков скорпены и камбалы, ждущие, когда ничего не подозревающая добыча окажется в пределах досягаемости. Флуоресценция делает их еще менее заметными, покрывая их кожу светящимися пятнами, сливающимися с богатыми хлорофиллом водорослями рифа.

Как их биолюминесцентные сородичи, многие рыбы используют флуоресценцию для коммуникации. У многих флуоресцентные пятна расположены на плавниках, и они могут быстро показать их друг другу и спрятать до того, как будут замечены хищником. Морды самцов циррилабруса покрыты красными флуоресцентными узорами, которые, возможно, позволяют им замечать незваных гостей. Это злобные маленькие рыбки; если им показать зеркало, они принимают угрожающую позу и пытаются начать драку с собственным отражением, принимая его за другую рыбу. По крайней мере, если они освещены обычным белым светом. Когда коллега Нико Тобеас Герлах поставил перед зеркалом фильтры, блокирующие красный свет, самцы не могли видеть флуоресцентные узоры и становились значительно менее агрессивными. Это означает, что флуоресценция может служить плакатным цветом, проявляющимся способом, о котором Конрад Лоренц даже не подозревал.

У Нико есть еще одна идея, которая может объяснить, почему так много флуоресцирующих рыб. Недавнее исследование под руководством Нильса Антеса показало, что красная флуоресценция широко распространена среди мелких хищников, например бычков. Они охотятся на еще более мелкую добычу, типа креветок, которые очень хорошо замаскированы на морском дне и практически незаметны, но кое-что их выдает – это глаза. Нико и его группа полагают, что флуоресцирующие глаза этих маленьких рыб, включая ту, которую он встретил в Красном море, на малых расстояниях могут светить достаточно ярко, чтобы глаза их добычи засветились под их воздействием.

Сделайте фото кошки или крокодила ночью со вспышкой, и вы увидите в темноте их светящиеся отраженным светом глаза. Флуоресцентные рыбы могут проделывать нечто подобное, только используя собственные глаза вместо лампочки. Красный свет одной пары глаз может заставить светиться другую. «Креветки, – говорит Нико, – очень хорошо замаскированы, за исключением глаз. Если заставить их глаза блестеть, камуфляж будет нарушен».

Его теория блестящих глаз может означать, что некоторые флуоресцентные рыбы используют трюк с изменением света так же, как фонареглазовые и малакосты используют свои биолюминесцентные фары, но только с менее ослепительным результатом. Как отмечает Нико, не все рыбы хотят выделяться и привлекать внимание: «У них наверняка для этого есть очень тонкие механизмы».

Однако, поскольку Нико новичок в области зрения рыб, ему приходится прикладывать много усилий, чтобы его идеи были приняты более маститыми учеными. «Чтобы убедить всех остальных, понадобится время», – признает Нико. Его группа рассматривает флуоресценцию рыб во всех возможных аспектах: что глаза рыб улавливают, как это влияет на их поведение, как они контролируют флуоресцентные узоры на своих телах. По словам Нико, они пока только выстраивают свои аргументы.

Одновременно Нико будет пытаться понять, что происходит в голове рыб, светящийся взгляд которых он случайно заметил в своей красной маске. Как он говорит, «на этом пути нас ждет еще множество подсказок».

Онамадзу

Японский миф периода Эдо

Япония покоится на теле огромного сома, о котором люди знали уже давно. Они называли его Онамадзу. Онамадзу мог бы вызвать великие катастрофы и принести несчастья миру, если бы не божество Такэмикадзути, который придавил сома огромным камнем. Однажды Такэмикадзути отправился на встречу с другими богами в тайном святилище и оставил Эбису, бога-покровителя рыбаков, охранять великого сома. Но Эбису напился и задремал, и Онамадзу выскользнул из-под камня. Сом взмахнул хвостом и вызвал ужасное землетрясение. Оно уничтожило почти весь город Эдо, погибли тысячи людей.

Выжившие рассказывали множество историй про землетрясение и сома. Некоторые говорили, что Онамадзу завидовал другим рыбам, которые более ценятся в японской кухне, чем сомы. Другие говорили, что он наказал людей за жадность и заставил богатых поделиться своими сокровищами. Третьи утверждали, что Онамадзу вовсе не хотел вызывать землетрясение. Злые люди – торговцы и плотники – подговорили великую рыбу растрясти и разрушить мир, чтобы они могли хорошо заработать, восстанавливая порядок и заново отстраивая город после катастрофы.

Глава 5

Анатомия стаи

Сардина плывет по холодным водам восточного Тихого океана, и она не одинока. Как и многие рыбы, сардины плохо переносят одиночество и всегда плавают большой компанией. Эта сардина стремится вперед в окружении тысяч сородичей, которые будто обладают общим разумом, поворачиваясь, ускоряясь и замедляясь все вместе, как единое целое. Но маленькая рыбка не просто бездумная часть механизма: она наблюдает и думает, чувствует, слушает и решает, что делать дальше. Каким-то образом она знает негласные правила, удерживающие стаю вместе.

Выбор того, к какой стае присоединиться, определяется в большей степени размером рыб. Правило номер один: не выделяйся, то есть не будь самой большой или самой маленькой рыбой, хищник тебя заметит и съест первой. Как рыбы оценивают свой размер в сравнении с другими членами стаи, до конца не понятно, но они как-то понимают, кто крупнее их самих, а кто мельче.

Благодаря следующим правилам рыбы не сталкиваются друг с другом и не отплывают слишком далеко от остальных. Правило номер два: если рыба сзади подплывает слишком близко – в пределах двух длин туловища – плыви быстрее. Правило номер три: если рыба впереди оказывается ближе этого расстояния, плыви медленнее.

Кажется, что рыбы поворачиваются с идеальной синхронностью, но не все рыбы равны; в стае есть вожаки и ведомые. Наша сардина – ведомый. Она предпочитает быть не впереди, где обычно плывут вожаки, но позади них в центре стаи. Она решает, куда повернуть, наблюдая за своими соседями, возможно только за самыми близкими или всеми сардинами в ее поле зрения. Чувствительный к давлению орган на боках сардины (так называемая боковая линия) позволяет ей чувствовать положение ее ближайших товарищей: рецепторы боковой линии улавливают движение и вибрации воды, которые создают другие рыбы.

Неожиданно волна паники проходит по стае, и все сардины ныряют вглубь и скучиваются вместе. Рыбы в конце косяка не видели морского льва, но они получили сообщение о надвигающейся опасности, написанное на блестящих, извивающихся телах окружающих рыб. Как «мексиканская волна», прокатывающаяся по трибунам стадиона[55], точно так же по стае проходит волна от рыбы к рыбе. Эти волны движутся значительно быстрее, чем сами рыбы, и быстро передают жизненно важную информацию по стае.

По мере того как среди сардин растет тревога, они начинают еще внимательнее следить за тем, что происходит вокруг и более точно копировать движения своих соседей. Теперь, когда им угрожает опасность, становится очень важно слиться с окружением и делать абсолютно то же самое, что все остальные. Любая рыба, ведущая себя иначе, может быть замечена морским львом и стать его следующей жертвой. Сардины группируются все вместе, пока не становится трудно различить отдельных особей, и все они теряются в толпе себе подобных.

Морской лев вновь атакует, теперь разделяя стаю пополам. Разделенные рыбы знают, что должны оставаться вместе, и, как каскадный фонтан, они вновь сливаются и восстанавливают стаю. Броски охотника до сих пор не увенчались успехом, но он пригнал сардин ближе к берегу, ограничив их передвижения в песчаной бухточке. Вновь и вновь он бросается на стаю, но сардины предугадывают каждое его движение. Кажется, что стая способна читать мысли морского льва, но на самом деле они просто удивительно быстрые. Толстые пучки нервов передают сигналы от мозга рыб к их мышцам, и они реагируют за долю секунды.

Морской лев сосредоточивается и еще раз бросается на стаю. Напряжение нарастает, и сардины начинают двигаться еще быстрее. Стая замыкается и формирует плотную вращающуюся сферу. Каждая рыба отчаянно пытается оказаться в центре. Каждая хочет спрятаться за другой и оказаться как можно дальше от щелкающих челюстей хищника. Такое эгоистичное поведение демонстрирует, что рыбы не заботятся друг о друге. Они просто используют стаю для выживания.

Наконец, морской лев ловит одну сардину, затем другую. Этим особям не повезло. Внутри стаи безопасность обеспечивается количеством – там легче спрятаться за чужими спинами. Держась вместе, большинство сардин спаслось, что является гораздо лучшим исходом, чем если бы они перемещались по океанам поодиночке, имея всего пару глаз, чтобы отслеживать опасность.

Что бы ни утверждалось в старых книгах, жизнь в водной среде не абсолютный признак, отличающий рыб от любых других животных. Однако то, как рыбы движутся в воде в трех пространственных измерениях, является одним из важных признаков их принадлежности к рыбьему племени.

Однажды в Калифорнии, когда мне было 15 лет, наблюдая, как стая сардин избегает челюстей морского льва, я заглянула в мир, разительно отличающийся от моего собственного. Рыбы обитают в среде, в 900 раз более плотной и в 80 раз более вязкой, чем воздух, и эти факторы определяют всю их жизнь. Им приходится проталкивать свои тела вперед, чтобы преодолеть трение воды, пытающееся их удержать. Однако им достаточно всего лишь наполненного газом шарика, плавательного пузыря, чтобы сбросить оковы гравитации и без усилий держаться в толще воды. Ни птицы, ни летучие мыши, ни насекомые не способны парить с такой легкостью.

У других морских животных есть свои способы перемещаться под водой: кальмары и осьминоги выбрасывают струи воды, толкающие их вперед; у некоторых на голове есть «уши», которыми они машут; у крабов и креветок на ногах расположены уплощенные «весла»; более мелкие существа загребают воду антеннами и волосками. Но никто не плавает так же быстро, энергично и далеко, как рыбы. В течение сотен миллионов лет рыбы эволюционировали, чтобы всю свою жизнь ловко и эффективно передвигаться в воде.

У всех свои причуды

Можно посмотреть на рыбу и по ее форме многое понять о том, как она движется. В Сенегале, в Западной Африке, я недавно впервые увидела желтоперого тунца (Thunnus albacares). Он лежал на горке измельченного льда, уставившись мертвыми глазами в потолок рынка, и он был огромен. Если бы я его обняла, мои руки, возможно, обхватили бы половину его серебристого тела. Эта рыба олицетворяла собой силу и скорость. Ее торпедообразное тело состояло из одних мощных мышц. Хвост был отрезан и лежал рядом, казалось, еще один тунец ныряет через прилавок. Он имел форму полумесяца, что не слишком подходит для маневрирования, зато идеально для уменьшения трения при стремительном движении тунца. Чтобы еще больше уменьшить трение в долгих заплывах, пара грудных плавников убиралась в углубления на боках, делая тело еще более обтекаемым. Когда тунец охотился, грудные плавники выходили наружу для маневрирования и погони за добычей. Два удлиненных плавника, тоже ярко-желтых, в форме изгибающихся серпов, помогали тунцу не перевернуться. Ряды треугольных желтых дополнительных плавничков на брюшной и спинной сторонах тела, по-видимому, направляли водяной поток в сторону хвоста, помогая ему двигать воду вбок и назад и создавать прямую тягу.

Мужчина за прилавком попытался поднять хвост тунца, но не справился с весом и из-за скользкой кожи уронил его на пол. Он попытался его поднять, но не смог, пока кто-то не пришел ему на помощь. Я задалась вопросом, сколько людей понадобилось, чтобы поймать этого гиганта и затащить на палубу сенегальского рыболовецкого судна где-нибудь в Атлантическом океане.

Такая форма тела, как у этого тунца, торпедообразная, с хвостом в форме двузубца или полумесяца, развилась в процессе эволюции для требующего большой выносливости плавания на большие расстояния: ее можно увидеть у скумбрий и рыб-мечей, марлинов и парусников. Рыба-меч и парусник считаются самыми быстрыми рыбами и способны плавать со скоростью 100 км/ч, но недавние исследования показали, что это может быть преувеличением. Даже если так, этих хищников нельзя назвать ленивыми. Парусник, по-видимому, способен разгоняться до 32 км/ч, что значительно больше, чем скорость любой маленькой рыбки, за которой он гоняется, и этого более чем достаточно. Если бы рыбы плавали быстрее, то рисковали бы поранить себя кавитационными пузырями. Под высоким давлением в жидкостях образуются пузыри, которые лопаются, вызывая сильную ударную волну. На коралловых рифах раки-щелкуны создают кавитационные пузыри, щелкая клешнями (это и есть основная причина трескучего шумового фона на рифах). Крепкий панцирь раков способен выдержать ударную волну, но кожа и чешуя рыб, скорее всего, нет.

Подобно тунцам и парусникам, пелагические акулы с торпедообразной формой тела и хвостовым плавником в форме полумесяца, такие как серо-голубые акулы или тихоокеанская сельдевая акула, также плавают на большие расстояния. У них нет плавательного пузыря, и, несмотря на снижение удельного веса тела за счет огромной жирной печени, они могут утонуть. Для компенсации отрицательной плавучести акулам служат большие грудные плавники, в поперечном сечении выглядящие как крылья самолета. По мере движения вперед вода быстрее проходит над их плавниками, чем под ними, и возникает противодавление. В опубликованной в 2016 г. статье говорится, что гигантская акула-молот проводит 90 % своего времени, завалившись набок, под углом между 50° и 75° относительно вертикали. Такая поза может показаться неудобной, но она увеличивает подъемную силу, создаваемую высоким спинным плавником.

В противоположность видам, приспособленным к плаванию на большие расстояния, рыбы с широким хвостом в форме веера обычно оказываются хорошими пловцами на короткие дистанции, спринтерами, имеющими большую стартовую скорость. Хищники-засадчики, такие как щука, барракуда или груперы, имеют мощный и широкий хвостовой плавник, загребающий много воды. Такими большими хвостами тяжело двигать из-за сильного трения, но они эффективны на коротких расстояниях, когда необходимы мгновенное ускорение и элемент внезапности.

Угри плавают за счет волнообразных движений всего тела, идущих от головы до хвоста; изменив направление этих волн, они могут плавать задом наперед. Ножетелки при перемещениях держат тело в неизменном положении и плавают за счет волнообразного движения длинного анального плавника, тянущегося вдоль брюшка; ильная рыба (Amia calva) действует подобным же образом, только использует для этого спинной плавник.

Камбалы двигаются так же, как обычные неплоские рыбы, но лежа на боку. Мальки морских камбал, палтусов и многих других видов рыб проводят первые несколько недель жизни, плавая вертикально, как все. Затем кости черепа начинают изгибаться и смещаться, рот меняет форму, и один глаз перемещается на другую сторону головы, ближе ко второму глазу (какой глаз двигается – правый или левый – зависит от вида). Одна сторона их плоского тела светлеет и становится белой, вторая – темной и пятнистой. Когда этот метаморфоз завершается, взрослые рыбы плавают и лежат на морском дне на одном боку, в горизонтальном положении, бледной стороной вниз, тогда как их темная камуфляжная сторона и два глаза, расположенные на одной стороне головы, направлены вверх. Теперь, вместо того чтобы размахивать хвостом из стороны в сторону, они машут им сверху вниз. Некоторые пластиножаберные также приняли уплощенную форму и придонный образ жизни и сидят в засаде на дне, поджидая добычу, однако их тела устроены по-другому: скаты сплющены сверху вниз, они прижимаются ко дну брюхом и плавают, взмахивая большими грудными плавниками, расходящимися в стороны, как крылья.

Плавники летучих рыб еще больше похожи на птичьи крылья. Эти рыбы набирают скорость под водой и выпрыгивают в воздух, раскрывая огромные грудные плавники. Они не машут ими, когда парят над волнами на расстояния десятков, а то и сотен метров. В 2010 г. Куньмин Парк и Хэчон Чой из Сеульского национального университета в Южной Корее поместили чучела летучих рыб в аэродинамическую трубу и обнаружили, что они парят так же эффективно, как ястребы. По-видимому, рыбы научились летать, чтобы избежать хищников. Из-под воды поверхность моря выглядит как зеркало, отражая свет обратно, поэтому подводный хищник не видит летучих рыб, за исключением спокойных солнечных дней, когда они отбрасывают тени. И рыбы, пользуясь этим, долгое время избегали челюстей охотящихся за ними хищников. Окаменелые остатки летучих рыб были найдены в тех же отложениях возрастом 235 млн лет, где нашли и гигантских ихтиозавров, которые, возможно, и были теми хищниками, от которых рыбы пытались спастись.

А есть рыбы, форма тела которых свидетельствует о том, что они не намерены плавать, разве только в случае крайней необходимости. Глубоководные удильщики берегут энергию (там, где они живут, еды мало) и просто медленно дрейфуют, шевеля хвостом, только если им грозит опасность или рядом покажется добыча. Бородавчатые рыбы-клоуны (из рода Antennarius) сидят на дне и изо всех сил пытаются слиться с окружающим пейзажем, и если им нужно куда-то отправиться, то они медленно поползут, используя грудные плавники как лапы; если дело очень срочное, то они даже могут разогнаться до легкого галопа. Еще есть брахионихты (род Brachionichthys), медленно перебирающие «пальцами» по морскому дну у берегов Австралии: их грудные и анальные плавники растопырены в стороны и очень похожи на маленькие ручки и ножки с пальчиками[56].

Когда рыбы плавают группами, возникают новые сложности. Половина видов рыб проводит часть своего времени в группах. Четверть всех видов ведет стайный образ жизни всегда. Отделите сельдь, сардину или анчоуса от их сородичей, и они сразу забеспокоятся.

Объединения рыб бывают двух основных видов. Во-первых, есть аморфные стаи, свободные социальные объединения, в которых рыбы плавают туда-сюда, не обращая особого внимания друг на друга. Во-вторых, существуют организованные стаи и косяки. Скопление рыб может превратиться в элегантный, закручивающийся в спираль косяк, когда по какой-либо причине все рыбы внезапно решают плыть и поворачивать синхронно. В косяке все плывут в одном направлении, их тела параллельны друг другу. Косяк может потерять упорядоченную структуру и вновь превратиться в аморфную стаю. В течение десятилетий ученые изучали неорганизованные скопления рыб и стаи, пытаясь понять, как и почему рыбы так себя ведут, как происходит объединение одиночных рыб в группы и косяки.

В свои поздние годы Конрад Лоренц, предложивший идею о ярких «плакатных цветах», посвятил себя изучению социальной жизни рыб и тому, как они образуют косяки. Вместо того чтобы драться друг с другом и конфликтовать из-за территории, в какой-то момент рыбы начинают дружить, и Лоренц хотел посмотреть, как происходит такой переход.

В 1973 г. Лоренц получил Нобелевскую премию за работу по изучению инстинктов животных[57]. Он потратил денежное вознаграждение на создание огромного аквариума у себя дома под Веной. Этот аквариум был размером 4 x 4 x 2 м и вмещал 32 000 л морской воды. Лоренц заселил его разнообразными коралловыми рыбами, включая и десятки рогатых занклов (мавританских идолов) с характерными белыми, черными и желтыми полосами. В течение следующих нескольких лет он проводил дни, наблюдая за ними.

После смерти Лоренца в 1989 г. в ящике стола в его кабинете была найдена неоконченная рукопись. В ней в мельчайших подробностях были описаны результаты его наблюдений за рыбами, насчитывавших более тысячи часов. Он дал имена всем своим рыбам и смотрел, как они общаются при помощи сложного набора жестов. Занклы размахивали хвостами в сторону друг друга или сцеплялись челюстями и боролись; пары носились по аквариуму бок о бок или бросались друг к другу и медленно расходились. Записи Лоренца полны схем с обозначением территорий, которые рыбы занимали в аквариуме. В марте 1977 г. он написал: «Глаб и Фрис объединили свои территории, но все еще не пускают Бахо, который нападает на Глаба или Фриса, когда те оказываются «не в том месте»… Куна все еще не покидает своего убежища у левой боковой стенки».

В конце концов Глаб, Фрис, Бахо, Куна и все остальные занклы разрешили свои противоречия и образовали единую постоянную стаю, плавая по аквариуму все вместе. На коралловых рифах рыбы также переключаются с территориальности на стайность, но никто не видел, как это происходит. Лоренц признавал, что даже в его большом аквариуме было тесно, но был уверен, что его микрокосм дал важные подсказки о том, чем рыбы занимаются в природе, когда никто за ними не наблюдает.

Аквариумные исследования, часто проводящиеся на мелких, неконфликтных рыбах, таких как обыкновенная гамбузия или данио-рерио, помогают расшифровать хореографию стай. Наблюдая, как стаи и косяки приобретают форму, и отслеживая движения отдельных рыб, ученые начинают понимать, как они ориентируются относительно друг друга, не сближаясь и не отдаляясь слишком сильно; при атаке хищника рыбы плывут в более плотном, синхронно двигающемся косяке, что дает им возможность избежать зубов хищника несколькими способами: броситься в сторону, разделиться и каскадами соединиться снова.

Вне зависимости от того, как это выглядит, рыбы не объединяются, чтобы сформировать эгалитарный суперорганизм, нечто с собственным разумом и без вожаков. Исследования показывают, что существуют отважные лидеры, готовые взять на себя риск быть пойманными на переднем крае стаи. Более голодные рыбы тоже обычно держатся впереди, где у них больше шансов найти еду, чем у рыб, тянущихся в хвосте.

Исследования организованных стай также показывают преимущества, которые они дают рыбам. Наиболее очевидным является то, что они запутывают хищников скоплением одинаковых тел и ослабляют вред, который одиночный хищник может принести большой группе. Рыбы даже осмеливаются по очереди покидать безопасную стаю и подплывать к ближайшему хищнику, чтобы посмотреть, что он замышляет. Затем они возвращаются в стаю и, судя по всему, сообщают своим товарищам, что атака неизбежна и им следует уплыть, или наоборот, что хищник занят другими делами и можно не беспокоиться. У стайных рыб также больше шансов добыть еду, особенно если она редко попадается и ее сложно найти, – чем больше рыб ее ищут, тем вероятнее они ее найдут.

Плавая в стае, а не поодиночке, рыбы также сберегают энергию. Как велосипедисты в пелотоне или машины во время гонок, едущие в слипстриме (зоне пониженного давления за другим автомобилем), рыбы в конце стаи тратят меньше усилий, чтобы не отстать. Быстрые движения хвостом оставляют в воде позади рыбы крутящиеся воронки, через которые должны проплыть их товарищи. Но вместо того чтобы бороться с турбулентным потоком, рыбы встраиваются позади между двумя другими рыбами там, где эти воронки дают им дополнительный толчок. Даже рыбы в голове стаи тратят меньше энергии, катясь на волне, выталкиваемой вперед движущимися позади рыбами. И, как обычно бывает, люди учатся у природы и используют эти движения рыб в человеческом мире. Расположение ветрогенераторов в такой же конфигурации, как особи в косяке рыб, позволяет увеличить их эффективность почти в 10 раз.

Чтобы глубже заглянуть в динамику движения косяков, исследователи создают собственные стаи. Основываясь на наблюдениях за живыми рыбами, они программируют компьютерных рыб в соответствии с правилами движения стай. Затем они выпускают виртуальных рыб в виртуальные аквариумы и смотрят, как они там плавают. Туда также подселяют виртуальных хищников со своим набором команд, чтобы те гонялись за стаями.

Были созданы и усовершенствованы тысячи таких моделей, и сейчас, с точки зрения статистического анализа, они идентичны движению реальных рыб. Но достаточно ли этого, чтобы утверждать, что модель верно отражает жизнь?

Этим вопросом задался Джеймс Херберт-Рид и его коллеги из Уппсальского университета (Швеция). Они решили проверить, смогут ли люди различить реальные и созданные на компьютере стаи рыб. В 2015 г. они разработали простую онлайн-игру с парой видеороликов, показывающих кружащиеся зеленые точки. В одном ролике демонстрировалась двумерная траектория реальной стаи рыб, в другом – смоделированная. Игрокам нужно было определить, какая из стай настоящая.

Ученые, исследующие движение рыб, очень успешно (и весьма азартно) играли в эту игру, что, наверное, неудивительно, и обычно выбирали правильную стаю. Почти 2000 обычных людей тоже в нее поиграли. Хотя они были не настолько хороши, как эксперты, все же они чаще замечали, что что-то не так, и видели четкие различия между двумя стаями, хотя не всегда знали, какая из них реальная, а какая смоделированная.

Таким образом, компьютерная модель не прошла рыбий вариант теста Тьюринга[58]. Впрочем, игры Херберта-Рида проверяли не интеллект виртуальных рыб, а их способность плавать, как настоящие. Большинство участников эксперимента все-таки поняли, что с виртуальными рыбками что-то не так, хотя статистически они были максимально приближены к реальности. Создание идеальной компьютерной стаи пока еще дело будущего, и рыбы еще не раскрыли всех своих секретов в отношении того, как они плавают и формируют стаи и косяки.

В поисках стай

Много лет назад я решила хотя бы отчасти пояснить, как рыбы двигаются и формируют стаи. Это приключение началось однажды ночью, когда небольшое судно покинуло северный берег Борнео. Я была аспиранткой в составе маленькой исследовательской группы, направлявшейся к отдаленному острову в Южно-Китайском море. Той ночью я была слишком возбуждена, чтобы спать. Когда капитан прокладывал путь между огнями нефтяных вышек, я стояла на палубе и наблюдала, как темная тень материка исчезала за горизонтом. Следующие два дня и две ночи, когда мы медленно плыли по тяжело перекатывающимся волнам, я не могла спать из-за морской болезни. Пошатываясь и устав от океана, я, наконец, увидела огни маленького острова, и в моей душе начало расти тревожное чувство. Я планировала и предвкушала это путешествие несколько месяцев, но, приближаясь к своей цели, начала подозревать, что совершила ужасную ошибку.

Лаянг-Лаянг – это коралловый атолл в форме капли. Над уровнем воды поднимается лишь тонкая полоса песка и камней длиной 1500 м, с посадочной полосой, обслуживающей маленький отель для дайверов и малайзийскую военную базу. Но там не было места для нашей исследовательской группы: мы ночевали под звездами или, в случае дождя, внутри ржавеющего грузового контейнера рядом с посадочной полосой. Для того чтобы помыться, у нас были ведра с водой, а чтобы сходить в туалет, мы либо заползали в один из редких кустов на дальнем конце острова или, что было предпочтительнее, запрыгивали в море. На острове не было интернета, мобильного сигнала и практически не было электричества.

Приплыв в это место, о котором я так долго думала и говорила, я была охвачена радостным волнением, но одновременно испытала глубокое потрясение, внезапно поняв, что я совершенно оторвана от остального мира и нахожусь очень далеко от знакомых мне людей и мест. Я должна была жить на острове три месяца и начала сомневаться, что выдержу такой долгий срок.

На следующий день, когда группа в первый раз отправилась нырять, все стало еще хуже. Мы покинули спокойную лагуну, пересекли проходящий через риф канал и попали в открытое море. Я неловко влезла в свой костюм для дайвинга, перекатываясь из стороны в сторону на качающейся палубе. Объявление капитана о том, что он оставит мотор работать, никак не помогло делу. Обычно в целях безопасности мотор заглушают, чтобы дайверов не ранило работающим винтом.

«Заглушать мотор слишком опасно», – прокричал он.

Волны гнали нас к острому краю рифа, способному повредить судно. Это означало, что я и мои товарищи должны будем изображать из себя «морских котиков» и совершить вход в воду с отрицательной плавучестью. Нам нельзя было оставаться на поверхности воды, чтобы собраться с мыслями и проверить оборудование; мы просто падали спиной в воду с борта и сразу тонули, надеясь не напороться на винт.

Еще несколько секунд, и я бы наорала на капитана, сдалась и начала бы искать способы вернуться домой. Но я собрала остатки решительности, перелезла через высокий борт и камнем ушла под воду.

В одно мгновение я из ада попала в рай.

Вода была такой прозрачной, что я почти ее не замечала. Это было близко к ощущению полета. Подо мной распростерся риф. Он выглядел как сад, наполненный цветами, мхами и лишайниками, покрывающими почти все морское дно. Это был самый здоровый риф, какой я когда-либо видела. Множество рыб кишели вокруг меня, и среди них я заметила одно из существ, ради которых я сюда отправилась. И в одно мгновение все мои страхи и заботы исчезли.

Рыбу-наполеона, или волнистого хейлина (Cheilinus undulatus) – крупного представителя семейства губановых, – бывает очень нелегко найти. Обычно эти гиганты живут поодиночке и рассредоточены по всему коралловому рифу. Но в мире есть несколько мест, где встреча с ними становится более вероятной.

Рыба-наполеон, которую я увидела в свое первое погружение, была молодой самкой. Длина ее тела составляла около 50 см; если бы она мне позволила, я могла бы взять ее под мышку и унести. Ее бока были бледно-зелеными, а хвост окаймлен желтым. Лоб не был особенно выраженным или шишковидным, каким станет позже.

Рыба медленно, сосредоточенно плыла вдоль рифа к определенному месту, которое я навестила на следующий день и затем приплывала сюда почти каждый день в последующие недели и месяцы. Там я увидела десятки рыб-наполеонов. Большинство были самками примерно одного размера, и был один огромный, главенствующий над всеми самец. Он был настолько большим, что с трудом влез бы в ванну. По окраске он походил на самок, за исключением ярко-синего лица и губ, а на лбу у него красовался большой вырост[59]. Иногда он подплывал ко мне и заглядывал в глаза, раздумывая, как мне казалось, не стоит ли меня отогнать, как кружащихся вокруг менее статусных самцов. Этот огромный хейлин-самец был первой рыбой, которая заставила меня почувствовать, будто она внимательно и вдумчиво за мной наблюдает.

Стая рыб-наполеонов образовывалась каждый день в течение недели в период новолуния для совершения единственного акта, который для каждой самки продолжался около четырех секунд. Для доминантного самца, с другой стороны, это было длительное испытание. Когда он не отгонял вторгающихся на его территорию самцов более низкого ранга, он всевозможными способами пытался соблазнить самок присоединиться к нему в открытой воде над рифом. Когда самка решала, что время наступило, она плыла вверх, а самец с рвением следовал за ней. Только тогда разница в размерах между представителями двух полов становилась очевидной: он был по крайней мере в три раза крупнее своих изящных партнерш. Рыбы плыли бок о бок, и самец проводил подбородком по телу самки. Затем, передернув телом, самка выпускала в воду облако икры, а самец добавлял струю спермы. После этого рыбы расходились; самка отцеплялась от самца и уплывала обратно на риф, а самец возвращался, чтобы прельстить еще одну даму из гарема. Так он поступал с каждой самкой по очереди, пока никого из них там не осталось.

Представители многих видов рыб собираются вместе, чтобы размножаться, часто в одних и тех же местах в одно и то же время. В северо-восточном Атлантическом океане, от Баренцева моря до Исландии и Фарерских островов, стройные рыбы из семейства тресковых – голубые мольвы (Molva dypterygia) – встречаются на глубине нескольких сотен метров, чтобы выметать икру. Атлантические большеголовы (Hoplostethus atlanticus) собираются на подводных горах с той же целью. И на коралловых рифах скапливается множество видов – груперы, луцианы, губаны, рыбы-хирурги, – чтобы произвести потомство. Часто их путь туда занимает дни и даже недели и составляет сотни километров.

Стаи, в которые рыбы объединяются для размножения, различаются по размерам. Есть маленькие, отборные группы, как, например, у королевских рыб-ангелов (Pygoplites diacanthus). Одинокий самец, украшенный яркими желтыми, белыми и голубыми полосами, собирает гарем из трех или четырех самок. Каждый вечер, за 15 минут до захода солнца над коралловым рифом, он начинает тыкаться носом в самок и ведет их по одной кверху, кружась с ней в танце. В процессе самец взмахами хвоста заключает икру и сперму в тороидальную воронку, похожую на вращающееся кольцо из дыма, которое поднимается вверх по воде, прочь от множества ртов, которые с удовольствием полакомятся этим питательным облаком.

Рыбы могут размножаться в поистине впечатляющих масштабах. Миллиарды особей атлантической сельди (Clupea harengus) собираются на банке Георга, мелком песчаном шельфе между Кейп-Кодом и островом Кейп-Сейбл у северо-восточного побережья США. Стаи формируются на закате, когда рассредоточенные в воде сельди начинают сближаться. Когда достигается определенная плотность (одна рыба примерно на 5 куб. м морской воды), запускается цепная реакция, и стаи начинают волнообразно расти вширь, как волны паники в косяке сардин. Эти волны распространяются со скоростью 60 км/ч, значительно быстрее, чем скорость движения самих сельдей. Колоссальная стая, диаметром около 40 км, начинает медленный путь к южной границе банки, следуя за маленькими группками рыб, которые, судя по всему, знают, куда плыть. Когда они достигают своей цели, начинается нерест, и вода становится мутной и густой от будущего поколения сельдей. К утру все заканчивается, и стая расходится[60].

Благодаря такому поведению в период размножения рыбы получают множество преимуществ. Вместо того чтобы надеяться на случайную встречу с подходящим партнером где-нибудь посреди океана, логичнее назначить место и время встречи. Это также снижает вероятность того, что ценные икринки будут сожраны хищниками. В Персидском заливе малые восточные тунцы (Euthynnus affinis) собираются и нерестятся под нефтяными платформами, куда также приплывают за их икрой китовые акулы. Даже стая из сотни акул не способна съесть всю икру, и они уплывают с наполненными животами, оставляя позади достаточно икры для зарождения нового поколения тунцов.

Другие хищники навещают места размножения для того, чтобы полакомиться самими рыбами, а не их потомством. На атолле Факарава (архипелаге Туамоту) в центре Тихого океана живет очень много акул. Дайверы регулярно встречают до 600 серых рифовых акул (Carcharhinus amblyrhynchos) в одной части рифа. Это самая большая плотность рифовых акул, отмеченная где-либо в океане. Йохан Мурье из сиднейского Университета Маккуори, вместе с коллегами изучавший эту акулью тусовку, обнаружил, что экосистема здесь перевернута с ног на голову. Обычно в основании пищевой пирамиды много животных, но на рифе Факарава верхушка, состоящая из высших хищников, больше основания. В норме акулы бесконечно скитаются по огромным территориям в поисках пищи, но эта не имеющая себе равных по численности толпа зависает на одном месте, по крайней мере на некоторое время, поскольку к ним приплывает достаточно еды в виде крупных пятнистых груперов (Epinephelus polyphekadion)[61]. Каждый год в июне и июле десятки тысяч этих груперов собираются на Факараве для нереста, и многие из них попадают в пасти акул, но все же не настолько много, чтобы существенно уменьшить численность популяции этого вида. Возможно, в другие времена в океанах было гораздо больше огромных стай нерестящихся рыб, за которыми охотились стаи акул. Но вдали от труднодоступных атоллов, таких как Факарава, до них первыми добрались другие хищники.

Рыбаки-люди давно научились ловить рыбу в местах ее нереста. Ведь это так логично – ловить рыбу там, где, как по расписанию, собирается рыба, обычно в дни полнолуния или новолуния. Вот только в отличие от акул люди часто перегибают палку и уничтожают стаи целиком. В Карибском море десятки тысяч особей груперов вида бурополосая черна (Epinephelus striatus) собирались в огромные группы для размножения, но их ловили в таких количествах, что большинство этих мест теперь пустуют, и это произошло повсюду в мире. Стаи рыб не возвращаются туда, где их уничтожали, возможно потому, что мальки учатся у зрелых особей, куда плыть для размножения. Когда все зрелые рыбы погибли, с ними исчезла и память о месте размножения[62].

С такими мыслями я отправилась в Южно-Китайское море на атолл Лаянг-Лаянг в поисках рыб-наполеонов. Я собиралась выяснить, насколько уязвимыми они окажутся, если рыбаки начнут ловить их в местах размножения, а не по одному на всем протяжении рифа.

На территории Тихого океана рыбы-наполеоны традиционно почитаются. В Микронезии и на островах Кука их подавали только на пирах вождей. На островах Килинаилау, принадлежащих Папуа – Новой Гвинее, их позволено есть только старейшинам. На Гуаме поимка этой рыбы при помощи копья была важным элементом ритуала инициации мужчины. Однако в последнее время традиционное рыболовство было вытеснено коммерческим. Любители морепродуктов из Азии с энтузиазмом включили рыбу-наполеона и различных груперов в свою кухню. Рыбаки в Индийском и Тихом океанах теперь прицельно на них охотятся, ныряя и дыша сжатым воздухом через шланги, поднимающиеся к поверхности. Они берут с собой пластиковые бутылки, наполненные раствором цианида, выливают их в отверстия в рифе, чтобы обездвижить прячущихся там рыб, а заодно и убивая других его обитателей, включая кораллы. Идея заключается в том, чтобы поймать рыб живьем и отправить их в города, где за них очень хорошо платят. Рыбы выставляются в аквариумах в ресторанах, где зажиточные клиенты выбирают, какую именно особь они хотят съесть. В Китае большие голубые губы самцов считаются деликатесом. И при таком высоком спросе понадобилось всего несколько десятилетий, чтобы рыбы-наполеоны оказались на грани исчезновения.

На атолле Лаянг-Лаянг я надеялась понять, что происходит, когда эти гиганты собираются для размножения. Если самки нерестились только один раз, а затем уплывали и стаю для размножения каждый день образовывали новые особи, то на рифе должна была жить достаточно большая группа рыб. Но если день за днем нерестились одни и те же рыбы, то новое поколение возникало за счет совсем небольшой группы половозрелых самок. И в этом случае, если бы рыбаки нацелились на место размножения, вся взрослая популяция очень быстро бы исчезла.

Моей задачей было научиться различать отдельных особей. Я не могла просто схватить этих больших, находящихся под угрозой исчезновения рыб и нацепить на них идентификационные бирки; вместо этого я наблюдала издалека и фотографировала их индивидуальную окраску. Другое их название – губан Маори – связано с похожими на лабиринт узорами на их мордах, которые напоминают моукоу (традиционную татуировку маори – аборигенов Новой Зеландии). Переливающиеся синие линии на лицах этих рыб сходятся и расходятся, прерываясь точками и тире, и, возможно, служат плакатными цветами, передающими сообщения сородичам.

Я хотела узнать, индивидуальны ли эти узоры у рыб. Если так, то я могла бы их использовать для узнавания особей, наблюдения за ними в месте размножения, расшифровки брачных игр и определения того, как часто туда возвращались самки.

Но сначала я должна была провести многие часы с ними под водой, фотографируя их сложные лицевые узоры.

В ходе моего исследования и наблюдения за передвижением этих больших рыб я узнала, что они не отплывают слишком далеко. Взрослым рыбам-наполеонам всегда нужен риф под плавниками, и они не проводят много времени в открытом море. Многие другие рыбы менее привязаны к одному месту и регулярно отправляются в далекие путешествия.

Еще несколько десятилетий назад единственный способ узнать, куда плывет рыба, заключался в ее поимке, маркировке, обычно при помощи номерной бирки с сообщением «Вернуть отправителю», после чего рыбу выпускали на волю в надежде, что кто-нибудь когда-нибудь ее опять поймает. Как и с посланием в бутылке, не было никакой уверенности, что меченая рыба будет поймана, и даже если это произошло, такой подход дает всего два фрагмента информации: начальную и конечную точки в неизвестном маршруте. Однако теперь рыбы, плавая, рисуют сплошные линии своего пути на цифровых картах при помощи электронных меток, отслеживающих каждое их движение.

В последние годы технологии слежения значительно улучшились. Гигантская акула впервые была отслежена по спутнику в 1982 г. Акула тянула за собой на десятиметровом канате увесистое устройство, которое отправляло сигнал спутнику каждый раз, когда акула поднималась к поверхности. В течение 17 дней ученые издалека наблюдали за движением акулы между островами Бьют и Арран у западного побережья Шотландии, по заливу Ферт-оф-Клайд и вокруг скалистого островка Эйлса-Крейг. Затем передатчик отцепился, раньше, чем предполагалось, но местный житель нашел его на пляже Эршира и отправил обратно ученым в Абердинский университет.

С тех пор множество крупных акул были оснащены отслеживающими устройствами размером с мобильный телефон, которые крепились прямо к спинному плавнику. В результате проведенного в 2017 г. исследования были выявлены маршруты 70 гигантских акул, отправившихся от Шотландии и Северной Атлантики в длинную зимнюю миграцию. Некоторые остались вблизи Британии и Фарерских островов, некоторые уплыли в Бискайский залив, а другие потратили месяцы, чтобы добраться до побережья Северной Африки; в среднем они преодолели расстояние не менее 3600 км.

С помощью подобных электронных меток ученые наблюдали на экранах своих компьютеров другие массовые миграции рыб. Тихоокеанская сельдевая акула покидает холодные воды Аляски и проводит зиму на Гавайях. В 2003 г. отследили передвижение самки белой акулы на расстояние 11 000 км по Индийскому океану от Южной Африки до Западной Австралии. Судя по фотографии ее поврежденного спинного плавника, через полгода она вернулась обратно в Южную Африку. Обыкновенные тунцы плавают с запада на восток и обратно вдоль подводного шоссе в северной части Тихого океана, между Японией, где они размножаются, и Калифорнией, где отъедаются и набирают вес. Один молодой тунец проделал этот путь трижды за 20 месяцев, проплыв 40 000 км, то есть расстояние, равное окружности Земли по экватору. В 2012 г. американская пресса подняла панику, поставив под сомнение безопасность поедания тунцов, мигрирующих в американские воды из Японии, поскольку они могли быть облучены в результате аварии на атомной электростанции Фукусима-1. Хотя уровень радиации у этих рыб оказался настолько низким, что обычный банан был опаснее, чем стейк из того тунца.

Помимо определения местонахождения крупной рыбы в любой момент времени, электронные метки раскрыли множество других подробностей путешествий рыб. Когда белые акулы переплывают целый океан, они часто проходят через территории, где для них мало еды. Метки, отслеживающие не только горизонтальное, но и вертикальное положение, показывают, что по мере миграции белые акулы начинают тонуть. По-видимому, это происходит из-за того, что запасы жира в печени, обеспечивающей им плавучесть и составляющей до трети массы тела, иссякают. Печень белой акулы массой почти в полтонны содержит 400 л жира и хранит 2 млн ккал энергии (как примерно 9000 батончиков Mars). Белая акула использует печень, как верблюд свой горб – в качестве источника энергии для выживания в долгих путешествиях по океанической пустыне.

Спутниковые передатчики помогли раскрыть тайну мозга скатов. В 1996 г. ученые неожиданно обнаружили у мант (Manta birostris), или гигантских морских дьяволов, и их родственников чилийских мобул, которых еще иногда называют «чилийскими дьяволами» (Mobula tarapacana), орган, который, по-видимому, служит для согревания мозга. У различных акул, марлинов, парусников и тунцов есть схожие пучки кровеносных сосудов, носящие название retia mirabilia, что переводится как «чудесная сеть», которые переносят тепло, создаваемое мощными плавательными мышцами, к мозгу и глазам. В результате их температура становится на 10–15° С выше, чем температура окружающей среды, и это позволяет рыбам не терять форму и сохранять внимательность при охоте в глубоких холодных водах.

У большинства рыб холодные тела, поскольку морская вода, проходя через жабры, отнимает у них тепло. Исключением является странная на вид рыба опах (род Lampris). Сплющенные с боков тела этих огромных рыб, похожих на серебристые диски, покрыты белыми пятнами, снабжены красными плавниками, имеют золотой ободок вокруг каждого глаза и retia mirabilia в жабрах. Холодная кровь, текущая от жабр опаха, согревается теплой кровью, оттекающей от сердца (так называемая противоточная система обмена), делая их единственными известными полностью теплокровными рыбами, способными постоянно поддерживать температуру тела выше окружающей; эти глубоководные хищники являются единственными рыбами с горячими сердцами.

Предполагалось, что манты и чилийские мобулы живут в тропиках на мелководье, поэтому им не нужно обогревать свой мозг. Согласно одной теории, их retia mirabilia, наоборот, охлаждала мозг. Эта загадка была разгадана, по крайней мере частично, в 2014 г. в ходе исследования, начавшегося у берегов Португалии. На отмели Принцессы Алисы, подводной горе у Азорских островов, на 13 мобул повесили маячки. Отслеживаемые скаты проплыли тысячи километров на юг и ныряли на тысячи метров вглубь, совершая глубоководные рейды, о которых раньше никто не знал. Скаты достигали почти двухкилометровой глубины, что делает их одними из самых глубоко ныряющих океанических животных[63]. Снова и снова скаты плыли вертикально вниз, а потом в течение часа медленно возвращались к поверхности, по-видимому поедая планктон по пути. Иногда мобулы оставались на глубине на 11 часов. Зачем они это делают, до конца не понятно, но теперь хотя бы ясно, для чего им мозговые обогреватели, ведь эти рыбы регулярно проводят время в водах с температурой ниже 4°С.

Несмотря на то что с помощью электронных меток были получены бесценные сведения о жизни рыб, нашлись люди, предупреждающие об опасностях неразборчивого использования технологий и задающиеся вопросом, кто должен иметь доступ к полученным данным, включая местоположение рыб в реальном времени. В американском штате Миннесота группа рыбаков недавно подала прошение о том, чтобы им разрешили использовать данные радионаблюдения за обыкновенной щукой (Esox lucius), их излюбленной добычей[64]. Ученые добывают эти данные на государственные средства, заявили рыбаки, и, следовательно, население должно иметь возможность использовать эти данные по своему усмотрению. Это дело было разрешено не в пользу рыбаков, но другое разбирательство в Австралии привело к использованию данных о расположении акул для совсем иных целей, чем предполагалось изначально. После серии смертельных атак акул на людей, плававших у западного побережья Австралии в 2014 г., правительство приняло постановление об их уничтожении. Спутниковые передатчики использовались в исследовании экологии акул, направленном на защиту этих животных и предотвращение их вымирания как в этой конкретной местности, так и во всем мире. Однако все данные, собранные учеными, были предоставлены агентству, выдающему лицензии на охоту, и стали использоваться для отслеживания и убийства акул.

И все же в целом, несмотря на редкие случаи злонамеренного использования этого метода, проводимые с его помощью исследования раскрывают удивительные факты о миграции рыб. Бессчетное количество электронных устройств показывают, что в водах Мирового океана царит оживленное движение. Они пересечены проторенными путями, соединяющими излюбленные места, куда животные возвращаются из года в год для размножения, нагула и пережидания неблагоприятных сезонов.

Чтобы найти дорогу и совершить такое путешествие, не потерявшись в бескрайних морских просторах, у рыб имеется необходимый набор точно настроенных органов чувств. Они обладают хорошим зрением, улавливают запахи и звуки, чувствуют течения, омывающие их тела, и у некоторых, по-видимому, есть дополнительное чувство, которое до сих пор остается некоторой загадкой.

Точно неизвестно как, но многие животные, включая рыб, ориентируются в мире при помощи встроенного магнитного компаса[65]. По всей Земле тянется сеть магнитных силовых линий, которые сходятся на северном и южном магнитных полюсах и, как и следует ожидать, меняются от места к месту. Определив интенсивность и угол наклонения этих магнитных линий[66], можно понять, где вы находитесь. Только что появившиеся на свет европейские угри, ориентируясь с помощью своего магнитного чувства, плывут из Саргассова моря в Атлантическом океане в сторону Гольфстрима и вместе с этим морским течением перемещаются на восток до берегов Европы. Американские угри тоже начинают свое путешествие в Гольфстриме, но покидают его раньше и плывут на запад. Мигрирующие лососи помнят конкретные магнитные поля, с которыми они сталкиваются, когда покидают родную реку и в первый раз попадают в соленую воду. Через несколько лет, проведенных в море, где они растут и взрослеют, лососи, следуя по этой мысленной магнитной карте, возвращаются к тому же побережью и по запаху находят дорогу в реку, где они родились, чтобы вернуться в родные места на нерест.

Незначительные магнитные аномалии также могут служить ориентирами на определенной местности. В новаторских для того времени исследованиях слежения за рыбами, проведенных в 1980-е гг., американский ихтиолог Питер Климли наблюдал за бронзовыми акулами-молотами (Sphyrna lewini), плававшими туда-сюда между островом и подводной банкой у побережья Южной Нижней Калифорнии. Акулы плавали по ночам через абсолютно черную воду и всегда строго по прямой. Климли догадался, что акулы следовали по магнитным градиентам, окружающим банки, которые состоят из вулканического базальта и в результате слегка намагничены.

Мы пока не знаем, как акулы, лососи, угри и многие другие животные улавливают магнитные поля. Возможно, акулы используют свое электрическое чувство. Когда соленая вода проходит через магнитное поле, создается слабый ток, который акулы могут улавливать при помощи электрочувствительных органов на их рылах – ампул Лоренцини[67]. Согласно давно устоявшейся теории, другие виды могут нести некие чувствительные клетки, возможно с высоким содержанием железа, которые способны улавливать магнитные поля и отправлять сигналы в мозг. Подтверждение этой гипотезы появилось в 2012 г., когда исследователи обнаружили магнитные рецепторы в носу рыбы из семейства лососевых – микижи, или радужной форели. Во вращающемся магнитном поле эти клетки вращались синхронно, как стая рыб, поворачивающая в одном направлении.

Какой бы инструмент рыбы ни использовали, они, без сомнения, искусные навигаторы, способные найти дорогу не только через океан, но и через целый континент. Часть территории Южной Америки, где Амазонка и ее притоки текут сквозь густые джунгли, служит домом для тысяч пресноводных видов рыб, включая огромного сома брахиплатистому, или доураду (Brachyplatystoma rousseauxii). Эти гигантские рыбы могут достигать почти двух метров в длину; у них широкий рот, длинные усы и гладкая блестящая кожа без чешуи, сверкающая, будто их окунули в ртуть. Вместе с несколькими близкими родственниками эти плоскоголовые сомы обеспечивают существование самых крупных рыболовных хозяйств бассейна Амазонки, и рыбаки с давних пор знают, что это особенные рыбы – они великие путешественники.

По сравнению с другими более известными рыбами, особенно акулами, амазонские сомы обделены вниманием, и у ученых не хватает ресурсов для их исследования. На сомов никогда не устанавливали электронные метки; вместо этого несколько групп увлеченных исследователей применили более простые, но трудоемкие методы для того, чтобы понять, куда плавают сомы. Одна группа собрала данные за десятки лет, опрашивая рыбаков и подсчитывая сомов, молодых и старых, в речном бассейне. Другая группа покупала рыб на рынках Амазонии в городах Манаус и Белен (Бразилия) и доставала из их голов маленькие ушные камни, отолиты, помогающие рыбам держать равновесие и слышать. По мере роста рыб отолиты вбирали в себя химические вещества из вод, через которые они проплывали. И поскольку химический состав воды в разных местах отличается, можно расшифровать наслоения химических соединений и понять, где рыба жила в разные периоды своей жизни.

Эти исследования помогли воссоздать историю амазонских сомов и подтвердили то, о чем многие рыбаки давно подозревали: доурада и другие гигантские сомы совершают удивительные миграции. Их жизнь начинается на западе в верховье реки в Андах. Затем молодежь дрейфует по течению на восток, оказываясь примерно через месяц в устье Амазонки у Атлантического океана на другой стороне континента. Там они три года живут, охотятся и растут. Когда наступает сезон дождей и река выходит из берегов, повзрослевшие сомы собираются в огромные стаи и отправляются на запад, плывя против течения по бурным водам обратно в горы. Генетические исследования также указывают на то, что, как и лососи, доурады возвращаются в те же реки, где они родились.

Обратный путь через Амазонку и ее притоки между устьем и горами равен почти 12 000 км, что соответствует двойному расстоянию между Нью-Йорком и Лондоном. Это самое длинное путешествие по пресным водам, совершаемое животными. Почему сомы тратят столько усилий и плавают так далеко, остается загадкой.

Большие рыбы, прошлое и настоящее

Ныряя каждый день с рыбами-наполеонами на Лаянг-Лаянге в Южно-Китайском море, я изо всех сил старалась быть как можно менее заметной, что оказалось нелегко, поскольку спрятаться мне было негде. Сначала нерестящиеся рыбы относились ко мне с подозрением и спешно уплывали еще до того, как я успевала сфотографировать их морды. Я притворялась равнодушной, отворачивая камеру, чтобы выпуклый стеклянный объектив не казался им глазом огромного хищника. Со временем они перестали стесняться камеры, и я поняла, где мне лучше находиться. Самки проплывали мимо меня у границы территории самца после брачного ритуала по дороге домой. Лучше всего получалось их снимать, когда они плыли прямо на меня, поворачивая в последний момент, чтобы со мной не столкнуться, и я получала идеальную фотографию одной щеки, правой или левой.

Между погружениями у меня было много свободного времени. Я писала длинные письма домой и уговаривала пилотов легкомоторных самолетов отеля отправить их с континента. Я много думала о своем лучшем друге, который в это время путешествовал по сухим лесам Мадагаскара и совершенно не подозревал, что меньше чем через год мы будем планировать нашу свадьбу. На острове я не просматривала цифровые фотографии, сделанные под водой. Подача электричества была непостоянной, и всю электроэнергию я тратила на зарядку аккумулятора камеры, а не на ноутбук. Поэтому, только вернувшись в Англию, уже вдали от океана, я смогла приступить к изучению снимков, запечатлевших сотни рыбьих лиц.

Я просматривала изображения, отслеживая узоры, часто теряясь среди извилистых лабиринтов и пытаясь понять структуру нерестящейся стаи. В конце концов я нашла две фотографии, сделанные в разные дни, и увидела одно и то же лицо: три одинаковые линии, отходящие от глаза, одинаковые белые пятнышки на лбу и лабиринт золотых каракулей на щеках. Эта самка приплывала выметывать икру два дня подряд. Моя игра в «найди одинаковых рыб», похоже, закончилась победой.

Мой растущий каталог портретов рыб показал, что одни и те же самки день за днем приплывали на место нереста, и, по моим оценкам, на рифе была примерно сотня зрелых самок. Будь у них возможность, эти рыбы продолжали бы размножаться на Лаянг-Лаянге в течение многих лет, выбрасывая все новые и новые порции икры в океан. А со временем они бы вернулись в то же место в совсем другой роли.

Рыбы-наполеоны – один из многих морских видов, претерпевающих спонтанную смену пола. Многие рождаются самками, а затем в возрасте не менее пяти лет становятся самцами. Их яичники отключаются, в работу вступают производящие сперму семенники, а на лбу у них появляется большой вырост. С этого момента задача рыбы не метать икру, а найти свое место в иерархии самцов и постараться со временем захватить территорию для размножения. До тех пор они будут тайком соблазнять самок выметать икру за спиной главного самца.

Подобная смена пола происходит и у некоторых других губановых, а также у цихлид, рыб-попугаев, груперов, бычков и морских окуней. У некоторых рыб все наоборот: они начинают жизнь самцами, а затем становятся самками, например оранжевый амфиприон, или амфиприон-клоун (Amphiprion percula), известный всем по мультфильму «В поисках Немо». Если бы анимационный фильм студии Pixar был правильным с биологической точки зрения, то, когда мать Немо пропала, его отец сменил бы пол и стал доминантной самкой, плавающей среди жалящих щупалец актинии (а сам Немо не жил бы со своим папой; сразу после появления на свет молодые амфиприоны не остаются на месте, а дрейфуют к другой актинии)[68].

Некоторые рыбы меняют пол в обоих направлениях. Каменный окунь (Serranus tortugarum), живущий в Карибском море, несет одновременно мужские и женские половые органы (синхронный гермафродит) и использует и те и другие вместе со своим партнером, с которым образует постоянную пару. Пара окуней живет вместе, часто внутри раковины, и меняет гендерные роли, мужскую на женскую и обратно, до 20 раз в день.

Но за время моих наблюдений ни одна из самок рыб-наполеонов не превратилась в самца. После того как я покинула Лаянг-Лаянг, все катастрофически изменилось. Я надеялась вернуться туда, но исследовательская группа больше не собралась. Только в прошлом году я вновь увидела эту часть Южно-Китайского моря и только из окна самолета. В ходе перелета из Сингапура в Манилу пилот заметил, что мы летим над одним из островов, которые Китай считает своим. «Сегодня воздух прозрачный, и видно посадочную полосу», – сказал он. Я посмотрела вниз на остров, очень похожий на тот, на котором я провела несколько месяцев, но только окруженный флотилией из больших военных кораблей.

В последние несколько лет Китай начал агрессивно расширять свое присутствие в этих давно оспариваемых водах. Китайские военные засыпают коралловые рифы песком и цементом, чтобы построить искусственные острова и базы, усиливающие их притязания на большую часть Южно-Китайского моря. Это происходит, несмотря на протесты других суверенных государств, чьи берега омываются этими водами, включая Малайзию, Вьетнам, Тайвань и Филиппины. США также проявляют большую заинтересованность в этом отдаленном от них регионе, где быстро увеличивается угроза мировой безопасности. Неудивительно, что среди растущего геополитического напряжения никто не заметил потерю нескольких рыб.

Я остановилась в Филиппинах, только чтобы пересесть на другой самолет и продолжить путешествие на восток в Палау, островное государство, расположенное на архипелаге из красивейших лесистых островов в западной части Тихого океана. Там я встретилась с Лори и Пэтом Колин, основателями Фонда исследований коралловых рифов (Coral Reef Research Foundation). Они посвятили много лет изучению рифов Палау, включая обитающую там внушительную популяцию рыб-наполеонов. За ужином они подтвердили дошедший до меня печальный слух. Лори и Пэт были на Лаянг-Лаянге через год после того, как я закончила аспирантуру, и не увидели ни одного хейлина.

Атолл никогда не был официально признан морским заповедником, хотя малайзийские военные фактически служили защитниками рифа, не позволяя другим кораблям к нему приближаться. Он был вне досягаемости почти для всех, кроме нескольких дайверов и редко появляющихся там ученых. Лори рассказала то, что слышала: на риф пустили рыбаков. Это был один из флотов, рыщущих по Юго-Восточной Азии в поисках последних особей этих ценных рыб, и с Лаянг-Лаянга они собрали всех рыб-наполеонов, каких только могли найти. Забрали ли рыбаки их с места нереста? Вполне вероятно. Задолго до моей аспирантской экспедиции было известно, что на атолле много наполеонов. Однако я все равно задалась вопросом, не разожгло ли наше присутствие на острове новый интерес к этим рыбам.

Мои усилия по изучению рыб-наполеонов внезапно потеряли смысл. Пока я концентрировалась на мелких деталях их жизни, вокруг происходили более серьезные события. Все рыбы, которых я научилась различать по узорам на мордах, были с самого начала обречены из-за ценника за их голову. Я наблюдала и описала явление, которое, возможно, больше никогда не произойдет. По крайней мере, точно не в том месте.

Лаянг-Лаянг не был последним местом, где я видела рыб-наполеонов. Ныряя в Палау, я встречала их почти при каждом погружении. На большинстве рифов я видела огромных самцов и двух или трех самок. Я видела подростков размером с ладонь и даже мальков размером с большой палец, плавающих в мелких лагунах. И в конце одного погружения, когда я ждала выхода из своей декомпрессионной остановки на глубине 5 м, я посмотрела в сторону и увидела пару наполеонов прямо под поверхностью воды, двигающихся уже знакомым мне образом. Их тела одновременно содрогнулись и выпустили в воду молочно-белое облако икры и спермы, как это обычно и бывает.

Помимо рыб-наполеонов, в Палау я увидела несколько сотен других видов (из примерно 1400, которые там обитают). Там были большие старые рыбы с морщинистой кожей, которые жили на этих рифах десятилетиями, и во время каждого погружения я встречала акул. Меня невероятно вдохновляла возможность увидеть кусочек океана, который так строго охраняется. Почти половина всех береговых вод здесь находится под защитой: они входят в сеть заповедников, где придерживаются местной многовековой традиции останавливать вылов рыбы в определенных местах, пока численность рыб не восстановится. В 2015 г. 80 % морских территорий Палау вдали от берега были объявлены океаническим заповедником. Крупным рыболовецким судам, в основном вылавливающим тунца, вход сюда полностью закрыт, и только местным рыбакам разрешено ловить рыбу на оставшихся 20 % территории. В результате эти воды населены множеством рыб, живущих долгие годы в огромных здоровых популяциях, и многие из них собираются в гигантские стаи для нереста. Исследования в Палау проливают свет на многое из того, что было нам ранее неизвестно: как эти рыбы собираются вместе и когда их становится достаточно для формирования столь впечатляющих нерестящихся стай.

В офисе Фонда исследований коралловых рифов Пэт Колин рассказывает мне истории из своей жизни, проведенной в наблюдениях за рыбами и за расшифровкой их сложных брачных ритуалов. Этот человек со снежно-белой бородой и юношеским блеском в глазах, без сомнения, всей душой предан подводному миру. Он просматривает сотни компьютерных файлов и выбирает для меня видеоролики с рыбами, собирающимися в стаи для размножения.

«Разве это не очаровательно? – спрашивает Пэт, когда мы наблюдаем за парой рыб-попугаев, которые, прижавшись щекой к щеке, медленно, по спирали, опускаются на дно. – Это настоящий танец. Я бы назвал его нежным. Это единственное слово, которое мне приходит в голову».

Затем Пэт показывает мне видео, снятое в Блу-Конер, одном из самых известных и впечатляющих мест для дайвинга. Сотни рогатых занклов синхронно плавают прямо над рифом, взмахивая длинными лентовидными плавниками и поворачиваясь все вместе. Я думаю о том, что сказал бы о них Конрад Лоренц, наблюдавший всего за десятком этих рыб в своем венском аквариуме. «Многие естествоиспытатели любезно посылают мне свои видео и фотографии», – рассказывает Пэт. В водах Палау сейчас больше дайверов, чем где бы то ни было. Организуются специальные туры, когда дайверов привозят в правильное время в правильное место, чтобы они могли наблюдать за брачными таинствами рыб. «Такие вещи неизменно привлекают внимание», – говорит Пэт, несмотря на то что рогатые занклы формируют стаи только раз в году всего на несколько дней.

«Хотите увидеть кое-что потрясающее?» – спрашивает меня Пэт. Конечно, хочу. Он кликает на видеофайл, названный «Lutjanus fulvus, чернохвостый луциан». «Эти рыбы очень застенчивые, – поясняет Пэт. – К ним близко не подберешься». И он даже не пытается это сделать. Вместо этого Пэт устанавливает на рифе камеры GoPro и программирует их таким образом, чтобы они делали по одному снимку в минуту в течение недели. Эти маленькие прочные водонепроницаемые камеры были разработаны для экстремальных видов спорта; в интернете полно видеороликов, снятых такими видеокамерами, которые прикрепляют к себе сёрферы, скайдайверы и лыжники. Но их также используют и в научных целях, чтобы шпионить за объектами исследования. С их помощью Пэт подглядывал за брачными танцами рыб-наполеонов и другого местного гиганта зеленой шишколобой рыбы-попугая (Bolbometopon muricatum), которые сотнями собираются на рифе в период размножения.

На экране я вижу панораму кораллового рифа, созданную тремя камерами Пэта. Он нажимает на кнопку, и мы видим одну или двух рыб, попавших на фото. Неожиданно сначала одна из трех частей экрана, а затем все три заполняются желтыми полосами и темными хвостами. Луцианы загораживают собой риф и друг друга, и их невозможно сосчитать. Изредка прямо в камеру заглядывает большой глаз – и исчезает на следующем снимке. Интервальные снимки сменяют друг друга на экране, и на несколько секунд, эквивалентных часу реального времени, экран полностью заполняется рыбами. «А потом они исчезают», – говорит Пэт. Отнерестившись, луцианы расплываются так же быстро, как и собирались, и риф становится прежним, словно их и не было.

Осирис и рыба-слон[69]

Древнеегипетский миф, 2400 лет до настоящего времени

Истории, высеченные на камнях внутри древнеегипетских пирамид, рассказывают о великом и прекрасном царе Осирисе, правившем Египтом со своей женой Исидой. Все их любили, кроме Сета, злобного завистливого брата Осириса, который вознамерился свергнуть царя и занять его место. Однажды на пир в честь дня рождения Осириса Сет принес саркофаг, украшенный золотом и драгоценными камнями. «Тот, кому он придется впору, – объявил Сет, – будет признан самым честным и преданным человеком». Придворные и гости по очереди пробовали залезть в саркофаг, но они были либо слишком большими, либо слишком маленькими. Тогда Осирис сам залез в сакофаг и идеально поместился в нем. Как только Осирис оказался внутри, помощники Сета захлопнули крышку и забили ее гвоздями. Они бросили саркофаг в Нил, и Осирис утонул.

Скорбя по убитому мужу, Исида пришла на реку в поисках его тела и нашла его уже разлагающимся. При помощи своей магии она возродила жизненную силу Осириса и понесла от него сына Гора, который впоследствии стал богом небес.

Когда Сет услышал о том, что сделала Исида, он испугался, что она сможет вернуть Осириса и тот будет искать мести. Он пошел к реке Нил и, найдя останки своего брата, разрезал их на четырнадцать кусков и разбросал их по Египту, надеясь, что теперь Осирис никогда не вернется. Вне себя от горя и ярости, Исида отправилась собрать все части тела своего мужа, но нашла только тринадцать частей. Четырнадцатой потерянной частью был его пенис. Она не могла его найти, потому что рыба-слон, известная как Оксиринх или Меджед, его съела[70].

С тех пор люди почитали рыбу, проглотившую столь важную часть тела их великого царя. Они считали рыбу божественным воплощением Осириса, который стал повелителем загробного мира, богом жизни, смерти и воскрешения. В храмах, посвященных Осирису, люди оставляли в дар бронзовые статуэтки и мумии рыб[71].

Глава 6

Рыбья еда

Вскоре после рассвета я слышу бой барабанов на другом конце пляжа. Я долгое время лежала без сна, прислушиваясь к шепоту волн, мягко набегающих на песок, и в нетерпении ожидая, когда наконец раздастся сигнал к отправлению. Я расстегиваю молнию на своей палатке, хватаю маску с трубкой и присоединяюсь к другим ранним пташкам, уже собравшимся отплыть от берега на небольшом судне.

Наше путешествие длится недолго, всего несколько минут до узкого пролива между нашим и соседним островом. Мой гид Семми сегодня утром уже побывал здесь и предсказывает нам плодотворный заплыв.

«Когда мы будем в воде, держитесь рядом», – предупреждает он меня, стараясь перекричать шум работающих двигателей.

Я прыгаю за борт. Меня стразу подхватывает быстрое течение, и я устремляю взгляд вдаль. Вокруг меня только сине-зеленая мгла. Затем я слышу приглушенный крик, поднимаю глаза и вижу, что Семми вытянул вверх руку с раскрытой ладонью – этот знак означает, что где-то рядом манты.

Темная тень скользит ко мне, прямо под поверхностью воды. Манта плывет против течения, но ей это нетрудно, ведь она практически один сплошной плавник – два ее грудных плавника растянуты по бокам тела в огромные треугольные крылья.

Группа людей в воде на секунду замирает, наблюдая, пытаясь оценить ее размер. Хотя эта манта не очень большая, всего около двух метров в ширину, но все равно она кажется невероятно огромной. Там временем манта уплывает все дальше, и люди выходят из оцепенения и начинают двигаться. Они суматошно перебирают ластами, чтобы не отстать от колыхающейся впереди рыбы, как дети, всей гурьбой бросающиеся за мячом. Вскоре появляется еще одна, чуть более крупная манта. От ее плавника, видимо, отъела кусок акула, но это не мешает ей плавно и быстро плыть в сопровождении свиты из нескольких пловцов, отчаянно работающих ластами и поднимающих тучи брызг. Искусственные пластиковые плавники не могут составить конкуренцию широким «крыльям» манты, и вскоре люди начинают отставать и возвращаться на яхту, чтобы та отвезла их вверх по течению. Снова и снова наша группа прыгает в воду, как будто спешит на аттракцион, который никому не надоедает.

Каждый год примерно 60 мант посещают этот пролив посреди цепочки островов на северо-западе Фиджи. Как и моих рыб-наполеонов, их можно различить по черным и белым меткам на животах. В среднем с апреля по октябрь каждый день там появляются три манты. Однажды их было 14.

Эти огромные плоские пластиножаберные рыбы приплывают сюда в основном, чтобы поесть. Через пролив течет морская вода, полная зоопланктона – живых существ, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, однако их столько, что вода становится густой и мутной. Манты плавают сквозь скопления своей еды с широко открытыми ртами. Вода выходит через жабры, а планктон оседает на перистых ворсинках – жаберных тычинках, окаймляющих изнутри каждую из десяти жаберных щелей. Периодически манты закрывают рот, кашляют и проглатывают зоопланктонную пасту.

Манты не единственные рыбы, регулярно навещающие этот пролив между островами Фиджи для кормления. Пока я плещусь в воде, мимо меня проплывает стая южноазиатских тропических скумбрий (Rastrelliger kanagurta). Серебристые тела проносятся под водой, образуя беспокойную, постоянно меняющую форму массу, резко поднимающуюся вверх и пикирующую вниз, разворачивающуюся и замыкающуюся саму на себя. Бóльшую часть времени рыбы в косяке смотрят в одну сторону, темные полосы их тел параллельны друг другу. Изредка группа превращается в некое подобие сверкающего хаоса, а затем снова возвращается в упорядоченный строй. За скумбриями, как тень, следует охотник – гигантский каранкс (Caranx ignobilis), привлеченный буйной активностью и ожидающий подходящего момента для атаки. Скумбрии продолжают плыть с широко открытыми ртами, выцеживая планктон из воды, похожие на тысячи миниатюрных парашютов.

В проливе вместе с мантами появляется еще один источник пищи. Рыбки размером с палец снуют вокруг их тел, собирая паразитов и кусочки мертвой кожи. Это губаны-чистильщики; каждый день они часами очищают и приводят в порядок мант.

Пока рыбы объедаются, дайверы в воде начинают уставать и задумываться о собственном завтраке. Яхта проходит по проливу, подбирая людей, а я чуть задерживаюсь в воде, плывя по течению и наблюдая за водным пространством вокруг себя.

Две манты вновь появляются в поле зрения. Они нашли хорошее место, богатое планктоном, и остановились, чтобы как следует им воспользоваться. Две рыбы исполняют пируэты в воде. Они изгибают тела и кувыркаются спиной вперед, будто безуспешно гоняясь за своим длинным хвостом, и все это время их рты наполняются едой.

Рыбы добывают пищу множеством разнообразных способов. Это одна из тех вещей, которая отличает их от других позвоночных, у которых, по сравнению с рыбами, довольно ограниченный рацион. Рыбы едят практически все что угодно, и это оказывает большое влияние на весь остальной подводный мир.

Многие рыбы являются охотниками, и некоторые из них даже окружены легендами. Примерно 30 видов амазонских пираний приобрели устрашающую репутацию неистовых хищников, готовых в одно мгновение откусить человеку палец, стоит ему коснуться воды. Эти истории пошли от первых западных естествоиспытателей, попавших в Южную Америку, включая и американского президента Теодора Рузвельта. В своей книге «По диким местам Бразилии» (Through the Brazilian Wilderness), изданной в 1914 г., Рузвельт описывает пираний, калечащих людей и теряющих разум от одного запаха крови. В более правдоподобной версии этой истории говорится о том, что местные жители устроили представление для почетного гостя. Несколькими днями ранее они поймали в сети стаю пираний и не давали им есть. Когда приехал Рузвельт, они бросили им мертвую корову, и голодные рыбы, как и следовало ожидать, попировали. Пираньи не настолько опасны для людей, как принято считать. Наиболее шокирующие истории, скорее всего, описывают рыб, питающихся уже мертвыми телами. Однако есть опасения, что увеличение количества плотин в Южной Америке создает идеальные условия для размножения этих рыб. В результате строительства и засухи, которая заставляет их уходить в более глубокие воды, пираньи чаще встречаются с людьми, и нападения становятся более регулярными.

Хищные рыбы очень хорошо приспосабливаются к меняющимся условиям. На юге Франции, где река Тарн течет через исторический город Альби, огромные европейские сомы (Silurus glanis) научились ловить голубей. Родом из Восточной Европы, эти рыбы были заселены в реку в 1983 г. специально для рыбаков и с тех пор прекрасно приспособились к городской жизни. Известные здесь как «дунайские сомы», эти хищники сидят в засаде на отмели у каменистых островов посреди реки, куда прилетают голуби, чтобы попить и почистить перья. Когда птицы слишком близко приближаются к краю воды, сомы преднамеренно выпрыгивают на сушу (сходную тактику используют дельфины и косатки). Исследователи из Тулузского университета по очереди наблюдали за этим процессом с близлежащего моста и обнаружили, что примерно одна из трех попыток заканчивалась поимкой голубя на обед. Это может быть одной из причин, почему эти рыбы так хорошо приживаются на новых местах: они способны менять свой рацион, приспосабливаясь к доступной еде. Сегодня сомы живут в прудах и реках повсюду от Великобритании до Китая.

Все водоемы земного шара полны хищных рыб, гоняющихся за другими существами, но много здесь и вегетарианцев. Некоторые виды пираний – добродушные травоядные, играющие важную роль в экосистеме своих водоемов; они пережевывают крупные плоды огромными зубами, способствуя распространению семян и стимулируя их прорастание. Из примерно сотни видов рыб-попугаев большинство едят водоросли, откусывая листочки зубами, сросшимися в клюв, как у попугая. Они оздоравливают коралловые рифы, ограничивая рост водорослей, которые в противном случае быстро бы разрослись и подавили кораллы. Проведенные в 2017 г. исследования 3000-летней палеонтологической летописи из Панамы выявили тесную связь между процветанием и гибелью рыб-попугаев и коралловых рифов. Кэти Крамер из Института океанографии Скриппса в Сан-Диего (США) во время раскопок обнаружила клювы рыб-попугаев и измерила скорость роста кораллов. Она установила, что когда у рыб все было хорошо, то все было хорошо и у кораллов; но, когда рыб стало меньше, включая период последних 200 лет, характеризующийся чрезмерным выловом этих рыб, кораллы перестали расти, и им на смену пришли водоросли. На сегодняшний день Карибские рифы находятся в сильнейшем упадке. Крамер и ее соавторы пришли к выводу, что единственный способ их восстановить – это «значительное и немедленное сокращение вылова рыб-попугаев».

Помацентровые рыбы подняли вегетарианство на более высокий уровень. Они одни из немногих животных, включая людей, кто перешел с кочующего образа жизни охотников-собирателей на оседлый, освоив фермерство. Муравьи, термиты и жуки выращивают грибы; глубоководные крабы пушистые кивы (Kiwa hirsuta) выращивают на своих волосатых конечностях бактерии; а на коралловых рифах темные стегастесы (Stegastes nigricans), небольшие рифовые рыбы из семейства помацентровых, ухаживают за своими водорослевыми садами. На участках между ветвями мертвых кораллов они выпалывают несъедобные для себя виды водорослей, создавая таким образом пышные заросли, состоящие только из тех видов, которые кажутся им вкусными, иногда их плантации состоят из одного вида[72]. Поскольку у стегастесов нет желудочных ферментов, способных переваривать жесткие растительные ткани, они выбирают мягкие, легко усваиваемые виды водорослей.

Поддержание этих садов требует немалых усилий, в основном для их защиты от вторжения. За стегастесами очень легко наблюдать на рифе, поскольку они не боятся практически ничего, включая людей, не уплывают и не прячутся, совсем даже наоборот. Когда я проплываю над мелким рифом, ко мне тут же подплывают агрессивные маленькие рыбки, уверенные, что я собираюсь украсть их бесценные водоросли. Я видела, как большая стая рыб-хирургов – всеядных вегетарианцев – проплыла мимо, вызвав буйное волнение среди местных стегастесов. В один момент десятки ранее невидимых рассерженных садовников поднялись в столбе воды, скандаля и бросаясь на вторгшихся в их владения рыб-хирургов. Они могут даже схватить морского ежа за иглу и вытащить его за пределы своего сада. Это может показаться паранойей, но исследования показали, что если стегастесов искусственно выселить из их сада, то всего за день или два другие животные сожрут их ценные растения. Некоторые из наиболее вкусных водорослей, включая редкий вид багрянок полисифонию, были найдены только на территориях, которые защищают стегастесы. Это показывает, как рыбы и водоросли научились полагаться друг на друга.

Для кораллов сады, разведенные стегастесами, не очень полезны. Рыбы обламывают большие кораллы и убивают их, чтобы освободить место для водорослей. Размеры индивидуальных территорий этих рыб варьируют от листа А2 (примерно 42 × 59 см) до стола для настольного тенниса (сами рыбы могут быть размером с палец или ладонь). В местах, где рыбная ловля снизила численность более крупных хищных рыб – рыб, которых людям так нравится есть, – стегастесы размножились и распространили свои сады по всему рифу. Помимо уничтожения кораллов, водорослевые сады изменяют микробный состав экосистемы и стимулируют распространение болезней среди оставшихся живых кораллов[73]. Потеря крупных хищных рыб смещает равновесие в пользу мелких рыб вроде стегастесов, и это косвенно вредит кораллам.

Помимо охоты и фермерства рыбы добывают пищу множеством других способов. Чтобы понять, насколько разнообразными могут быть пищевые пристрастия рыб, стоит только заглянуть в Великие озера Восточной Африки и посмотреть на цихлид. В результате эволюции они заняли совершенно разные трофические ниши, что, как предполагается, способствовало видообразованию и позволило разным видам сосуществовать в одном месте за счет эффективного распределения ресурсов.

Среди цихлид можно встретить любителей планктона, улиток, губок и листьев, потребителей ила, мастеров выклевывать глаза, а также рыб с пухлыми губами, высасывающих насекомых из отверстий в камнях. Некоторые цихлиды добывают пищу, притворяясь мертвыми. Они неподвижно лежат на боку, и благодаря пятнистой окраске кажется, что они начали разлагаться. Рыбы-падальщики приплывают посмотреть, что происходит, и сталкиваются с неприятным сюрпризом, когда, казалось бы, мертвая рыба вскакивает и отхватывает от них кусок. Есть хищные цихлиды, которые научились таранить головой самок других видов, вынашивающих у себя во рту мальков. Сила удара заставляет самок выплюнуть свое потомство, и хищники быстренько его проглатывают.

Вне зависимости от того, что рыбы едят, все они сталкиваются с одними и теми же проблемами жизни и питания под водой. Вода более вязкая, чем воздух, то есть, когда водные животные бросаются вперед, чтобы что-нибудь поймать, их собственное тело создает расходящуюся волну, отталкивающую от них еду. Волна также предупреждает потенциальную добычу о приближении хищника, давая ей время, чтобы спастись. Манты, скумбрии и другие фильтрующие рыбы частично избегают этого, разевая свои большие рты и позволяя воде течь через их тела, а не вокруг них[74]. Биофильтрация – это способ питания, который работает только под водой и встречается повсеместно: от веслоносов (Polyodon spathula), процеживающих воды озер и рек Северной Америки, до загадочных пелагических большеротых акул (Megachasma pelagios), плавающих в морских глубинах с широко открытыми огромными пастями сквозь массу криля, периодически сжимая челюсти и заглатывая добычу.

Сложность охоты в воде – среде с определенной вязкостью – привела к возникновению уникальной особенности, присущей только рыбам. Распространенная стратегия рыб (особенно костистых) заключается в стремительном выдвижении челюстей вперед. Головная волна при этом меньше, а само движение значительно более быстрое, чем движение всего тела. Таким образом домашние золотые рыбки клюют хлопья сухого корма. И если вы потянете вниз нижнюю челюсть мертвого лосося или форели, то засчет группы последовательно соединенных костей их верхняя челюсть автоматически сдвинется вверх и вперед.

Рыбы обладают выдвижными челюстями уже по крайней мере 100 млн лет. За это время челюсти стали выдвигаться все дальше. Сегодня победителем конкурса «Самые выдающиеся вперед челюсти» является большеротый губан (Epibulus insidiator), тропическая рыба, способная молниеносно выбрасывать вперед челюсти в форме ротовой трубки, составляющей 65 % длины ее головы. Если бы я обладала такой способностью, то могла бы, не двигая головой, схватить зубами шоколадку, висящую на веревочке на расстоянии 13 см от моего носа.

Второе место занимает акула-домовой (Mitsukurina owstoni). По-английски ее называют goblin shark (акула-гоблин), по-французски – requin lutin (акула-лепрекон), а по-испански – tiburón duende (акула-эльф). Этот вид был впервые обнаружен в XIX в., но только в виде мертвых уродливых образцов с выпяченными, кривыми челюстями, напоминавшими плохо подобранные зубные протезы. Только значительно позднее стало ясно, что живые акулы-домовые прячут челюсти, что делает их более изящными и менее ужасающими существами. Они выпячивают челюсти, только когда едят или пытаются поесть. Впервые они были засняты за этим делом в 2008 г., когда группа японских ученых поймала в сеть живых акул-домовых в глубоком каньоне в Токийском заливе. Акул осторожно подняли наверх и засняли, как они плавают в мелкой воде. Пару раз акулы пытались укусить что-нибудь, включая руку дайвера (к счастью, на нем был толстый гидрокостюм). Запись показала, что нижние челюсти акул сдвигаются вниз под углом 116°[75], как в зевке, а потом выстреливают вперед. Челюсти акул-домовых составляют половину длины их головы и закрываются менее чем за полсекунды – это самые далеко выдвигающиеся и быстрые челюсти среди акул.

Многие рыбы не просто постоянно борются с вязкостью воды, но и научились ею пользоваться, а именно засасывать: они выбрасывают челюсти вперед, надувают щеки и заглатывают полный рот воды, а вместе с ней добычу и частицы пищи в вязкой струе (попробуйте сами проделать это с тарелкой густого супа). В ответ у добычи в процессе эволюции развилась быстрая реакция бегства; чувствуя головную волну от приближающегося хищника, маленькие рыбы бросаются вперед на расстояние одной длины тела, которого вполне достаточно, чтобы избежать всасывания хищником.

Одними из лучших специалистов по всасыванию являются морские коньки. Как и манты, они питаются зоопланктоном, но не фильтруют воду, а всасывают мелких рачков по одному. Морской конек медленно, не создавая движения воды, заводит свое рыло прямо под жертву, затем напрягает мышцы в голове, растягивающие сухожилия, будто натягивая резинку на рогатке перед тем, как стрельнуть в кого-нибудь. Мышца высвобождает накопленную упругую энергию, и голова конька молниеносно двигается вверх, засасывая рачка. Все это занимает менее одной миллисекунды. Новорожденные морские коньки особенно хорошо это делают, что необычно для таких малышей. Многим рыбам требуется время, чтобы научиться всасывать еду. Им нужно привыкнуть координировать движение челюстей и мышц, что обычно приходит с возрастом. Однако будущие морские коньки проводят несколько недель в сумке своего отца и рождаются полностью сформировавшимися и вполне готовыми к жизни[76]. На видеороликах, снятых в 2009 г. на высокоскоростную цифровую видеокамеру, видно, что молодые морские коньки совершают головами движения в три раза более быстрые, чем взрослые особи, и даже быстрее, чем рак-богомол ударяет своей страшной клешней, открывая раковину моллюска (а скорость его удара более 20 м/сек!).

Другая группа рыб делает все в обратной последовательности. Вместо того чтобы засасывать воду, они ее выплевывают. Семь видов брызгунов (род Toxotes), их еще называют рыбами-стрелками, используют воду как оружие. Впервые об их способности метко «стрелять» упоминается в письме, отправленном в 1764 г. из Голландской Ост-Индии[77] члену Лондонского королевского общества. К письму прилагался зафиксированный образец брызгуна, предоставленный губернатором Хуммелем из столицы колонии Батавии[78]. Хуммель был наслышан о повадках этих интересных рыб и хотел сам проверить, правда ли это. Он приказал поймать несколько брызгунов и поместил их в ванну с водой. Рядом поставили палку с прицепленной к ней мухой. Губернатор очень радовался, когда день за днем наблюдал, как рыбы стреляли водой в муху и всегда попадали в цель.

Последующие исследования полностью раскрыли удивительный талант брызгунов. Оказалось, что они умеют вводить поправку на преломление света на границе воздуха и воды и попадать в цели на расстоянии до 3 м, подобно тому как самцы копеллы Арнольда смачивают свои икринки, развивающиеся на листе над водой. Затем брызгуны занимают позицию, чтобы поймать упавшее насекомое. Помимо этого, они выстреливают из своих встроенных водяных пистолетов с силой, в пять раз превышающей силу, которую может создать любая другая мышца позвоночных. До недавнего времени считалось, что в основе этого таланта лежит механизм, подобный механизму молниеносного движения головы морских коньков или языка хамелеона, у которого мышечная энергия медленно накапливается в коллагеновых волокнах, а затем мгновенно высвобождается, и язык выстреливает наподобие катапульты с невероятной скоростью. Однако, как бы внимательно ученые ни искали, ничего подобного у брызгунов найти не смогли. В 2012 г. Альберто Вайлати и его коллеги из Миланского университета в Италии наконец разгадали тайну брызгунов. Вместо того чтобы полагаться на силу мышц, эти маленькие рыбки умело используют законы гидродинамики. Брызгуны выстреливают струей воды, проталкивая язык вдоль ложбинки на небе. Исследовательская группа Вайлати обнаружила, что поток воды в задней части струи, которую выстреливает рыба, имеет скорость больше, чем в передней, в результате капли из задней части догоняют переднюю и сливаются в единый водяной снаряд такой мощности, что сбивает насекомое с ветки[79]. Когда мы бросаем игрушечную водяную бомбочку, она сначала летит по воздуху в сторону цели, но быстро поддается силам гравитации и сопротивлению воздуха, замедляясь и падая на землю. Брызгуны стреляют водяными пулями, которые, наоборот, ускоряются при приближении к цели.

Рыбы, плывущие сквозь электрические сны

Помимо вязкости, вода также характеризуется способностью проводить электричество, в миллиард раз превышающей проводимость сухого воздуха. Поэтому менять лампочку мокрыми руками – плохая идея. Но некоторые рыбы вовсе не беспокоятся об угрозах здоровью и безопасности при контакте воды и электричества, а наоборот, используют электрический ток намеренно.

Тысячи лет люди знали о рыбах, способных метать искры. В Древней Греции врачи клали электрических скатов на рожениц, чтобы помочь им справиться с болью. Древние египтяне вылавливали электрических сомов из Нила и, предположительно, использовали их для лечения людей, страдающих эпилептическими припадками. А в начале XIX в. прусский исследователь и естествоиспытатель Александр фон Гумбольдт наблюдал, как угри нападают на лошадей и мулов и топят их в мутном водоеме в Венесуэле. Эти и сотни других видов рыб обладают одной необычной способностью: они создают сильный электрический ток и умеют управлять им.

Электричество присуще всему живому. Заряженные ионы входят в клетки и выходят из них, в частности в нейронах: в результате происходит передача сообщений, сокращение мышц, формирование мыслей (электричество, текущее через розетки и электронные устройства, состоит из электронов, другой формы заряженных частиц). В большинстве живых существ электрические заряды крайне малы. Однако у многих рыб в процессе эволюции появились органы, накапливающие и усиливающие электричество и способные его направленно посылать по назначению. И только рыбы научились охотиться при помощи электрических разрядов.

Много лет назад, когда я изучала зоологию в университете, я повстречалась с электрической рыбой – нильским слоником, или рыбой-слоном (сородичем Оксиринха из древнеегипетского мифа). Я посмотрела на рыбу, которую мне выдали на практикуме, и увидела, что ее рыло было далеко не таким длинным или подвижным, как слоновий хобот. Ей больше подходило ее немецкое имя tapirfische – из-за носа, напоминающего нос южноамериканского тапира. При ближайшем рассмотрении хоботок моей рыбы оказался даже вовсе и не носом, а удлиненным подбородком.

Моей задачей было нарисовать карту электрического поля, создаваемого рыбой-слоном. Я должна была измерять электрический ток электродом, опуская его в разные точки аквариума через заданные промежутки времени. Нарисованная мною кривоватая диаграмма показала, что рыба была окружена концентрическими линиями. Это было электрическое поле, создаваемое модифицированными мышечными клетками в основании ее хвоста. Они генерировали слабый постоянный ток, которого было недостаточно, чтобы я его почувствовала, когда засунула палец в аквариум, пока никто не видел.

Я воссоздавала эксперимент, проведенный 50 лет назад в той же самой лаборатории на кафедре зоологии Кембриджского университета ученым, открывшим этот тайный талант рыб-слонов. Ганс Лиссманн увидел этих рыб в аквариуме в Лондонском зоопарке и заметил, что они умеют плавать задом наперед, ни с чем не сталкиваясь. Их глаза смотрят вперед, и они не могут видеть, что находится позади, поэтому Лиссманн задумался о том, не используют ли они какие-нибудь другие органы чувств для ориентации в пространстве. При помощи похожего на мое оборудования Лиссманн первым обнаружил слабое электрическое поле у рыб-слонов. Он понял, что эти рыбы используют электричество подобно тому, как летучие мыши используют ультразвук. Однако это была не эхолокация, а электролокация.

Затем я, как это в свое время проделал и Лиссманн, поместила стеклянную палочку, электрический изолятор, в аквариум рядом с рыбой и вновь измерила ее электрическое поле. В этот раз линии были искривлены, поскольку электрический ток тек вокруг изолятора, но не сквозь него. Моя рыба, должно быть, знала, что в аквариуме есть стеклянная палочка, и не потому, что она ее видела. Еще несколько лет назад считалось, что рыбы-слоны слепые, но недавние исследования показали, что они могут различать крупные движущиеся объекты благодаря чашеобразным структурам в сетчатке, содержащим кристаллы гуанина и усиливающим слабый свет. Все тело моей рыбы-слона было покрыто ямочками, чувствующими ее собственное электрическое поле. Изменения этого поля говорят рыбе, что рядом находится какой-либо объект.

Примерно 200 видов рыб-слонов живет в реках Африки. Они генерируют электрические импульсы, прощупывая мутную воду, чтобы заметить нарушения своего личного электрического поля при его столкновении с окружающими предметами. При помощи своих длинных чувствительных подбородков они ищут еду, спрятанную на речном дне. Чтобы обработать всю информацию, поступающую от их органов чувств, у рыб-слонов есть огромный мозг, потребляющий до 60 % поступающего в их организм кислорода. У них отношение размера мозга к размеру тела близко к человеческому, но мы используем только 20 % кислорода для питания своего мозга.

Миролюбивые рыбы-слоны находятся на одном краю спектра, а на другом расположен печально известный электрический угорь (рыба с занятным научным названием – Electrophorus electricus). Это не настоящие угри, а один из видов южноамериканских гимнотовых рыб[80], способный генерировать 600-вольтные импульсы, парализующие или даже убивающие других животных. Зоолог Кеннет Катаниа из Университета Вандербильта (Теннесси, США) познакомился с электрическими угрями ближе, чем кто-либо еще. Помимо других важных открытий, его исследования показали, что угри испускают свои мощные электрические разряды не случайно, в надежде кого-нибудь ударить, а используют их значительно более тонко и изощренно. Угорь часто начинает охоту, посылая два или три разряда в воду. Если рядом прячутся мелкие рыбы или раки, то они выдадут себя непроизвольными сокращениями мышц, вызванными электрическим током. Эти сокращения посылают волны сквозь воду, которые угорь воспринимает чувствительной к давлению боковой линией. Затем он, как электрошокер, посылает серию импульсов, которые перевозбуждают нервы жертвы, вызывая сокращение мышц и временный паралич.

Катаниа также догадался, что могло произойти с лошадьми Александра фон Гумбольдта 200 лет назад в болотах Венесуэлы. В ходе путешествия по Южной Америке Гумбольдт попросил местных рыбаков достать ему нескольких живых электрических угрей. Чтобы выполнить его просьбу, они загнали лошадей в водоем и наблюдали, как угри начали выпрыгивать из воды и яростно их атаковать. Рыбаки кричали на лошадей, не давая им убежать; две лошади в результате утонули, остальные, шатаясь, вышли на берег и потеряли сознание. Истощенных угрей рыбаки отдали Гумбольдту. Катаниа считает, что угри таким образом отстаивали свою территорию в ситуации, которая возникает каждый год. Во время сезона дождей вода из рек Амазонки и Ориноко затопляет близлежащие джунгли и саванны, и рыбы мигрируют в образовавшиеся болота. Затем, когда дожди кончаются и вода сходит, рыбы остаются в изолированных водоемах; Гумбольдт был там как раз в сухой сезон. Электрические угри хорошо знакомы с этой ситуацией и приспособились к ней: они дышат воздухом и выживают в стоячей воде. Но изоляция делает их уязвимыми, и водоемы, наполненные неспособными сбежать рыбами, привлекают хищников. Однако у угрей есть эффективный способ защиты.

В ходе своих экспериментов Катаниа видел, как пойманные электрические угри атаковали сеть, которую он использовал для вылавливания их из аквариума. Угри снова и снова нападали на сеть и выпрыгивали из воды, посылая электрические разряды в металлическую ручку. Чтобы измерить силу этих атак, Катаниа поместил в аквариум металлическую палку, соединенную с вольтметром (угри часто создавали 200-вольтные разряды). Он даже создал модель головы крокодила в натуральную величину и покрыл ее светодиодами, загоравшимися каждый раз, когда угорь бил ее током. Угри наносили мощные удары, выпрыгивая из воды и создавая короткое замыкание между своим электрическим органом и телом другого животного. Это значительно более эффективно, чем если бы угри выстреливали зарядами в воду, в которой стоит или плавает их цель.

В последнем опубликованном исследовании (2017) Катаниа непосредственно на себе испытал, насколько эффективными могут быть электрические удары угрей. Он разработал эксперимент для измерения тока, текущего через человеческую руку при атаке угря, выступив в роли подопытного животного. Выбранный угорь был относительно маленькой, 40-сантиметровой молодой рыбой, но все равно его разряды достигали 50 мА (миллиампер), что «значительно превышало порог активации ноцицепторов[81]», как написано в статье Катаниа. Другими словами, было очень больно. Однако его рука не была парализована, мышцы не были перевозбуждены и не сократились. Катаниа считает, что атаки угрей направлены не на обездвиживание жертвы, а на то, чтобы отпугнуть хищников, болезненно ударив их током.

Катаниа уверен, что выпрыгивающие из воды угри не охотятся. Они не кусают и не жуют свою пищу и не смогли бы проглотить что-либо размером с крокодила, лошадь или человека. Он думает, что небольшие аквариумы в его лаборатории воспринимаются угрями как родные высыхающие водоемы, в которых они должны опасаться хищников, точно так же, как это происходит в сухой сезон в естественных условиях. В этой ситуации, когда к ним приближается что-то большое и угрожающее, рефлекторный ответ угря – защищаться и показать хищнику, что с ним лучше не связываться.

Чарльз Дарвин прекрасно знал, что в мировых водах обитают различные электрические рыбы. В своем труде «Происхождение видов» он рассуждал о том, как они эволюционировали: «…если бы электрические органы были унаследованы от какого-нибудь древнего предка, мы должны были бы ожидать, что электрические рыбы тесно связаны между собой». Но Дарвин знал, что электрические рыбы не являются близкими родственниками. Гнюсовые, нарковые, нарциновые скаты и скаты-торпедо относятся к электрическим пластиножаберным рыбам. На далеко расположенных друг от друга ветвях эволюционного древа, среди костистых рыб, расположились семейства электрических звездочетов (Uranoscopidae), электрических сомов (Malapteruridae), мормировых (Mormyridae) с рыбой-слоном и отряд гимнотообразных (Gymnotiformes) с электрическим угрем в своих рядах. Дарвин считал их важными примерами явления, которое сейчас называется конвергентной эволюцией, хотя он этот термин не использовал. Конвергентная эволюция происходит, когда неблизкородственные виды выглядят, ведут себя или функционируют сходным образом. Дарвин написал: «Подобно тому, как два человека иногда независимо друг от друга приходят к одному и тому же изобретению, так, по-видимому, и… естественный отбор… произвел у различных существ сходные органы».

Так, лазающие по деревьям приматы мадагаскарские руконожки и австралийские сумчатые поссумы научились использовать тот же источник пищи, что и дятлы. Все три группы животных делают отверстия в деревьях и достают личинок из-под коры; птицы используют для этого свой клюв и длинный язык, тогда как руконожки и поссумы орудуют выступающими передними зубами и длинными пальцами[82]. Аналогичным образом рыбы приобретали электричество не менее шести раз в ходе эволюции. Дарвин поразился бы тому, как это происходило и как эволюция может раз за разом приходить к одному и тому же результату. Электрические органы наполнены электроцитами – модифицированными мышечными клетками из разных частей тела. У электрических скатов эти клетки являются модифицированными жаберными мышцами и формируют похожие на бобы структуры по обеим сторонам их круглых тел. Во время охоты скаты обхватывают добычу широкими грудными плавниками и бьют их током. Североамериканские звездочеты живут на восточном побережье Америки, закопавшись в песок, и только их глаза выглядывают наружу. Модифицированные глазные мышцы создают слабые электрические разряды, способные сбить с толку добычу или отпугнуть приближающихся хищников. Что же касается мощного электрического угря, то его тело более чем на две трети состоит из электроцитов, преобразованных из мышц, проходящих вдоль всего тела. Молекулярные исследования показывают, что все эти рыбы используют один и тот же набор генетических инструментов для создания электричества. Они следуют одному пути развития, включая и выключая одни и те же гены. Это сложный процесс, в котором мышечные клетки разрастаются, теряют способность сокращаться и вместо этого начинают транспортировать большое количество ионов через мембраны, создавая поток зарядов. Несмотря на то что электрические органы возникали как у морских, так и у пресноводных рыб, в разных частях тела и с промежутками в миллионы лет, по сути они устроены одинаково.

Конечно, не все тайны электрических рыб еще открыты, например как они умудряются не ударить себя током во время охоты. Возможно, их жизненно важные органы защищены слоями жира или их нервные окончания хорошо изолированы, но, как именно обстоят дела, с уверенностью сказать пока нельзя.

Что глотают рыбы

Название «зеленая шишколобая рыба-попугай» этот вид рыб получил не зря. У них действительно большой шишковидный лоб, а зубы срослись наподобие острых клювов. Они сшибаются лбами друг с другом в ритуальных поединках, впервые заснятых на камеру в 2012 г. Как и рыбы-наполеоны (чьи шишки на головах, насколько нам известно, не используются в драках), эти огромные рыбы-попугаи собираются вместе для размножения, и взрослые самцы соревнуются за статус, разгоняясь и сталкиваясь лбами с громким хрустом. В остальное время эти рыбы также производят довольно много шума: они питаются, соскребая с кораллов водоросли и обламывая их при этом.

На атолле Пальмира посреди Тихого океана исследователи плавали по мелким рифам вслед за зелеными шишколобыми рыбами-попугаями и внимательно за ними наблюдали, отмечая каждый откусанный ими кусок. Это была нелегкая задача. В разделе методов в опубликованной ими статье указано, что только наблюдения продолжительностью не менее 60 минут были включены в результаты. Самый долгий заплыв рядом с рыбами продолжался 5 часов 20 минут. В среднем каждая рыба-попугай откусывала коралл три раза в минуту.

Как слоны в саванне, эти существа оставляют заметный след в окружающем их мире. Когда рыбы-попугаи откусывают коралл, они теряют отломившиеся маленькие кусочки, некоторые из которых выживают, прикрепляются снова к рифу и дают начало новым колониям. Своими укусами рыбы также расчищают место для поселения новых коралловых личинок. Они выкапывают огромное количество живых и мертвых кораллов, перемешивая и перераспределяя известняк и донные отложения, и играют важную роль в динамических ритмах рифа.

Если сложить всю съеденную ими пищу за год, получается, что одна взрослая рыба-попугай поглощает от 4 до 6 т твердого известнякового рифа. Им приходится столько есть потому, что в таком коралловом рационе мало питательных веществ. Рыбья еда – это тонкая пленка живой ткани, покрывающей твердые коралловые глыбы, сложенные известковыми скелетами крошечных полипов, и из проглоченного они усваивают всего 2 %. Второй набор зубов в глубине горла, так называемые фарингеальные, или глоточные, зубы, подобно мельнице размалывает коралл в пыль. Питательные вещества всасываются в длинном кишечнике, а все, что осталось, выходит с противоположной стороны.

Моча и кал рыб служат важными питательными веществами для других организмов. В начале 1980-х гг. Джуди Мейер из Университета Джорджии наблюдала за рыбами на рифах острова Санта-Крус (Американские Виргинские острова). В дневное время она видела, что в зарослях ветвящихся кораллов затаились стаи рыб ронок (род Haemulon), раскрашенных продольными голубыми и желтыми полосами, с большими серебристыми глазами. На закате ронки уплывали на ближайшую водорослевую поляну, где набивали брюхо моллюсками и крабами. К рассвету рыбы возвращались на риф, скрываясь среди ветвей своих коралловых домов, переваривая пищу и испражняясь. Мейер и ее коллеги обнаружили, что концентрации питательных веществ были в пять раз выше в воде вблизи кораллов, где жили рыбы, чем вблизи ненаселенных кораллов, скорее всего благодаря ежедневным дефекациям ронок. В течение года она наблюдала, как кораллы с постоянным присутствием рыб росли в два раза быстрее, чем аналогичные колонии, где рыбы появлялись лишь эпизодически. По-видимому, эти подвижные позвоночные своими пищеварительными трактами создают связь между двумя неподвижными средами обитания, водорослевыми зарослями и коралловыми рифами.

В более позднем исследовании эколог-ихтиолог Джейкоб Олгайер несколько лет изучал, насколько коралловые рифы зависят от мочи рыб. Практическая часть его работы, которую он выполнял в сотрудничестве с Крейгом Лейманом из Университета Северной Каролины, заключалась в отлове сотен видов рыб. Ученые помещали рыб по одной в наполненные морской водой пластиковые пакеты ровно на полчаса. Измеряя концентрации питательных веществ в воде до и после, они посчитали, сколько фосфора и азота выделяла каждая рыба с мочой и, частично, через жабры. Олгайер объединил эту информацию с данными своих коллег Эйбела Валдивии и Кортни Кокс, которым посчастливилось наблюдать за популяциями рыб на сотнях коралловых рифов на Карибах. На части рифов велся активный вылов рыбы, но другие находились под охраной, и рыбная ловля там была запрещена. Проанализировав данные, Олгайер пришел к выводу, что рифы без достаточного числа рыб могут получать вдвое меньше питательных веществ, чем здоровые рифы, населенные рыбами и обогащенные их мочой.

Баланс питательных веществ на рифах всегда неустойчив. В любой момент еды может стать слишком много или слишком мало. Рифы когда-то появились, чтобы процветать в чистых, не слишком богатых минеральными питательными веществами тропических водах; эти экосистемы крайне эффективны и постоянно перерабатывают питательные вещества, запасы которых ограничены (с другой стороны, есть экосистемы, испытывающие острую нехватку питательных веществ, такие, например, как водорослевые заросли, требующие постоянного подкармливания, которое обеспечивается поднимающимися из глубин водами, богатыми минеральными веществами). Хорошо известно, что загрязнение является проблемой для рифов: канализационные и сельскохозяйственные стоки наполняют прибрежные воды фосфатами и нитратами, в результате чего разросшиеся водоросли подавляют кораллы и занимают их место. Но есть и оборотная сторона. Рифам плохо и в том случае, когда они теряют свой естественный источник питательных веществ.

Исследования Олгайера и других ученых показывают, насколько запас питательных веществ, жизненно важных для рифа, зависит от рыб, особенно крупных рыб – самых активных производителей фекалий и мочи. Конечно, он не стал запихивать метровую рыбу-попугая в пластиковый пакет. Если бы он попытался это сделать, то понадобился бы очень большой пакет – не только из-за размера самой рыбы, но и из-за объема ее экскрементов. Когда я ныряла на Палау, рыбы-попугаи несколько раз опорожняли кишечник прямо рядом со мной, оставляя позади белый, похожий на мел струящийся шлейф. Исследователи, следившие за рыбами-попугаями на атолле Пальмира, заметили, что взрослые рыбы испражняются более 20 раз в час.

Рыбы вносят и другой важный вклад в окружающий их мир. Многие родственники шишколобых рыб-попугаев, в том числе темный (или черный) скар (Scarus niger), красно-фиолетовый скар (Scarus rubroviolaceus) и разноцветная рыба-попугай (Chlorurus sordidus), являются вегетарианцами с мощными челюстями и скусывают водоросли с рифов; одновременно они отскребают кусочки известняка. Все это проходит через кишечник рыбы и выходит с обратного конца в измененном состоянии. В 2015 г. Крис Перри из Эксетерского университета в Великобритании привез исследовательскую группу на Мальдивы, чтобы проанализировать происхождение песка, покрывающего эти низкие (средняя высота над уровнем моря составляет всего 1,5 м) острова. Исследуя остров Ваккару, ученые обнаружили, что рыбы-попугаи обеспечивают 85 % песчаных отложений как на самом острове, так и вокруг него – другими словами, рыбы-попугаи построили почти весь остров из своих экскрементов. Поэтому, если вы как-нибудь будете прогуливаться по тропическому пляжу, подумайте о рыбах, неустанно жующих, проглатывающих, испражняющихся под волнами и создающих блестящий белый песок под вашими ногами.

Ватнагедда

Исландские мифы, XVI в.

В Исландии мало сухопутных животных, но реки, озера и окружающие моря населены загадочными рыбами. Некоторые из них безобидны, и люди используют их себе на пользу. Настойка из пяти угрей убережет от похмелья; камни, извлеченные из головы ската, могут сделать человека невидимым, но всего на один час. В то же время многие исландские рыбы опасны, и их лучше избегать. Льёдсилюнгур (lodsilungur) – это форель, отращивающая густую белую шерсть, чтобы не замерзнуть, и мясо ее ядовито. Офуг-нгги (оfug-nggi) выглядит как форель с иссиня-черной кожей и плавает задом наперед. Если съесть любую из этих рыб, то моментально наступит смерть. Если вы окажетесь около канавы или пруда с застойной водой, опасайтесь хроккулла (hrokkull). Эту рыбу создал чародей, взяв мертвого полуразложившегося угря и вернув его к жизни. Если вы ступите в воду, где живет хроккулл, он обовьется вокруг вашей ноги. Его яд настолько силен, что он растворяет кожу и кости, и если рыбу быстро не снять, то нога отвалится. Но самая ядовитая рыба в Исландии – это ватнагедда (vatnagedda). Ярко-золотого цвета, по форме она напоминает маленькую камбалу, и увидеть ее можно только туманной ночью перед сильной грозой. Чтобы поймать ее, используйте в качестве приманки золото и наденьте перчатки из человеческой кожи. Держите ее в стеклянной бутыли, обернутой в несколько слоев лошадиной кожи, иначе она все прожжет и уйдет в землю. Эта рыба защищает от нечистой силы и может отпугнуть даже самых могущественных призраков.

Глава 7

Ядовитые рыбы

В начале 1970-х гг. морской биолог Джордж Лоузи из Гавайского университета провел 250 часов под водой, наблюдая за маленькими рыбками лирохвостыми морскими собачками (Meiacanthus atrodorsalis) из семейства собачковых (Blenniidae): у них от каждого глаза отходит черная линия, из-за чего кажется, что они подкрасили глаза, а их желтые хвосты напоминают по форме лиру с плавниковыми лучами вместо струн. Лоузи нырял с аквалангом в центральной части Тихого океана на атолле Эниветок[83] и хотел узнать, как эти рыбки ведут себя в присутствии крупных хищников и как хищники на них реагируют.

Лоузи сам играл роль крупного хищника, подплывая к морским собачкам и наблюдая за их поведением. Обычно рыбы сначала медленно от него отплывали. Когда он останавливался, рыбы поворачивали и возвращались обратно, то останавливаясь, то снова начиная плыть, пока не оказывались прямо перед ним. Морские собачки, обитавшие в расщелинах рифа, при приближении Лоузи покидали свои убежища, подплывали к нему и смотрели прямо в глаза. Рыбы были значительно меньше его, до 11 см в длину, но при этом они, казалось, совсем его не боялись.

В экспериментальных аквариумах на суше Лоузи наблюдал, как хищные рыбы пытались съесть морских собачек. Проглотив одну маленькую рыбку, груперы тут же начинали дрожать, трясти головой и неловко выпячивать вперед челюсти. Через несколько секунд морская собачка выплывала из пасти хищника без всяких внешних повреждений.

Необычайная самоуверенность лирохвостых морских собачек частично объясняется строением их зубов. Они относятся к группе так называемых саблезубых морских собачек, несущих на нижней челюсти пару острейших зубов. Однако, как обнаружил Лоузи в своих исследованиях на Эниветоке, лирохвостые собачки не только больно кусаются.

В статье 1972 г. Лоузи описывает, как он поймал двух морских собачек и поместил их в «маленький кармашек в плавках». Возможно, ему больше некуда было деть пойманных рыб, но вне зависимости от того, почему он их туда поместил, вскоре он получил глубоко личные представления о природе их зубов. Эти представления, как он написал, были получены «случайно в результате укусов более нежной части моего бедра … укусы были очень болезненными, похожими на укус пчелы».

Лоузи, как любой добросовестный ученый, описал, что происходило с его ранами, которые сначала кровоточили в течение десяти минут, а затем воспалились, область покраснения разрослась от нескольких миллиметров в диаметре через две минуты после укуса до 10 см через 15 минут; воспаление не проходило четыре часа, а место прокола кожи оставалось воспаленным еще 12 часов. «В течение нескольких дней ткани были несколько затвердевшими», – отметил он. Лоузи на собственном опыте узнал, что этот вид саблезубых морских собачек был, несомненно, ядовитым.

Как оказалось, рыбы являются самыми ядовитыми позвоночными. Еще десять лет назад считалось, что ядовиты всего около 200 видов рыб. Но при более глубоком изучении оказалось, что существует примерно 3000 видов рыб, которых вы точно не захотите засовывать себе в купальный костюм.

Яды – еще один аспект удивительного эволюционного успеха рыб, отличный способ не стать чьим-либо обедом. Как и электрические органы, яды в процессе эволюции появлялись в разных группах рыб неоднократно (не менее 18 раз). Существуют ядовитые сомы и химеры, бычьи акулы и скаты, сиганы и рыбы-хирурги. Учитывая немалое количество видов, у человека больше шансов пострадать от ядовитой рыбы, чем быть укушенным змеей или поцарапанным ядовитыми шпорами утконоса.

Хорошая новость заключаются в том, что яд большинства рыб вас, скорее всего, не убьет. Но есть и плохая – в мире ядовитых существ их укусы и уколы одни из самых болезненных. За исключением группы одночелюстных угрей (сем. Monognathidae), про которых мы мало знаем, рыбы используют свое химическое оружие не для нападения, а только для защиты, и хищники быстро учатся их избегать. Когда Лоузи поместил морских собачек в плавки, они испугались и поняли, что находятся в беде; рыбы использовали свои полые зубы, чтобы ввести для устрашения в обидчика целый коктейль из химических ядовитых веществ[84]. В исследовании 2017 г. было выявлено, что яд у этого вида рыб содержит, помимо прочего, опиоидные пептиды, связывающиеся с теми же нейронными рецепторами, что героин и морфин. Этот яд вызывает резкое (до 40 %) снижение кровяного давления. Если у вас так сильно упадет давление, то вы наверняка почувствуете головокружение и необходимость присесть. Подобным образом яд морских собачек, по-видимому, приводит хищников в замешательство, вызывает у них слабость, благодаря чему маленьким рыбкам проще выбраться из их пасти, что и наблюдал Лоузи в своих исследованиях.

Как правило, если вы будете избегать ядовитых рыб, они тоже оставят вас в покое. Некоторые, например крылатки, используют яркие цвета, чтобы предупредить о том, что они ядовиты, поэтому их легко заметить. Однако многие другие хорошо замаскированы и живут на морском или речном дне. На пляжах Британии люди иногда натыкаются на морских дракончиков (род Trachinus), прячущихся в песке. Как большинство ядовитых рыб, они впрыскивают свой яд через модифицированные плавниковые лучи. Сходные болезненные травмы случаются на побережьях США, где живут рыбы-звездочеты. А если вы наступите на ската-хвостокола, он замахнется своим хвостом и проткнет вам ногу ядовитым шипом[85].

Наиболее опасными ядовитыми рыбами, вероятно, являются бородавчатки (род Synanceia), умело притворяющиеся камнями, поросшими водорослями. Даже если вы знаете, что они рядом, их практически невозможно заметить. И это очень опасно: так, рыба-камень (Synanceia verrucosa) несет на спине ряд из 13 ядовитых шипов (в 1766 г. Карл Линней дал одному из видов очень подходящее название Synanceia horrida, бородавчатка ужасающая). Каждый год сотни людей в Австралии случайно наступают на бородавчаток; тяжесть человеческого тела сжимает протоки с ядом в основании шипов, и они выстреливают в ногу. Это вызывает ужасную боль, которая может не проходить несколько дней. Хотя существует противоядие, лучше внимательно смотреть, куда идешь, и не трогать ничего на коралловом рифе, потому что легко быть обманутыми безупречной маскировкой бородавчатки.

Другая группа рыб известна не тем, что они могут впрыснуть яд, а своими ядовитыми внутренностями – достаточно съесть такую рыбу, чтобы умереть. Многие века людей невероятно интриговали иглобрюхи: древние египтяне высекали их изображения на камне, а японские посетители ресторанов до сих пор платят огромные деньги и рискуют жизнью, чтобы их отведать. Пока не были введены законы, требующие, чтобы повара годами тренировались и получали лицензию на приготовление иглобрюхов, десятки людей в Японии каждый год умирали от отравления рыбой фугу[86]. Даже в наши дни ежегодно два-три неудачливых (или безрассудных) едока умирают.

Иглобрюхи так опасны из-за ядовитого алкалоида тетродотоксина, или TTX. Он накапливается в печени, половых органах, коже и кишках иглобрюхов, частях, которые искусные повара умеют вырезать. Один миллиграмм этого сильнодействующего нейротоксина – капля размером с кончик иглы – убивает взрослого человека. Нагревание его не деактивирует. Антидота не существует.

Иглобрюхи не сами производят тетродотоксин, но получают его из пищи, содержащей бактерии, вырабатывающие TTX. Если их кормить пищей без этих бактерий, то рыбы постепенно потеряют свою ядовитость. Таким образом рыбоводы получили безопасных для употребления иглобрюхов, но они непопулярны среди посетителей японских ресторанов, желающих пощекотать себе нервы, поедая диких рыб фугу.

Следует избегать и других животных, содержащих TTX. В 2009 г. в Новой Зеландии пять собак умерли, съев выброшенных на пляж морских слизней. А стоит только побеспокоить синекольчатого осьминога (Hapalochlaena maculosa), одного из самых ядовитых существ в мире, и вам обеспечена быстрая смерть в результате маленького, часто безболезненного укуса этого яркоокрашенного существа, в слюне которого содержится тетродотоксин. TTX даже может придать некое правдоподобие рецептам магических зелий, содержащим «глаз тритона»: бросьте желтобрюхого тритона, жабу-арлекина или седлоносую жабу в котел – и содержащее TTX смертельное варево готово!

Недавно была разрешена загадка, каким образом тритоны, осьминоги, морские слизни, иглобрюхи и все остальные не отравляются собственным ядом. Механизм действия TTX заключается в том, что это вещество связывается с натриевыми каналами в мембранах нервных клеток и не дает им передавать сигналы. Связь между нервной системой и мышцами блокируется, наступает паралич и часто смерть от удушья. Оказалось, что остановить действие TTX довольно просто. Нужна лишь генетическая мутация, изменяющая несколько аминокислотных кирпичиков, из которых построены белковые натриевые каналы. В результате TTX не связывается и не блокирует сигналы, поэтому даже при наличии яда нервы будут работать как обычно, а животные будут устойчивы к TTX. Такая устойчивость к ядам в эволюции иглобрюхов появлялась несколько раз, и каждый раз одни и те же генетические мутации изменяли одни и те же аминокислоты в канальных белках. В условиях жестких ограничений, в данном случае необходимости сопротивляться яду и поддерживать работу нервной системы, естественный отбор может быть крайне предсказуемым и раз за разом однообразно изменять одни и те же гены. В Калифорнии живут змеи, с большим удовольствием пожирающие содержащих TTX ядовитых тритонов благодаря такой же мутации в натриевых каналах нервных клеток. Они настолько устойчивы к TTX, что могут умереть только от такой дозы, которой хватит, чтобы убить 600 человек.

Устойчивость к этому яду дает иглобрюхам множество преимуществ. Она расширяет их рацион, позволяя им есть содержащую TTX пищу, и обеспечивает мощную химическую защиту. У самцов иглобрюхов со временем даже развилось нечто вроде пристрастия к TTX. Самки размазывают его по икре, отпугивая хищников, а самцы приплывают на запах.

Помимо накопления TTX в тканях, у иглобрюхов есть еще одна стратегия самозащиты. В спокойном и расслабленном состоянии это просто рыбы с шишковатыми, бесформенными телами, с широким ртом, надутыми губами и глазами навыкате. Однако, если их разозлить или напугать, иглобрюхи глотают воду и раздуваются в упругий колючий шар. Попробуй такого проглотить.

Иглобрюхи принадлежат к отряду иглобрюхообразных, который раньше носил научное название Plectognathi (сростночелюстные)[87], а сейчас – Tetraodontiformes (четырехзубообразные)[88], поскольку у многих из них есть четыре выступающих зуба; отсюда же берет свое название тетродотоксин. Среди родственников иглобрюхов (сем. Tetraodontidae) много других хорошо защищенных рыб. Рыбы-ежи (сем. Diodontidae) тоже способны надуваться, при этом их удлиненные чешуи с трехкомпонентным основанием вертикально фиксируются и формируют вокруг надутой рыбы частокол из шипов. Кузовки, лактории и лактофрисы (сем. Ostraciidae) заключены в жесткую костяную коробку с треугольным или квадратным сечением, состоящую из больших шестиугольных чешуй (у некоторых кузовков, в частности лакторий, над глазами есть два выроста, похожих на рога, за что их иногда называют морскими коровками). Помимо доспехов, напуганные или возбужденные кузовки для защиты также используют свою способность выделять ядовитую слизь, расплывающуюся по воде и отпугивающую незваных гостей. Спинороги, или рыбы-курки (сем. Balistidae), избегают поимки, прячась в отверстиях в рифе и распрямляя свой острый спинной шип, словно взводя курок; они крепко цепляются за риф, и хищники не могут их вытащить. А рыба-луна (сем. Molidae), еще один представитель четырехзубообразных и самая крупная костная рыба, обычно избегает нападения хищников просто потому, что она очень большая. Рыбы-луны начинают жизнь крошечными личинками, но очень быстро растут, набирая по килограмму в день; самая большая рыба-луна, которую когда-либо видели, весила 2,3 т, столько же, сколько весит взрослый индийский слон.

Иглобрюхи и их грозные сородичи привлекли внимание ученых, пытающихся понять и использовать их способности. Одна выдающаяся женщина посвятила бóльшую часть жизни изучению этих рыб и разгадке секретов их ядовитости и способности раздуваться.

Леди и иглобрюхи

Юджини Кларк наиболее известна как Леди Акула. В 1940-е гг. она ступила на непроторенную тропу, решив посвятить себя научной карьере в те времена, когда женщины редко занимались наукой и тем более не отправлялись в экспедиции в одиночестве. Она была первой, кто показал, что акулы – отнюдь не безмозглые машины для убийства, они способны учиться и запоминать и не глупее многих других позвоночных. Но Юджини изучала не только акул. Она также заслужила прозвище Леди Иглобрюх.

Мне повезло встретиться с Джини в 2011 г. Морская лаборатория Моут во Флориде пригласила меня прочитать в День святого Валентина публичную лекцию о морских коньках и их необычной половой жизни. Я сразу же начала выяснять, будет ли там во время моего визита Джини. Выйдя на пенсию, она часто возвращалась в лабораторию, которую основала в 1955 г. Ее ассистентка написала мне, что мы можем вместе пообедать на следующий день после моей лекции.

Но, к своему удивлению, я впервые встретилась с Джини именно в День святого Валентина. Я рассказала о морских коньках в течение отведенного мне часа, ответила на вопросы аудитории и села за маленький столик, чтобы подписать желающим свою книгу. Взглянув на растущую очередь, я узнала терпеливо стоящую в ней женщину. Мгновение спустя ко мне подошла ее спутница и прошептала: «Это моя подруга Юджиния Кларк, она хотела бы с вами сфотографироваться». Я ошеломленно смотрела на нее несколько секунд, затем улыбнулась и неловко ответила: «Я знаю, кто это».

На фотографии улыбающаяся Джини в свитере с двумя выпрыгивающими из воды косатками обнимает меня за плечи, и я тоже не могу скрыть улыбку.

На следующий день за обедом мое нервное возбуждение прошло, и казалось, что мы с Джини просто две подруги, которые давно не виделись. Она так же интересовалась мною и моей работой, как и я ее. С огоньком в глазах она расспрашивала меня о местах, где я побывала, и об океанах и морях, которые я видела.

До того момента я знала Джини только по ее книгам. Когда мы с ней познакомились, она готовилась отпраздновать свой девяностый день рождения. За ее плечами было 70 лет выдающейся карьеры, полной неутомимой деятельности, исследований и приключений, и она не собиралась на этом останавливаться.

Юджини Кларк родилась в 1922 г. и выросла в Нью-Йорке. Ее отец умер, когда ей было два года, и ее вырастила мать, уроженка Японии. Она впервые увидела рыбу в аквариуме в Бэттери-Парк на южном конце Манхэттена, напротив статуи Свободы. Это было в субботу, и мать отвела Джини в аквариум по дороге на работу, чтобы 9-летней девочке было чем заняться несколько часов. «Так нечаянно, совершенно случайно я вступила в водный мир, – написала Джини в своей книге 1953 г. «Леди с копьем» (Lady with a Spear). – Перегнувшись через латунные перила, я придвинулась как можно ближе к стеклу и представила, что иду по дну океана».

После этого Джини возвращалась в аквариум каждые выходные и быстро сообразила, что может и сама завести рыбок. Она убедила мать освободить место в их маленькой квартирке под аквариум. Ее коллекции включали и других животных: саламандр, змей и жаб, и она начала приносить домой мертвых кошек и обезьян из местного зоомагазина для вскрытия. Но Джини всегда возвращалась мыслями к рыбам. «В старших классах у меня на уме были одни только рыбы», – написала она.

Джини изучала зоологию в Хантерском колледже в Верхнем Ист-Сайде и после его окончания мечтала пойти по стопам своего кумира, известного всему миру исследователя морских глубин Уильяма Биба из Нью-Йоркского зоологического общества. В 1930-е гг. вместе с изобретателем батисферы Отисом Бартоном он несколько раз погружался на глубины 305 и 435 м, затем 670 м, и наконец в 1934 г. в море у Бермудских островов они погрузились более чем на 900 м. Биб и Бартон поставили серию рекордов по самым глубоким погружениям, и они были первыми людьми, которые увидели глубоководных животных в их естественной среде обитания.

К тому времени, как Джини закончила университет, началась Вторая мировая война, и для молодых американских зоологов было мало вакансий. Мать посоветовала ей пройти курсы машинописи и стенографии, чтобы она смогла начать заниматься наукой в качестве секретарши какого-нибудь известного ихтиолога[89]. Джини не последовала совету матери. Она занялась химией и нашла работу по исследованию пластмасс, применяемых в промышленности, чтобы оплатить учебу в магистратуре. По вечерам она посещала занятия в Нью-Йоркском университете, включая свой любимый курс – ихтиологию. Ее преподаватель, профессор Чарльз Бредер, был куратором отдела рыб в Американском музее естественной истории, где он познакомил ее с существами, которые отныне станут ее спутниками в жизненном плавании.

В Зале рыб музея Джини впервые увидела иглобрюхообразных. Под руководством Бредера она начала подробно изучать заключенные в стеклянные сосуды высохшие, фиксированные тела рыб-лун, иглобрюхов, спинорогов и кузовков. Свою первую опубликованную статью – 33-страничный трактат об этих рыбах – она написала вместе с Бредером. Авторы составили эволюционное древо иглобрюхообразных, исследовали их эмбриональное развитие от нескольких клеток до извивающихся личинок и изучили механизм их раздувания. Джини заметила, что у многих из них есть большие растягивающиеся области на животах. Закачивая воздух в их кишки, она исследовала, какие части тела наиболее эластичны и могли надуваться при жизни. У многих иглобрюхов и рыб-ежей имелись специальные надувные мешки в брюшной полости, однако у гигантской рыбы-луны их не было.

Долгое время считалось, что в случае опасности иглобрюхи плывут к поверхности, высовывают рты наружу и засасывают воздух, а затем плавают, как пляжный мяч, по волнам вдали от своих подводных врагов. И в самом деле, если вы достанете иглобрюха из воды, как это делали многие рыбаки и ученые, он засосет воздух и надуется. Но Джини знала, что в естественных условиях иглобрюхи не тратят силы на то, чтобы подняться на поверхность: они просто засасывают воду. Чтобы рыба в три раза увеличила свой объем, нужно всего 15 секунд и примерно 40 всасывающих движений. Чтобы справиться с таким серьезным расширением, иглобрюхи потеряли ребра и приобрели удивительно эластичную кожу – растягивающуюся в восемь раз больше, чем нормальная кожа рыб. И эластичные брюшные мешки могут удержать много воды. За 20 лет до этого Бредер поймал несколько десятков иглобрюхов в нижней части Нью-Йоркской гавани. Осторожными уколами он заставлял живых рыб надуться, затем измерял, сколько воды они выплевывают в мерный стакан. Результаты были описаны в их совместной статье: рыба среднего размера длиной около 20 см засасывала более литра воды.

После получения магистерской степени в 1946 г. Джини переехала в Калифорнию, чтобы продолжить свои исследования в Институте океанографии имени Скриппса. Через год, когда ей было всего 25 лет, ей предложили работу морского биолога. Казалось, ее мечта пойти по стопам Уильяма Биба станет реальностью. Служба охраны рыбных ресурсов и дикой природы США была заинтересована в разработке новых рыбопромысловых участков на Филиппинах, и Джини предложили исследовать видовой состав рыб вокруг островов. Но она туда не добралась. Во время пересадки на Гавайях Джини задержали и сообщили, что она находится под проверкой ФБР из-за ее японских корней. После двух недель ожидания она уволилась, убежденная в том, что от нее пытаются избавиться как от единственной женщины в программе. Как она написала в своей книге «Леди с копьем»: «Они наняли вместо меня мужчину».

Джини не сдалась, и вскоре у нее появилась новая возможность исследовать тропические воды. Вернувшись в Нью-Йорк, она продолжила обучение в аспирантуре, взяв тему, связанную с размножением пресноводных рыб, меченосцев и пецилий, которые когда-то жили у нее в аквариуме. К тому времени Чарльз Бремер стал директором Морской лаборатории Лернера в Бимини на Багамах. Джини провела там несколько месяцев и впервые работала не с жесткими, пропитанными формалином образцами, а с живыми рыбами.

С помощью сетей, ловушек и крючков Джини поймала сотни живых иглобрюхообразных в водах вокруг Бимини. Она держала их в отгороженных загонах в океане и бетонных аквариумах в лаборатории. Часами наблюдая за ними, она поняла, почему некоторые ее рыбы делали стойку на голове. Уильям Биб первым заметил эту необычную привычку единорога (Monacanthus ciliatus) – еще одного вида иглобрюхообразных, обитающих на Бимини. Обычно самцы устраивают интересные выступления: они откидывают большой лоскут кожи на животе и выпячивают все свои плавники. Затем они опускаются головой вниз и начинают энергично дрожать всем телом. Это обычно происходит при столкновении двух самцов. Оба начинают выпячивать плавники и опускать голову, но только один из них, обычно более крупный, делает эффектную полную стойку на голове. Менее статусная рыба складывает плавники и отступает.

Джини обнаружила строгую иерархию среди самцов единорогов. В ее исследовании один самец явно был главным и выигрывал каждое состязание по стоянию на голове, в котором участвовал. Его заместитель выигрывал у всех, кроме главного. «И так далее вниз по иерархии», – отметила Джини. Рыба с самым низким статусом вскоре умерла, потому что все остальные рыбы съедали всю еду во время кормления. «Мою умершую бедную хилую рыбку не «заклевали», ее «перестояли на голове» другие рыбы», – написала Джини.

Когда Джини заканчивала учебу в аспирантуре, у нее возникла возможность исследовать дальние моря. В конце войны многие тихоокеанские острова перешли под контроль США. Управление военно-морских исследований США хотело больше узнать об этих далеких землях и объявило набор заинтересованных в этой работе ученых. Джини подала заявку, и, несмотря на убежденность некоторых, что работа в таких отдаленных местах – неподходящее занятие для незамужней женщины, ей дали две недели, чтобы собрать оборудование. Ее задачей было исследовать сигуатеру – отравление рыбой, распространенную проблему в тропических водах, создающую трудности для размещенных в Тихоокеанском регионе американских военнослужащих. Если съесть свежую ядовитую рыбу, а не стухшую в результате разложения, то можно испытать самые разнообразные симптомы. В течение суток или около того могут начаться приступы тошноты и диареи, боли в животе, судороги и паралич, а также более необычные ощущения, например чувство жара, когда холодно, и наоборот, и убежденность, что вскоре у тебя выпадут все зубы. Помимо TTX иглобрюхов есть и другие рыбные яды: сигуатоксин, сакситоксин и пока не идентифицированные соединения, способные вызывать галлюцинации. Работа Джини, заключающаяся в сборе рыб и отправке образцов в лабораторию для химического анализа, должна была помочь определить, каких рыб безопасно употреблять в пищу. В июне 1949 г. она поднялась на борт военного гидросамолета и под вой четырех пропеллеров отправилась в сторону закатного солнца, чтобы провести четыре месяца, перебираясь с острова на остров в поисках ядовитых рыб.

Ее первой остановкой был остров Гуам, где она сразу же воспользовалась знаниями и умениями местных рыбаков. Она встретила мужчину с большой ловушкой для рыб, сделанной из проволочной сетки и бамбука, внутри которой были семь довольно крупных особей иглобрюха. «Я с энтузиазмом указала на них, – написала Джини, – но рыбак отрицательно покачал головой, жестами изобразил, что ест, а затем схватился за живот с гримасой боли на лице». Именно таких рыб Джини и искала.

На востоке Джини посетила отдаленные острова архипелага Палау, путешествуя на местных паромах и суденышках, перевозящих копру. Она останавливалась в маленьких рыбацких поселках, где научилась охотиться на рыбу при помощи копья, а местные женщины танцевали для нее и научили ее жевать орех бетель, не соря на пол. Мужчины помогали ей найти рыб, которых она рисовала им на песке. Где бы Джини ни оказывалась, она искала истории о ядовитых рыбах. Так она узнала о сигане, рыбе, которую местные называли «миас» и которую она много раз ела безо всяких последствий. Согласно слухам, в одной деревне на Бабелдаобе, самом большом острове на Палау, миасов есть было опасно. Джини отправилась, чтобы это проверить, в компании местного чемпиона по охоте с копьем, который по ночам ловил сиганов, когда те дремали в зарослях водорослей на мелководье. Жители деревни утверждали, что сейчас эта рыба совершенно безопасна. По их словам, с октября по январь есть ее нельзя, потому что это сделает тебя сонным, раздраженным или заставит безудержно смеяться. В это время ветер все время дует с востока и у побережья разрастается особая зеленая водоросль. Вероятно, сиганы съедают какое-то ядовитое вещество в составе этой водоросли, оно накапливается в их тканях и делает их в этот сезон смертельно опасными. Но Джини была там в августе, слишком рано, чтобы быть одурманенной сиганами. Она все равно попробовала несколько кусочков сырого миаса, но у нее даже не было головной боли.

Жители Палау не единственные, кто знает об опьяняющем действии некоторых рыб. В Средиземном море живет сарпа, или сальпа (Sarpa salpa), которая известна под несколькими названиями. Одно из них – рыба-сон[90], вполне заслуженно. В 1994 г. мужчина, отдыхавший на французском Лазурном берегу в Каннах, попал в больницу после того, как съел эту рыбу и ему показалось, что на него рычат разъяренные звери, а по машине ползают огромные насекомые. На следующий день он полностью пришел в себя после этой трапезы. В 2004 г. тоже на средиземноморском побережье Франции пожилой мужчина приготовил себе рыбу-сон, и через два часа его начали преследовать человеческие вопли, и две следующие ночи ему снились ужасающие кошмары. Есть сведения, что древние римляне использовали эту галлюциногенную рыбу как наркотик для развлечения. Но что, если изменяющие сознание свойства ядовитых рыб специально использовать для того, чтобы вогнать кого-либо в состояние кататонии на месяцы или даже годы? Может ли этот ужасающий сценарий оказаться реальностью?

Иглобрюхи и живые мертвецы

В 1980-е гг. в горячих спорах о зомби – мифы это или реальность – возникла тема, связанная с сухими порошкообразными экстрактами карибских иглобрюхов. В начале XX в. (когда вооруженные силы США оккупировали Гаити) западная культура впервые заинтересовалась этими легендами. Гаитянская религия вудун, объединяющая элементы восточноафриканской магии и католических ритуалов, была неправильно названа вуду и искажена американской культурой. Именно на Гаити придумали протыкать иголками восковые фигурки врагов и верили в то, что мертвые люди могут проснуться и бродить по свету, вызывая невообразимые беды.

На Гаити угроза зомби считается совершенно реальной. Многие дети боятся не собственно зомби, но того, что их самих могут превратить в этих монстров. Их воспитывают с верой, что нарушение правил тайных вудунских сообществ наказывается тем, что виновного превращают в зомби. Жрец делает из нечестивца живого мертвеца, держит его душу в банке и поднимает из могилы, чтобы тот стал рабом, лишенным собственной воли. Делать из людей зомби запрещено государственным законом. Попытка убедить кого-либо, что он умер и вернулся к жизни в виде зомби, приравнивается к покушению на убийство. Похоронить кого-либо заживо считается настоящим убийством, вне зависимости от того, выжила жертва или нет.

В 1982 г. аспирант из Гарвардского университета приехал на Гаити, чтобы узнать, как создать зомби. Уэйд Дэвис собирался добыть зелья, которые вудунские жрецы использовали для зомбификации. Его научные руководители в Гарварде были уверены, что эти смеси могут преобразить современные медицину и хирургию. Представьте, что можно погрузить человека в некое подобие комы, введя его в бесчувственное состояние, а затем разбудить в любой момент. Даже исследователи в NASA заинтересовались этими веществами, которые, возможно, могли бы держать космонавтов в состоянии анабиоза во время длительных путешествий по Галактике.

На этой странной волне смешения фольклора и научной фантастики Дэвис несколько месяцев провел на Гаити и вернулся с восемью образцами зелий для производства зомби. Он также хотел заказать зомби и посмотреть на действия жрецов. Без сомнения к огромному облегчению гарвардской комиссии по этике, этого не произошло. Но, даже несмотря на то, что он так и не стал соучастником покушения на убийство, его работа вызвала скандал, который не утихал несколько лет.

Дэвис самоуверенно заявил, что раскрыл тайну зомби. Он сообщил, что секрет убеждения кого-либо в том, что он умер и вернулся к жизни в форме вечного раба, заключается в гремучей смеси экстрактов растений и животных, включающей ткани лягушек, многоножек, тарантулов и человеческих останков. Эта смесь, приготовленная вудунскими жрецами, вызывает отравление, которое внешне выглядит как смерть. Другие зелья затем удерживают жертву в постоянном зомбиподобном состоянии. Ключевым ингредиентом зелья смерти, согласно Дэвису, был тетродотоксин иглобрюхов.

В научных кругах немедленно разразилась грандиозная свара, и ученые мужи разгромили аргументы Дэвиса со всех сторон. Этнографы были в шоке от его методов. По их мнению, он провел слишком мало времени на Гаити. Он поговорил всего с несколькими людьми, включая человека, который утверждал, что сам был зомби, но Дэвис не знал креольского и мог упустить важные детали при переводе. Он не смог доказать, что существует какая-либо связь между тайными обществами, практикующими магию вудун, и зомбификацией. И как можно быть уверенным, что жрецы просто не воспользовались возможностью немного заработать, продав фальшивые зелья наивному иностранцу?

Дэвис умудрился разозлить не только антропологов, но и биологов. В его кандидатской диссертации не упоминались никакие химические анализы, но он все равно заявил о ключевой роли TTX в зельях для создания зомби. Он основывался исключительно на словах жрецов, которые упомянули несколько видов иглобрюхов в качестве ингредиентов. Позднее оказалось, что Дэвис провел анализ зелий, но не нашел в них следов тетродотоксина и не упомянул о полученных им отрицательных результатах в диссертации (в конце концов он сознался, но с оговоркой, что анализы были проведены неправильно и результаты были ненадежными). Токсикологи протестировали два из восьми зелий, но результаты не были сколько-нибудь убедительными: они обнаружили следовые количества TTX, но те не вызвали интоксикацию даже у мышей.

Надо отдать ему должное, Дэвис четко указал, что, по его мнению, зелья работают только на людях, которые верят в то, что могут превратиться в зомби[91]. Он впоследствии пояснил, что жрецы не готовят зелья по точным рецептам и, естественно, количество TTX в них различается. Одни зелья слишком слабые и не работают, другие слишком сильные и сразу убивают жертву, а некоторые, как в сказке про Златовласку, в самый раз для создания зомби.

Однако у Дэвиса все равно не было никаких доказательств того, что главным ингредиентом для создания зомби является яд иглобрюхов. Вместо этого он перевернул спор с ног на голову и потребовал, чтобы скептики опровергли его заявления.

Все окончательно запуталось, подробности затерялись в журналистском вымысле, сопровождавшем академическую полемику. Дэвис превратил свою диссертацию в бестселлер под названием «Змея и радуга» (The Serpent and the Rainbow), которая была экранизирована. В голливудской версии, снятой Уэсом Крейвеном сразу после его блокбастера «Кошмар на улице Вязов» 1984 г., персонаж Дэвиса был погребен заживо и превращен в зомби. Дэвис публично открестился от картины, назвав ее «одним из худших голливудских фильмов в истории кинематографа».

Уэйд Дэвис перестал изучать зомби и занялся другими вещами, так и не предоставив каких-либо надежных данных о реальных свойствах иглобрюхов. Вполне возможно, гаитянские жрецы вудун готовят зелья из высушенных и измельченных иглобрюхов, чтобы создать себе рабов. Люди делают с животными странные вещи, например мастерят волшебные амулеты из чешуи панголинов или едят кости тигров в надежде, что они сделают их великими любовниками; это не значит, что такие вещи работают.

Гораздо надежнее использовать TTX как орудие убийства. В конце пятого романа Яна Флеминга о Джеймсе Бонде «Из России с любовью» наш герой теряет сознание после укола покрытым TTX шипом, спрятанным в туфле советского агента Розы Клебб. К счастью, Бонд, как обычно, выжил.

В реальном мире в 2011 г. британец, приехавший в Сьерра-Леоне, был, по-видимому, убит ядом иглобрюха. Он внезапно умер при загадочных обстоятельствах через несколько дней после обеда с деловым партнером, и в его организме был обнаружен TTX. В ходе разбирательства патологоанатом отказался исключить возможность преступления. В 2012 г. мужчина из Чикаго (штат Иллинойс) был приговорен к семи с половиной годам лишения свободы после того, как, притворяясь ученым, купил очищенный экстракт иглобрюха у компании, поставляющей химические реактивы. Согласно Chicago Tribune, покупатель с помощью TTX планировал убить свою жену и получить компенсацию по ее страховке на случай смерти. Если бы он дал ей яд, его план мог и сработать: у него было 98 мг TTX – достаточно для убийства сотни людей.

Завершив свои исследования ядовитых рыб на отдаленных тихоокеанских островах, Юджини Кларк вернулась в Америку, чтобы закончить аспирантуру. Затем, получив грант по программе Фулбрайта, она отправилась на год в Египет, и впечатления от этого путешествия наполнили последние несколько глав ее книги «Леди с копьем» описаниями поиска ядовитых рыб в Красном море. Два богатых мецената прочитали ее книгу и решили профинансировать создание новой американской исследовательской станции, такой же, как в Египте, где работала Джини. И они захотели, чтобы она ее возглавила.

В 1955 г. Джини основала Морскую лабораторию в Кейп-Хейз, которая изначально представляла собой небольшое деревянное здание на восточном берегу Мексиканского залива во Флориде. Станция впоследствии была перенесена на север в Сарасоту и переименована в Морскую лабораторию Моут, и именно там через много лет я встретила Джини.

Мы сидели, разговаривали, она рассказывала мне свои любимые истории про Кейп-Хейз, например о том, как самолетом перевозила детеныша акулы в Японию. Ее пригласили встретиться с наследным принцем Акихито (император Японии с 1989 по 2019 г.), который тоже интересовался рыбами, и в подарок она привезла ему акулу, научившуюся звенеть в колокол. Это было частью новаторских исследований когнитивных способностей акул, и Джини впервые доказала, что акул можно научить распознавать формы и узоры и в обмен на еду нажимать носом на нужную цель, соединенную со звенящим колокольчиком. Во время перелета через Тихий океан послушная акула находилась в портативном аквариуме на сидении рядом с Джини. «Почти никто его не заметил, – сказала она, усмехаясь. – Он был таким малышом, меньше двух футов (60 см) в длину».

В 1968 г. (в тот же год, когда она снялась в нашумевшем телевизионном сериале «Подводная одиссея команды Кусто» в качестве эксперта по акулам) Джини покинула Флориду и переехала на север. Свою научную карьеру она продолжила в Мэрилендском университете в качестве профессора ихтиологии. Она обучала и наставляла сотни студентов и, когда это было возможно, отправлялась продолжать свои полевые исследования. Юджини стала одной из первых женщин-аквалангистов и научилась управлять глубоководными аппаратами. Она совершала погружения на гораздо большую глубину, чем ее кумир Уильям Биб, в значительно более сложных аппаратах, чем его батискаф.

Когда я с ней познакомилась, она все еще не отказалась от акваланга и не собиралась расставаться с подводным миром. Через три года, в июне 2014 г., в возрасте 92 лет Джини возглавила подводную экспедицию на Соломоновы острова, где продолжила свои исследования иглобрюхообразных. Объектом изучения был голубопятнистый океанский спинорог (Canthidermis maculata), 50-сантиметровая рыба, напоминающая маленькую вытянутую рыбу-луну. Джини ныряла, чтобы понаблюдать за этими рыбами, в течение почти 30 лет. Особенно ее интересовало то, как они строят гнезда.

Обустраивание гнезд спинорогами, иглобрюхами и их родственниками остается загадочным и малоизученным поведением. В 1995 г. водолазы на архипелаге Амами на юге Японии наткнулись на сложную круглую структуру, вылепленную из песка на дне. Она была 2 м в диаметре и состояла из двух концентрических окружностей с лучами, расходящимися от одного центра. Похожие загадочные структуры периодически возникали вокруг островов, и никто не мог понять, что или кто их создавал. Затем в 2011 г. команда ученых-аквалангистов застала маленького самца иглобрюха в процессе создания такой песочной скульптуры. Наблюдая за еще десятью творчески одаренными иглобрюхами, ученые проследили этапы создания этих кругов. Самец рисует линии на песке за счет движения плавников вблизи дна: сначала он рисует базовые круги, а потом украшает их лучами, плывя к центру под разными углами; затем заполняет центральную часть изогнутыми линиями, а в качестве завершающего штриха собирает осколки ракушек и мертвых кораллов и аккуратно раскладывает их вокруг. Весь процесс занимает не меньше недели[92]. После этого приплывает самка иглобрюха, оценивает работу самца и, если повезет, решает отложить икру в центре круга перед тем, как уплыть. Работящий самец шесть дней стережет гнездо и развивающиеся икринки, тогда как его творение медленно крошится и уносится течением[93].

Гнезда спинорогов менее сложные. Большинство видов собирают курган из осколков кораллов и яростно его защищают ото всех, включая аквалангистов. В своих исследованиях голубопятнистых океанских спинорогов, помимо возможности быть отогнанной злобной рыбой, Джини должна была преодолеть проблему глубины: эти спинороги обычно строят гнезда на коралловых склонах на глубине от 35 до 40 м, где обычные аквалангисты не могут задерживаться надолго. Несмотря на это, Джини и десятки дайверов-добровольцев провели более 3300 часов под водой, наблюдая, как голубопятнистые спинороги строят гнезда и ухаживают за ними. Статья, основанная на этих наблюдениях, была опубликована в феврале 2015 г., незадолго до смерти Джини; в ней приведены карта гнезд, описания темных узоров, появляющихся на лицах спинорогов, подобно маске, во время размножения, и подробные описания того, как самки (а не самцы, как у большинства иглобрюхов) стерегут гнезда.

В свое последнее погружение Джини наблюдала гнездящихся спинорогов на глубине 25 м – невообразимое достижение для большинства 92-летних. К тому времени она уже многие годы ныряла на пределе своих возможностей. Во время интервью в Центре Моу в 2008 г. она случайно упомянула глубину, на которую недавно погружалась, и тут же потребовала от журналиста молчания.

«Не говорите никому, как глубоко я ныряю, – сказала она. – Мне больше не разрешают так делать».

Чипфаламфула

Мозамбикская легенда

У вождя по имени Макеньи было много дочерей. Чичингуане была его любимицей, и все ее сестры ей завидовали. Когда они пошли на реку, чтобы накопать глины для обмазывания хижин, старшие сестры приказали Чичингуане спуститься по крутому скользкому склону к реке и наполнить их корзины. Затем они ушли, зная, что самой ей обратно никогда не выбраться.

Девушка принялась звать на помощь и услышала звучный голос, доносящийся из реки: «В чем дело, малышка?» Это была Чипфаламфула, гигантская рыба, повелевающая всеми водами. «Войди в мое брюхо и живи там, и тебе больше никуда не захочется». Чичингуане ступила в огромную пасть и скатилась в брюхо рыбы, где, к ее удивлению, множество людей возделывали кукурузные и тыквенные поля и у них было вдоволь еды. Они все были очень добры к Чичингуане, и она была счастливее, чем когда-либо раньше.

Когда ее мать услышала о том, что произошло, она спустилась к реке и позвала свою дочь, умоляя вернуться домой. «Я теперь стала рыбой, – сказала Чичингуане, показывая на свою серебряную чешую, – и живу в воде». Но, увидев мать, Чичингуане почувствовала тоску по дому и спросила великую рыбу, можно ли ей вернуться на сушу. Чипфаламфула разрешила и подарила ей волшебную палочку. Чичингуане стукнула палочкой по своим серебряным чешуям, и они превратились в монеты, которые ее мать потратила на богатый пир в честь возвращения Чичингуане.

Позднее, когда дочери вождя собирали хворост, старшие сестры велели Чичингуане и ее младшей сестре забраться на самое высокое дерево и срезать ветки на самом верху. Вдруг под деревом появилось семейство одноногих людоедов, и старшие сестры сбежали, оставив Чичингуане и младшую сестру на дереве. Людоеды увидели девушек и начали рубить дерево, но Чичингуане прикоснулась к нему волшебной палочкой, и дерево снова стало целым. В конце концов людоеды устали рубить и уснули, громко храпя. Девушки спрыгнули вниз и побежали, но людоеды проснулись и погнались за ними. Когда они достигли берега реки, Чичингуане коснулась воды своей палочкой и пропела: «Чипфаламфула, затвори свои воды». Тотчас течение реки прекратилось, и девушки перебежали речное русло посуху. Затем Чичингуане вновь коснулась палочкой воды и пропела: «Чипфаламфула, отвори свои воды». Людоеды были посреди реки, когда мощное течение накрыло их и унесло прочь.

По дороге домой девушки наткнулись на пещеру, где жили те самые людоеды. Она была наполнена костями людей, которых они съели, и золотыми браслетами, бусами и ожерельями. Девушки украсили себя драгоценностями и убежали в темный лес, освещая дорогу ярко светящей палочкой, подаренной гигантской рыбой. Затем они вышли на поляну и увидели огромный дворец. Дворцовые стражники увидели девушек в блестящих драгоценностях, решили, что они принцессы, и пригласили их внутрь. На следующий день Чичингуане и ее сестра познакомились с красивыми сыновьями короля и согласились выйти за них замуж. Они стали принцессами и жили долго и счастливо во дворце.

Глава 8

Какими рыбы были

Дайте мне акваланг и машину времени, и я отправлюсь на 380 млн лет в прошлое, чтобы посмотреть на странных рыб, плавающих в девонских морях. Это время эпического эволюционного эксперимента, в ходе которого испытываются разные способы быть рыбой. Галеаспиды и костнощитковые (или костнопанцирные) – группы бесчелюстных рыбообразных – проталкивают сквозь воду свои массивные головные щиты, у кого-то с длинными тонкими выростами спереди или по бокам, у кого-то – в форме лопаты; у дориасписов (Doryaspis) из группы разнощитковых округлое, покрытое доспехами тело с выступающим вперед рогом, как у миниатюрного пилорыла; на морском дне дыхательные трубки выдают прячущихся уплощенных треугольных эглонасписов (Eglonaspis). Предки двоякодышащих и целакантовых рыб охотятся на колышущиеся облака червеподобных рыб конодонтов (класс Conodonta), или, как сейчас их принято называть, «конодонтоносителей»; акантоды (класс Acanthodii), или колючкозубые, скользят сквозь воду, их тела покрыты мелкими ромбическими чешуями, а перед каждым плавником они несут острые шипы.

Больше всего я хочу повстречаться с плакодермами, или пластинокожими (класс Placodermi), покрытыми доспехами рыбами (за что их раньше называли панцирными), владычествующими в этих морях. У крошечных плакодерм, настолько маленьких, что их можно поместить в спичечный коробок, по бокам торчат бронированные плавники, чем-то похожие на руки. Уплощенные плакодермы лежат на дне, подобно скатам (впрочем, эти пластиножаберные появятся на Земле еще очень нескоро), и первые позвоночные сверххищники, дунклеостеи (Dunkleosteus), тоже из плакодерм, отбрасывают на воду огромные темные тени. Существует по крайней мере 10 видов дунклеостеев, морских позвоночных с огромными крепкими головами и броней, доходящей до челюстей и образующей клыки, напоминающие огромные самозатачивающиеся садовые ножницы. Плакодермы – первые рыбы с челюстями, и дунклеостеи всем демонстрируют свои устрашающие челюсти. В девонских морях акулы не больше метра в длину, дунклеостеи, весом около тонны и длиной 6 м, легко проглатывают их целиком, начиная с хвоста. Этим огромным пластинокожим левиафанам некого бояться, кроме друг друга, и между ними разыгрываются титанические битвы: возможно, чтобы избавиться от конкурентов, а возможно, чтобы просто пообедать. Их огромные клыки наносят глубокие раны, когда челюсти смыкаются, ведь сила укуса у них в три раза больше, чем у современных огромных водных хищников белых акул и гребнистых крокодилов. Пара сражающихся дунклеостеев снова и снова кусает друг друга, пока победитель не чувствует, что броня соперника пробита.

В реальности, конечно, ни одному дайверу никогда не удастся увидеть живую пластинокожую или любую другую древнюю рыбу. Но информация об этом потерянном мире позволяет нам понять, как появились рыбы, которых мы видим в наши дни.

Современные рыбы не господствовали бы в подводном царстве так, как они делают это сегодня, если бы не их предки, процветавшие и выживавшие в течение сотен миллионов лет. Заглянув в прошлое, мы можем увидеть, как древние рыбы адаптировались и менялись, в то время как вокруг них появлялись и исчезали разные группы живых существ. У них первых возникли многие характерные черты, сохранившиеся по сей день, например челюсти; эти подвижные кости у вас во рту, позволяющие жевать и смеяться, стали ключевым моментом эволюции позвоночных и обеспечили им разнообразные и эффективные способы питания. Древние рыбы экспериментировали и с другими признаками, которые не сохранились, но были добавлены в каталог исчезнувших диковин – и тем не менее все они внесли вклад в славную историю рыбьей династии.

Мы располагаем такими подробными сведениями об этих древних животных потому, что научились читать по камням, вернее, окаменелостям. Сегодня палеонтологи смогли воссоздать более подробную картину древней подводной жизни, чем когда-либо. По окаменелым костям и отпечаткам тел, оставленным в камне, они могут увидеть, какими когда-то были рыбы.

Мы можем заглянуть в прошлое благодаря интереснейшим ископаемым остаткам, которые находят в особых местах на Земле. Одно из таких мест находится в глубине пустыни в Кимберли, самой северной части Западной Австралии. Это огромное известняковое образование, внутри которого сохранилась морская фауна древнейшего Большого Барьерного рифа протяженностью 1400 км, который процветал в девонском периоде и окаймлял южный суперконтинент Гондвану. Когда рифовые рыбы умирали, их тела опускались в глубоководные заводи рядом с рифом, быстро покрывались илом и запечатывались в известняковых конкрециях, сохранявших их тела без деформации. Ископаемые остатки рыб были впервые обнаружены там в 1940-е гг., и с тех пор многие исследовательские группы снова и снова возвращаются в эти места, чтобы аккуратно извлечь эти конкреции. Для палеонтолога такая конкреция подобна шоколадному яйцу с сюрпризом. Ее вскрывают и смотрят, что спрятано внутри. Для этого в музейных лабораториях конкреции помещают в ванны с разбавленной уксусной кислотой (с концентрацией как у столового уксуса), которая постепенно растворяет известняк и обнажает спрятанные внутри замысловатые трехмерные скелеты рыб. Сохраняются не только кости и броня рыб, но и их окаменелые внутренности. Внутри камней можно рассмотреть мышечные волокна и нервные клетки, которые сократились и послали последнее электрическое сообщение примерно 380 млн лет назад.

Также можно обнаружить маленьких рыб внутри других рыб. Сначала считалось, что это запечатленные в камне свидетельства хищничества, последний ужин более крупной рыбы. Но не было никаких признаков разжевывания или растворения костей маленькой рыбы желудочными соками. Джон Лонг, эксперт по формации Гоугоу, сейчас работающий в Университете Флиндерса, исследовал окаменелую пластиножаберную рыбу, которая оказалась не обедом другой рыбы, а нерожденным эмбрионом. Его команда обнаружила маленькую, слегка закрученную пуповину, соединяющую эмбрион с матерью. В 2008 г. они дали ей научное название Materpiscis attenboroughi: Materpiscis означает «мать-рыба», а attenboroughi ее назвали в честь сэра Дэвида Аттенборо, который рассказал о формации Гоугоу в своем документальном телесериале 1970-х гг. «Жизнь на Земле».

В 2010 г. во время лекции в Лондоне для Международной комиссии по зоологической номенклатуре (упорядочению правил именования животных) Аттенборо поделился воспоминаниями о съемках. Австралийские коллеги тогда заверили его, что на Гоугоу смотреть нечего, потому что все достойные внимания окаменелости уже найдены и отвезены в музеи. Аттенборо настоял на съемках в месте, где ранее были найдены удивительные рыбы, и ему предоставили, правда без особого энтузиазма, вертолет, чтобы доставить съемочную группу в Кимберли.

Как рассказал Аттенборо во время лекции, оказавшись на месте, он «вылез из вертолета и поставил ногу на валун, из которого проступал прямоугольный щиток». Это, без сомнения, были останки бронированной пластинокожей рыбы, одна из тех окаменелостей, которые, как ему сказали, были все вывезены. По словам Аттенборо, он повернулся к своему скептически настроенному коллеге и спросил, что это такое. Австралиец ответил: «Ну ты и ублюдок!» Все в аудитории рассмеялись, Аттенборо усмехнулся и добавил: «Но он был достаточно порядочным человеком и позволил мне забрать с собой эту окаменелость».

В своей лекции Аттенборо также рассказал, что произошло, когда через многие годы Джон Лонг связался с ним, чтобы сообщить о недавно открытой пластинокожей рыбе, которая будет названа в его честь. Естественно, Аттенборо был очень рад. «А потом я подумал, – сказал он, – если есть внутреннее оплодотворение, то должна быть и копуляция». Он остановился на секунду, чтобы аудитория осознала эту мысль. «Это первый известный нам пример копуляции у позвоночных в истории жизни на Земле, и он назван в мою честь!» Аудитория вновь рассмеялась. «В результате, – посетовал Аттенборо, – это всегда вызывало у меня некоторую неловкость».

Однако Дэвид Аттенборо недолго был в центре внимания, поскольку через несколько лет биолог Джон Лонг сделал новое открытие. Во время посещения Технологического университета в Таллине (Эстония) он нашел Г-образную кость в коробке с ископаемыми плакодермами; он понял, что это птеригоподий, вводящий сперму в тело самки, – анатомическая структура, аналогичная птеригоподиям современных самцов акул и скатов (хотя и образовавшаяся из другой части тела). Его открытие положило начало поискам окаменелостей по музеям и частным коллекциям, принесшим множество птеригоподиев того же вида плакодерм. Это была не первая находка такого рода у пластинокожих, но зато они принадлежали самому древнему виду, по-видимому на несколько миллионов лет старше Materpiscis attenboroughi. Таким образом, это самые древние гениталии в палеонтологической летописи и свидетельство появления у позвоночных копуляции. Они подтверждают, что внутреннее оплодотворение и живорождение, которые были у многих, но не всех плакодермов (некоторые метали икру), возникли в эволюции очень рано. Впоследствии большинство ныне живущих рыб, особенно костные рыбы, отказались от этого древнего способа размножения и вернулись к наружному оплодотворению и откладыванию икры.

Находки в других местах раскрыли подробности следующего этапа жизни этих ранних рыб. В 2004 г. в Пенсильвании через склоны Пайн-Хилл в обход Шоссе 15 была прорублена дорога, и в результате дорожных работ были обнаружены породы, полные ископаемых остатков, находившиеся до этого глубоко под землей. Палеонтологи из Академии естественных наук в Филадельфии нашли сотни маленьких, только что вылупившихся плакодермов с огромными глазами и большими головами и поняли, что это были ясли. Самки приплывали в это место, чтобы выметать икру, и оставляли свое потомство на произвол судьбы, не играя больше никакой роли в их защите и воспитании; на этом участке не было найдено окаменелых останков взрослых особей. Молодняк погиб в результате пересыхания водоема: уровень воды в заводи резко упал, и мальки оказались в ловушке в изолированной луже с недостаточным количеством кислорода. Вскоре они умерли, и до того, как их тела разложились, они были покрыты слоем ила, начался процесс фоссилизации[94], сохранивший этот момент в истории. Похожие ясли пакодермов были найдены в карьере в Бельгии. Это самый древний пример того, что водные животные разных поколений жили раздельно, подобно тому как многие современные виды разделяют территории молодняка и взрослых особей.

Помимо великолепно сохранившихся ископаемых, таких как рыбы из формации Гоугоу, девонские моря кишели рыбами, которые оставили о себе очень мало информации в палеонтологической летописи, но, к счастью, существуют и другие способы узнать об их жизни в древности. Телодонты были девонскими бесчелюстными, ископаемых остатков которых обнаружено очень мало. Редкие ненарушенные остатки показывают, что одни из этих рыб имели веретенообразную форму, другие – уплощенную, с широкими ртами, похожие на миниатюрных китовых акул, также были рыбы с вертикальными телами и большими лопастными хвостами. Но в основном от большинства телодонтов остались только горстки чешуй.

В 2017 г. Умберто Феррон и Эктор Ботелла из Университета Валенсии в Испании применили новый подход к изучению жизни телодонтов. Они исследовали микроскопическую форму их чешуй и сравнили с плакоидными чешуями современных акул, которые различаются в зависимости от экологии рыб: где они живут, как двигаются и так далее. Сделав разумное допущение, что похожие связи между чешуями, образом жизни и средой обитания справедливы как для акул, так и для телодонтов, Феррон и Ботелла предположили, что эти древние бесчелюстные вели самый разный образ жизни. Одни телодонты сидели на дне, прятались в пещерах и расщелинах в рифах, о чем свидетельствуют их устойчивые к истиранию чешуи; другие плавали косяками и были покрыты острыми чешуями, не позволявшими прицепиться наружным паразитам; а третьи обладали признаками, обеспечивающими высокую скорость – чешуями, уменьшающими трение, с гребнями и бороздками, как у современных быстро плавающих акул. Был найден даже телодонт с чешуями как у ныне живущих биолюминесцентных акул, позволяющими свету проникать наружу сквозь кожу. Впрочем, Феррон и Ботелла не спешат делать выводы и ждут новых находок для изучения, благодаря которым они, возможно, смогли бы утверждать, что телодонты светились в темноте.

Телодонты, галеаспиды, костнопанцирные, конодонты и многие другие бесчелюстные располагаются на ветвях в основании эволюционного древа рыб, среди прямых предков миног и миксин. Как именно должны быть расположены эти ранние ветви бесчелюстных рыб, пока все еще обсуждается, что, наверное, и неудивительно, поскольку они жили очень давно[95]. По мере обнаружения новых ископаемых остатков и появления новых способов их изучения выясняются новые детали. Установлено, что плакодермы возникли позднее, щелкая челюстями и вовсю пользуясь преимуществами неподвижно закрепленных зубов. Затем появились колючкозубые, некоторые из которых (возможно) были прямыми предками акул и скатов.

Все эти рыбы делили девонские моря с двоякодышащими, целакантами, акулами и лучеперыми рыбами. Но в конце этого периода, примерно 360 млн лет назад, стало ясно, что это единственное время в истории жизни на Земле, когда такое большое число древних ветвей эволюционного древа рыб сосуществовали так долго вместе. Совместное господство всех этих разнообразных групп рыб не могло длиться вечно.

В XVII в., когда британский натуралист Джон Рей составлял свою злополучную книгу «История рыб», которая чуть не погубила Лондонское королевское общество, он изучал не только ныне живущих животных и растения, но и ископаемых. И он столкнулся с вопросами, которые будут преследовать его всю жизнь. Как окаменелости попали в землю и горные породы и как они образовались?

В то время выдвигалось множество теорий, объясняющих появление и исчезновение ископаемых остатков. Широко была распространена идея, что окаменелости образованы самими камнями, пытавшимися воплотиться в живых существ. Согласно другой теории, они были морскими существами, выброшенными на сушу во время великого библейского потопа. Ни одна из этих идей Джона Рея не устраивала. Он был религиозным человеком и признавал, что некоторые, но не все ископаемые остатки могли происходить из времен Ноя, однако он своими глазами видел, что они не лежат все вместе в одном слое горных пород, чего следовало бы ожидать, если бы они все оказались на суше в результате единственного катастрофического потопа. Вместо этого в различных местах, где побывал, он находил окаменелости в отдельных пластах. Более того, дожди и водные потоки во время наводнений скорее смыли бы любых существ в море, а не наоборот. Он сомневался, что великий потоп мог перенести животных из моря на землю, тем более в горы.

В своих путешествиях Рей побывал на средиземноморском острове Мальта и видел среди горных пород высоко в горах аккуратные треугольные камни, в то время известные как glossopetrae (от греческих слов glossa и petra – «язык» и «камень»). В Средние века люди верили, что эти «каменные языки» обладали большой силой, и носили их как кулоны или зашивали в специальные карманы в одежде. В случае нападения змеи надо было достать треугольный камень и приложить его к месту укуса в надежде, что это спасет от яда. А заподозрив, что кто-то хочет вас отравить, можно было просто кинуть glossopetrae в стакан с вином в качестве противоядия. Плиний Старший писал, что эти камни падают с небес во время лунного затмения, в то время как другие люди верили, что это превратившиеся в камень языки змей и драконов. Однако Джон Рей ясно видел, что эти камни выглядели как акульи зубы.

До этого Рей встретился в Монпелье (Франция) с датским анатомом Нильсом Стенсеном, и вполне вероятно, что они обсудили происхождение окаменелых остатков. Стенсен известен в том числе и своими тщательными исследованиями анатомии белой акулы. Когда он с ней познакомился, она была не более чем отрубленной головой. Эту акулу заметили у западного побережья Италии рыбаки, которые поймали ее с помощью петли, вытащили на землю, привязали к дереву и забили до смерти. Голову акулы отвезли во Флоренцию, где Стенсен провел вскрытие и исследовал различные анатомические детали, включая поры на морде, которые позднее были описаны одним из учеников Стенсена, Стефано Лоренцини (в честь которого были названы электрочувствительные органы – ампулы Лоренцини). Когда Стенсен увидел вблизи зубы белой акулы, он понял, что glossopetrae – окаменевшие зубы акул, выпавшие много лет назад. Они были погребены под илом, который сохранил их, изменив химический состав и превратив в камень[96].

Стенсен не был первым, кто догадался об истинной природе «каменных языков», но он выдвинул аргументы, которые начали изменять взгляды на происхождение окаменелостей. Одно дело – узнать акульи зубы в камнях, и совсем другое – столкнуться с головоломкой, как Джон Рей, обнаруживший окаменелые останки, которые не были похожи ни на одно современное животное. Могли ли эти окаменелые ныне животные жить давным-давно и с тех пор вымереть? Эта идея противоречила его религиозным убеждениям. По представлениям Рея, всемилостивый и мудрый бог не мог позволить своим идеальным творениям исчезнуть с лица Земли, а значит, полное вымирание невозможно. И Рей нашел способ обойти эту проблему – он считал, что эти экзотические животные, заключенные в камень, всё еще существуют где-то на Земле; со временем кто-нибудь их обязательно обнаружит. В принципе, это не такая уж невероятная идея. В конце концов, целаканты считались вымершими до тех пор, пока живой их представитель не был пойман у берегов Южной Африки в 1938 г. Но целаканты – это очень редкий случай. Можно с уверенностью сказать, что никакие скрывающиеся от людских взоров динозавры не бродят по девственным джунглям, а гигантские доисторические акулы не прячутся на дне Мариинской впадины. Так много людей сегодня исследуют нашу планету, что кто-нибудь бы их уже давно заметил.

Идея вымирания начала приживаться только в следующем веке благодаря работам французского зоолога Жоржа Кювье. Одновременно с составлением каталога всех ныне живущих рыб в своем многотомном труде «Естественная история рыб» он планировал сделать то же самое с ископаемыми рыбами.

В 1831 г. молодой швейцарский ученый Луи Агассис навестил Кювье в Национальном музее естественной истории в Париже за несколько месяцев до его смерти. Перед этим они некоторое время переписывались, и Кювье был впечатлен работой Агассиса, посвященной рыбам реки Амазонки. Агассис планировал написать книгу об ископаемых рыбах Центральной Европы и опасался, что тем самым наступает Кювье на пятки. Но после посещения Парижа его амбиции только возросли. Кювье несколько месяцев наставлял Агассиса и, видя его способности и преданность предмету, передал ему все свои записи и рисунки ископаемых рыб из знаменитых коллекций парижского музея. Агассис много лет изучал эти, а также многие другие окаменелости со всей Европы, в том числе находки из древнего красного песчаника в Шотландии, и с 1833 по 1843 г. опубликовал пять роскошно иллюстрированных томов своего труда «Исследования ископаемых рыб» (Recherches sur les poissons fossiles). На страницах этих книг были тысячи подробных изображений окаменелостей, включая и такие, которые считались в то время остатками черепах или огромных жуков. Агассис назвал их плакодермами (пластинокожими), но считал, что они относятся к бесчелюстным (образцы, на которых были видны внутреннее строение черепа и структура челюстей, были исследованы только в 1920-х гг.). Эти странные рыбы не были похожи ни на одну из современных рыб, ныне плавающих в морях, и, без сомнения, Кювье отнес бы их к вымершим видам.

За много лет до этого Кювье выдвинул свою теорию вымирания видов. Он провел подробные анатомические исследования слоновьих костей, обнаруженных рядом с Парижем. По их размеру и форме он определил, что они точно не принадлежат слонам, живущим в Индии и Африке. Он был убежден, что третий вид не может просто где-то прятаться. Слоны слишком большие животные, чтобы их не заметить. Парижские кости должны принадлежать слону, который больше не существует (впоследствии он назвал его мастодонтом). Кювье написал: «Все эти факты доказывают, что до нашего мира существовал другой мир, уничтоженный в результате какой-то катастрофы». Он предположил, что повторяющиеся катастрофы случались каждые несколько миллионов лет и почти полностью уничтожали жизнь на Земле.

Катастрофы Кювье сейчас называются массовыми вымираниями, и в истории Земли было пять таких крупных вымираний. Причины в каждом случае были разными, хотя часто эти катастрофы были связаны с быстрым изменением мирового климата и затрагивали определенные группы живых существ.

Первое крупное вымирание произошло в конце ордовикского периода, примерно 443 млн лет назад и привело к гибели более половины морских обитателей. Второе представляло собой серию вымираний, прошедшую по морям в конце девонского периода. На огромных территориях вымерли тропические рифы, включая те, что потом образовали формацию Гоугоу. Три четверти видов рыб исчезли. Численность бесчелюстных сократилась. Конодонты понесли серьезные потери; телодонты вымерли; последние галеаспиды и костнопанцирные еще какое-то время плавали, но в конце девона эти остракодермы с огромными бронированными головами тоже пропали из морей. Целаканты стали редкими, двоякодышащие были вытеснены из морей и выжили только в пресных водах, а плакодермы перестали вовсе существовать.

Считается, что эти катастрофические изменения были запущены процессами, происходящими на суше. В это время животные на земле только появились. Беспозвоночные первопроходцы уже некоторое время как выползли из воды, и земноводные начали прыгать вокруг на своих недавно приобретенных ногах. Растения тем временем осваивали сушу совершенно иначе. Они в нерешительности топтались на границе водоемов и по сырым местам уже около 100 млн лет, но в конце девонского периода наконец-то начали осваивать и более сухие местообитания. Впервые высокие деревья закрывали небо. Леса распространились по планете, и густые кроны активно фотосинтезировали, поглощая углекислый газ в огромных масштабах. В результате произошло истощение изоляционного слоя парниковых газов – обратный процесс тому, что происходит сейчас с антропогенными углеродосодержащими выбросами, – и температура на Земле упала. Наступил ледниковый период. Вода замерзла и превратилась в ледники, уровень моря упал, и мелкие моря, где еще недавно было столько водной живности, высохли.

Зеленеющие континенты могли заставить и моря зазеленеть, высасывая оттуда кислород и убивая морских животных. Корни растений проникали в горные породы, разрушая их, формируя почву и высвобождая питательные вещества, которые смывались в моря. Благодаря им планктонные водоросли смогли активно размножиться, образуя яркие закрученные пятна на воде. А когда водоросли умирали и оседали на дно, бактерии разлагали их, забирая кислород из воды и создавая мертвые зоны, где мало кто из животных мог выжить[97].

До сих пор не до конца понятно, почему определенные группы организмов, особенно среди рыб, исчезли во время девонского вымирания, продолжавшегося миллионы лет, и нет единого мнения на этот счет. Ясно только одно: жизнь в океанах претерпела значительные изменения. Плакодермы больше не были доминирующими хищниками, патрулирующими открытое море и атакующими добычу на дне. После себя они оставили огромные пустые ниши в водных экосистемах, которые нужно было заполнить. И одна группа рыб этим воспользовалась в полной мере.

Акулий карнавал

В американском штате Монтана в скальной формации, известной как Беар-Галч (Медвежья лощина), находятся горные породы, возникшие на месте мелкого залива, который раньше располагался по берегам огромного океана. Многие десятилетия палеонтологи расчищали это 30-метровое известковое отложение, сформировавшееся в начале каменноугольного периода, примерно 318 млн лет назад. Окаменелые останки из Медвежьей лощины показывают, что произошло после массового вымирания в конце девонского периода. В то время акулы и их родичи стали главными действующими лицами в этом дивном новом водном мире.

На дне залива сидели акулы из рода Balanstea с обрубленными хвостами, волнистыми плавниками и вертикально ориентированными телами в форме искривленных листьев. Они не были быстрыми пловцами, но умело маневрировали, хватая беспозвоночных, заключенных в твердые раковины, и раскусывая их бугристыми зубными пластинками в виде клюва. В открытой воде часто можно было встретить большие стаи акул рода Falcatus. Среди них легко можно было различить самок и самцов. Самки с торпедообразными телами напоминали современных пятнистых колючих акул (или катранов, Squalus acanthias), только не более 15 см в длину, размером с сосиску. У самцов были птеригоподии, модифицированные плавники для копуляции и введения спермы, и дополнительный отросток на лбу, сформированный из удлиненного плавникового луча и загнутый вперед до кончика носа. Ричард Ланд, ведущий специалист по окаменелостям Медвежьей лощины, нашел ископаемые останки, которые подсказали, для чего был нужен этот отросток: он обнаружил самку Falcatus, крепко сжимающую челюстями отросток на лбу самца. Окаменелые акулы лежали вместе (но не в той позиции, которая в первую же минуту приходит на ум), самка была сверху, прижавшись животом к спине самца. Возможно, это было частью древней любовной игры.

Акулы, напоминающие по форме угрей, из рода Harpagofututor носили другой необычный головной убор. У самцов была пара длинных усиков, торчавших перед глазами и раздвоенных на концах, как клешни краба. Можно предположить, что они использовались таким же образом, как современные химеры используют головные выдвижные органы в ключевой момент, чтобы не упустить своего партнера.

В древнем заливе Беар-Галч плавали также акулы стетаканты (род Stethacanthus). Было найдено две особи. Одна почти 3 м в длину, вторая размером с атлантического лосося (70 см), и у обеих были странные выросты на головах. У самцов Stethacanthus на спинном плавнике было нечто напоминающее огромную зубную щетку, и еще одна щетка была расположена между глаз.

Ископаемые стетаканты известны уже более ста лет, но до сих пор у нас есть только необоснованные гипотезы в отношении того, зачем им были нужны такие странные украшения. Возможно, самки выбирали самцов с самыми большими и впечатляющими головными щетками (у самцов Stethacanthus также имелись длинные плавниковые шипы за грудными плавниками, которые могли играть какую-то роль в брачных играх). Возможно, самцы мерились своими щетками в спорах за самок или сражались в битвах голова к голове, как олени, но не смыкались рогами, а терлись щетками.

Головные щетки, скорее всего, были нужны для спаривания, но есть и другие предположения. В опубликованной в 1984 г. статье говорилось о том, что микроструктура колючих щеток похожа на микроструктуру человеческой эректильной ткани, поэтому щетки стетакантов также могли набухать. Могли ли акулы отпугивать хищников с помощью этих щеток, которые наливались кровью и становились похожими на челюсти более крупных и опасных рыб? Другое предположение заключается в том, что эти своеобразные акулы использовали головные щетки, чтобы прокатиться на животе более крупных акул, как реморы и прилипалы. Если так, то у стетакантов был очень оригинальный способ это делать, прикрепляясь при помощи собственной версии застежки-липучки.

Странные акулы были не единственными обитателями залива Беар-Галч. Там также жили лучеперые рыбы, которые одновременно расширяли свои ареал и разнообразие после исчезновения плакодермов. Там были различные целакантообразные и одна из самых древних известных миног Hardistiella. Это говорит о том, что некоторые бесчелюстные смогли пережить девонское вымирание, но после него они уже никогда не были столь широко распространенными, как раньше. Были и другие, менее экзотические акулы. Были химеры, очень похожие на современных, и некоторые виды, от которых остались только зубы и чешуи, поэтому мы не знаем, как они могли выглядеть и насколько необычными были. И хрящевые диковинки встречались не только в Беар-Галч. В следующие миллионы лет после каменноугольного периода акулы повсюду в океанах продолжали экспериментировать и получать необычные результаты.

Когда в горных осадочных породах впервые были найдены изящные спиральные окаменелости, считалось, что это аммониты, вымершие родственники осьминогов и наутилусов. Они были соответствующего размера, часто около 20 см в диаметре, и образовывали почти логарифмическую спираль (у которой каждый новый виток от центра шире предыдущего на определенную величину). Затем заметили, что они похожи не на раковины моллюсков, а на свернутую спиралью ленту из острых зубов акулы. Скелетных останков обнаружено не было, и поэтому мы можем только предполагать, как выглядели эти акулы из пермского (примерно 290 млн лет назад) периода. Учитывая размер зубов, можно предположить, что это были рыбы в среднем около 4 м в длину, а может быть, и значительно крупнее. Но главная загадка состоит в том, где именно эти зубные спирали располагались на их телах.

Более века палеонтологи представляли различные варианты внешнего вида этой группы вымерших организмов, получивших название геликоприоны (род Helicoprion). Они помещали при реконструкции внешнего облика зубные спирали то на хвосте акулы, то за спинным плавником, или же они выступали из удлиненной челюсти, как нож для пиццы. Согласно одному из предположений, зубная спираль была боком вставлена в плоский живот ската. Только в 2013 г. исследователи из Музея естественной истории Айдахо под руководством Лейфа Тапанилы опубликовали результаты исследования ископаемого животного, пролившие новый свет на анатомию этих рыб. Они достали из хранилища окаменелость, найденную в 1950-е гг., и поместили ее в компьютерный томограф. Трехмерное изображение остаточных фрагментов хрящей показало, что зубная спираль геликоприона располагалась глубоко в нижней челюсти. Это было похоже на циркулярную пилу во рту, примерно в том месте, где у нас находится язык. Теперь представьте, что вдоль вашего языка проходит частокол зубов и к нему постоянно добавляются новые, формирующиеся в горле и сдвигающие более старые зубы вперед, а вся эта конструкция закручивается вниз и внутрь. Зубы внутри спирали, в центре – самые мелкие и старые, сформировавшиеся, когда животное было молодым (точно так же центральный виток ракушки моллюска всегда самый старый и существует с момента его появления на свет). Тапанила и его группа показали, что геликоприон был ближе к современным химерам, чем к акулам и скатам, и, кроме этой зубной спирали, других зубов у геликоприона, по-видимому, не было. Итак, одна загадка была разрешена, однако сразу же появилась другая. Как эти животные использовали эту единственную зубную спираль? Вновь было предложено множество гипотез, и лишь недавние исследования других вымерших видов дали новые подсказки.

У эдеста (рода Edestus), близкого родственника геликоприона, витки зубов располагались на верхней и нижней челюстях, но они не формировали плотные спирали. Прежде считалось, что эдесты использовали свои челюсти как огромные ножницы, однако это едва ли могло так работать, поскольку витки не перекрывались; представьте себе ножницы с загнутыми назад лезвиями. Затем в статье, опубликованной в 2015 г., Уэйн Итано из Колорадского университета выдвинул альтернативную гипотезу. Он сравнил челюсти эдестов с традиционным полинезийским оружием лейомано. Оно представляет собой плоскую деревянную лопату, похожую на огромную ракетку для настольного тенниса, и по краю на ней прикреплены акульи зубы, смотрящие наружу; она используется для раздирания плоти врагов. Итано предположил, что эдесты использовали зубы, чтобы разрезать мягкую добычу, например осьминогов. И он считает, что при этом они энергично кивали головой, вверх и вниз, с широко разинутыми челюстями.

Эти острозубые хищники могли оставить после себя остатки своих пиршеств. Ископаемые остатки эдеста, найденные в штате Индиана, лежали в тех осадочных породах, что и масса изувеченных останков костистых рыб. Там были рыбы, от которых остались только головы или только хвосты; у одной рыбы хвост держался на тонкой полоске кожи, а у другой была рана, почти отделившая голову. Пока нет твердых доказательств, что именно хрящевые рыбы эдесты виновны в этом массовом убийстве, но они остаются главными подозреваемыми. И возможно, в свое время геликоприоны проделали нечто подобное. С открытыми челюстями и выставленными наружу неподвижными зубными спиралями в пасти эти жуткие, трясущие головой монстры могли прорезать свой кровавый путь сквозь стаи кальмаров и рыб.

Эти странные акулы не плавают в современных морях. Большинство вымерло в конце пермского периода, примерно 250 млн лет назад, и, по-видимому, они просто тихо исчезли, без всяких экологических катастроф. Только еще через 200 млн лет в жизни океанов вновь произойдут радикальные изменения в результате очередного массового вымирания.

Возможно, самая известная дата в геологическом календаре – это конец мелового периода, примерно 66 млн лет назад, когда мир попрощался с любимой всеми группой животных[98]. Однако помимо динозавров тогда вымерли и многие другие животные, включая большое число рыб, особенно крупных.

Свои последние круги наворачивали по меловым морям лучеперые рыбы, которые были очень похожи на тунца и саргана, но принадлежали к ныне вымершему семейству пахикормовых (Pachycormida). Многие из них были стремительными суперхищниками; у некоторых были длинные отростки, торчавшие вперед, как у рыбы-меча, или, как у парусников, у них были высокие спинные плавники, которые они могли использовать во время охоты, сгоняя в плотные кучи стайных рыб.

Среди пахикормовых были также и биофильтрующие гиганты. Лидсихтис (Leedsichthys) – самый большой из них и, насколько нам известно, из всех когда-либо существовавших костных рыб. Он вырастал по крайней мере до 16 м в длину, чуть больше, чем лондонский двухэтажный автобус[99]. Останки этой рыбы впервые были обнаружены в XIX в. рядом с Питерборо (Англия) фермером Альфредом Николсоном Лидсом. Эксперты сначала объявили, что это спинные пластинки стегозавра, но впоследствии стало понятно, что это кости черепа огромной рыбы, которую назвали Leedsichthys problematicus в честь фермера, который ее нашел, и проблем, вставших при ее идентификации.

Еще несколько лет назад лидсихтис считался единственным биофильтратором мезозойской эры (между 252 и 66 млн лет назад). Каким бы восхитительным ни был этот гигант, ученые сочли его эволюционным тупиком, кратким экспериментом в биофильтрации, существовавшим всего несколько миллионов лет. Однако недавно Мэтт Фридман из Оксфордского университета вместе с группой палеонтологов заново исследовал известные ископаемые остатки некоторых видов и доказал, что лидсихтис не был одинок. В разное время, на протяжении примерно 100 млн лет, существовали по крайней мере несколько разных видов рыб-фильтраторов из того же семейства пахикормовых, плававших по морям с широко разинутыми ртами и отцеживавших из воды мелкие организмы. Одним из них был Bonnerichthys gladius, длиной до 5 м. Их исчезновение в конце мелового периода могло освободить экологическую нишу для расцвета современных фильтраторов среди позвоночных[100].

Тем не менее живые системы морей и океанов были перестроены не в результате потери крупных, бросающихся в глаза лучеперых рыб типа пахикормовых. Произошли другие изменения, открывшие путь современным рыбам.

Не так давно со дна океана были подняты важные свидетельства того, что произошло в конце мелового периода. При осуществлении международной программы глубоководного бурения были извлечены керны с осадочными отложениями из разных точек по всей планете. Буровые снаряды проникают в землю на сотни метров через слои ила и других осадков, накопившихся за миллионы лет. Внутри осадочного материала находятся маленькие окаменелые рыбьи зубы и чешуи, рассеявшиеся по океану после смерти животных. Среди ископаемых эти микроостанки встречаются гораздо чаще, чем целые организмы; крайне маловероятно, что все тело животного вынесет испытание временем, сохранит целостность в процессе окаменения и не будет раздавлено или искорежено. Зубы и чешуи более долговечны, и их очень много: в нескольких граммах отложений их могут быть сотни. На основе этих мельчайших остатков может быть воссоздана картина изменяющихся океанов, находящихся в постоянном движении.

В Институте океанографии имени Скриппса в Сан-Диего Элизабет Сиберт и Ричард Норрис извлекли из кернов глубоководных осадочных пород тысячи микроостанков. Они составили хронику развития зубов лучеперых рыб и плакоидных чешуй акул в период между 45 и 75 млн лет назад и обнаружили ярко выраженные изменения в середине этого периода. В отложениях конца мелового периода более половины микроокаменелостей были акульими (плакоидными) чешуями. Затем в начале следующего периода, плейстоцена, зубов лучеперых рыб стало в два или три раза больше, чем плакоидных чешуй.

Эта перемена произошла по обе стороны от тонкого слоя с аномальным содержанием иридия, химического элемента, которого мало на Земле, но много в метеоритах. Предполагается, что этот иридий был принесен на Землю гигантским метеоритом, столкнувшимся с нашей планетой 66 млн лет назад и оставившим в осадочных породах по всему миру нестираемую временную отметку. Выше этой иридиевой границы не только количество зубов лучеперых рыб увеличилось, но и сами зубы стали в три раза крупнее и выросли в среднем с 1 мм до 3 мм. Это не значит, что сами рыбы стали больше – некоторые мелкие рыбы обладают огромными зубами, и наоборот, – но это убедительно показывает, что рыбы адаптировались к новым способам питания и начали осваивать новые экологические ниши.

В своем исследовании, результаты которого были опубликованы в 2015 г., Сиберт и Норрис рассматривают различные гипотезы, объясняющие изменение соотношения зубов и чешуй. Возможно, по какой-либо причине лучеперые рыбы начали отращивать и терять больше зубов, но это не объясняет увеличения их размера. Сиберт и Норрис считают, что 66 млн лет назад океаны полностью преобразились.

До этого лучеперые рыбы встречались относительно редко, и акулы преобладали в водах Атлантического и Тихого океанов. Эта ситуация оставалась стабильной в течение миллионов лет, и вряд ли бы она изменилась сама по себе. Керны осадочных пород, в частности из южной части Тихого океана, показывают, что соотношение между зубами лучеперых рыб и акульими чешуями не менялось вплоть до иридиевой аномалии; затем что-то встряхнуло систему, и лучеперые рыбы быстро завоевали океан.

Сиберт и Норрис указывают на массовое вымирание, завершившее меловой период. Метеорит, оставивший после себя слой иридия, виноват в нем по крайней мере частично, но, вероятно, все ухудшила глобальная вулканическая активность, в результате которой в атмосферу были выброшены большие количества углекислого и сернистого газов. Небеса потемнели, кислотные моря разрослись, оставив за собой мир, практически лишенный жизни. И точно так же, как после предшествующих массовых вымираний, у выживших появились новые возможности. В этот раз по причинам, которые пока не до конца понятны, лучеперые рыбы, а не акулы, прорвались в опустошенные водоемы и стали там процветать.

Ранее на основе палеонтологической летописи было установлено, что большинство основных современных групп лучеперых рыб появилось в последние 50–100 млн лет. Некоторые ведут свое начало еще с мелового периода, например иглобрюхи, удильщики и угри, а впоследствии к ним присоединились сельди и сардины, гольяны и карпы, тунцы, макрели, камбалы и многие другие повсеместно встречающиеся костистые рыбы. Точное время, когда лучеперые распространились по миру, и факторы, благодаря которым это произошло, были менее очевидны. Сегодня новый взгляд на микроокаменелости позволил уточнить произошедшие события. По-видимому, массовое мел-палеогеновое вымирание сыграло ключевую роль в эволюции, наполнив мировые воды рыбами, которых мы видим сегодня.

Возможно, это связано с исчезновением аммонитов и огромных океанических рептилий, плезиозавров и мозазавров, которые вымерли к концу мелового периода. После этого стало меньше как хищников, охотившихся на лучеперых рыб, так и конкурентов.

Одновременно на суше развивалась похожая история. Исчезновение динозавров позволило маленьким пушистым позвоночным покинуть свои ночные укрытия и норы. Таким образом, если бы гигантский метеорит не столкнулся с Землей 66 млн лет назад, то океаны, озера, реки и ручьи не изобиловали бы тысячами видов рыб с плавниками, несущими костные лучи, и на Земле не было бы людей, чтобы за ними наблюдать.

Морской доктор

Персидская легенда, VIII век

В «Книге камней» повествуется об известном алхимике, отправившемся в путешествие по морям в поисках рыбы, прозванной Врачевателем моря. Он верил, что внутри головы этой волшебной рыбы находится желтый драгоценный камень, способный вылечить любую болезнь. Рыба лечила других морских существ, когда терлась головой об их раны. Камень также обладал способностью превращать серебро в золото, и поэтому алхимик хотел его заполучить.

Много недель алхимик и его спутники провели в поисках, пока не обнаружили стаю этих рыб. Они бросили сети и вскоре поймали одну рыбу, но она вдруг превратилась в прекрасную женщину. Она говорила на языке, который никто не понимал, и продемонстрировала свои способности, вылечив травмы и болезни у всех моряков с судна алхимика. Со временем она и один из моряков полюбили друг друга, и она родила ему сына, который ничем не отличался от человека, кроме светящегося лба. Все думали, что она счастлива, живя на корабле, но как-то ночью она прыгнула в море, оставив своего сына у людей.

Моряки продолжили свой путь, но однажды попали в ужасный шторм. Огромные волны накрывали корабль, и алхимик был уверен, что они обречены на гибель, пока не увидел странную женщину, Врачевателя моря, плывущую по волнам. Моряки умоляли ее помочь им, и она превратилась в гигантскую рыбу, открыла огромный рот и стала пить море до тех пор, пока шторм не стих. Тогда ее сын прыгнул в море и скрылся вместе с ней под водой. Когда на следующий день он вернулся на корабль, у него в голове тоже светился желтый драгоценный камень.

Глава 9

Рыбьи симфонии

На краю Гольфстрима у восточного побережья Флориды море глубокое и очень синее. Я крепко держусь за перила на палубе яхты, перекатывающейся с боку на бок, и смотрю на воду более густого, насыщенного цвета, чем я когда-либо видела. На секунду я представляю, что если наклонюсь и опущу руку в воду, то выну ее окрашенной в синий цвет. Мимо проплывают золотистые веточки водорослей, возможно вырвавшиеся из водоворотов Саргассова моря. Я могла бы оставаться на палубе и понаблюдать за морем, постоянно меняющим свой цвет, но мне нужно увидеть то, что скрыто в его глубине. Я надеваю акваланг и прыгаю. В толще воды, по мере того как я погружаюсь все глубже, цвета теряют свою интенсивность и постепенно меркнут.

На песчаном дне на глубине 30 м находится затонувший корабль. Это танкер, конфискованный таможенной службой США в 1989 г. за перевоз марихуаны и впоследствии специально разрушенный и затопленный для создания нового местообитания для морских животных. Я нацеливаюсь на палубу, покрытую водорослями, кораллами и другими мягкими существами, и сажусь на корточки за планширем в тихом месте вдали от течения.

Неподалеку, в шлюзовом помещении в надстройке танкера, рыскают темные тени. До того как увидеть рыб, я их слышу, точнее, чувствую, как они посылают через воду импульсы давления, резонансом отдающиеся в моем теле. Окуни издают звуки частотой около 50 или 60 Гц, что соответствует низким нотам органа. Еще один импульс – и я замечаю, что корабль вибрирует. Затем появляется рыба, тигровый малоглазый групер (Epinephelus itajara). Кажется, будто он весь высечен из большого куска гранита; по весу он вполне может соревноваться с гризли.

С тех пор как корабль был опущен на дно, груперы сделали его своей сезонной резиденцией – летом они собираются здесь для размножения. Однако в центральной части Атлантического океана их теперь стало гораздо меньше, чем раньше. Не так давно их мясо использовали для производства консервов для собак, а трупы – для контрабанды наркотиков в США. Десятилетиями рыбаки-спортсмены их с большим удовольствием вылавливали, позировали с ними для фотографий и бросали обратно в море, уже мертвыми. В исследовании, проведенном по трофейным фотографиям рыбаков, результаты которого были опубликованы в 2009 г., было выявлено постепенное уменьшение численности тигровых малоглазых груперов; так, в 1950-е гг. масса выловленных груперов часто превышала массу людей на рыболовном судне, но уже к концу 1970-х гг. их численность значительно сократилась.

После запрета на вылов этих рыб в водах США в 1990-е гг. груперам стало немного легче, по крайней мере в восточной Флориде[101]. Если вы опуститесь под воду в нужное время года, то у вас есть хороший шанс встретить стаю этих гигантов и услышать самые глубокие голоса рыб в океане. Неясно, какой смысл несут эти гулкие звуки, возможно это предупреждения, или самец красуется перед самками, но нет сомнений, что эти большие рыбы разговаривают друг с другом.

На первый взгляд рыбы немые и глухие существа. У них нет ушей, по крайней мере торчащих снаружи. И звуки моря остаются под водой. Большинство звуковых волн не проходит через поверхность воды, но отражается от нее обратно. В реальности рыбы издают и слышат звуки, но людям понадобилось много времени, чтобы осознать, насколько звучащим может быть подводный мир, частично потому, что мы не приспособлены к тому, чтобы слышать с наполненными водой ушами. В норме передающиеся по воздуху звуковые волны проходят по ушному каналу к внутреннему уху и заставляют вибрировать барабанную перепонку, но, когда канал заполнен водой, колебания мембраны затухают, и звук для нас заглушается.

Небольшое число шумных рыб, известных еще с древних времен, – это те, кто громко возмущается, если их вытащить из воды на воздух. Аристотель описал рыб, которые кричат, как кукушки, хрюкают или свистят; согласно ему, есть еще акулы, которые визжат.

Другая сложность с восприятием звука под водой заключается в том, что в воде звуковые волны движутся гораздо быстрее, чем в воздухе. Небольшая разница между тем, когда звуковые волны достигают правого и левого уха, сообщает нашему мозгу, откуда пришел звук. В воде звуковые волны достигают ушей практически одновременно, не позволяя определить их источник. Мое громкое дыхание в акваланге сопровождается постоянным облаком звуков вокруг. Чтобы понять, что и где происходит, нужно что-то очень громкое и очевидное, вроде гулких звуков, которые издает тигровый малоглазый групер.

В целом человеческие уши не приспособлены для улавливания и различения звуков, которые издают рыбы. Чтобы разобраться в подводном шуме, оценить, насколько разговорчивыми могут быть рыбы, нам нужны специальные устройства, слушающие их вместо нас и записывающие для нас эти звуки. И такие устройства не так давно появились.

В декабре 1963 г. женщина с короткими кудрявыми волосами сидела за рулем серого спортивного универсала «шевроле», двигаясь на север от Род-Айленда вдоль восточного побережья Америки в сторону штата Мэн. Машина была забита всевозможными устройствами: наборами водонепроницаемых микрофонов, катушками с сотнями метров провода, двусторонними радиоустановками и рациями, батарейками и генераторами, складными аквариумами, сделанными из ткани, а к крыше еще была привязана алюминиевая лодка. Все вместе представляло собой мобильную станцию для прослушивания морских глубин, и у нее была задача найти шумящих рыб. Водителя звали доктор Мэри Поланд Фиш. Обычно все называли ее Бобби.

Бобби была директором исследовательской лаборатории в Университете Род-Айленда, и ее работу финансировали ВМС США. В то время военные очень интересовались тем, какие звуки издают рыбы. В течение всей истории человечества моряки рассказывали о зловещих звуках в море. Стоны, глухие удары и бряцанье цепей наводили многих на мысли о привидениях на корабле. Эта какофония стала большой проблемой во время Второй мировой войны, когда гидрофоны шумопеленгаторов подводных станций не могли на ее фоне уловить отдаленный шум гребных винтов на кораблях и подводных лодках. Члены экипажей подводных лодок описывали разнообразные непонятные звуки: тихий писк и шипение, кваканье и перестук, свист и мяуканье, стук угля, катящегося по металлической трубе, или палки, которой проводят вдоль забора. Иногда эти звуки заглушали даже шум двигателей больших военных кораблей, нарушая работу военной разведки.

После предварительного расследования стало понятно, что некоторые из этих звуков можно объяснить шумом волн, ветра и приливов, но основными виновниками оказались животные. Рыбы производили столько шума, что активировали подводные мины, которые должны были взрываться только от звуков и вибраций подводной лодки. Знания о несмолкающем гвалте, царящем в подводном мире, в том числе о том, где и когда он был особенно громким, давали очевидное стратегическое преимущество, и тут-то на сцене появилась Бобби Фиш.

После окончания войны и в последующие 20 лет она записывала и идентифицировала этих невидимых говорунов, большинство из которых были рыбами. Используя гидрофоны, разработанные во время войны, она установила надежные станции прослушивания в реках и заливах, чтобы уловить естественные звуки подводного мира. Между 1959 и 1967 гг. исследовательское судно каждую неделю выходило в залив Наррагансетт у побережья Лонг-Айленда и возвращалось с живой рыбой для лаборатории Бобби, где та записывала их голоса. Висящие в аквариумах гидрофоны записывали звуки, издаваемые рыбами в различное время суток при различных обстоятельствах: сразу после того, как их поймали и посадили в аквариум, когда к ним подсаживали других рыб и обстановка становилась более тесной и оживленной. Рыб, которые упрямо отказывались разговаривать, Бобби била слабым током, и обычно это вызывало продолжительный звуковой ответ. Эксперты критиковали такой подход, поскольку в естественных условиях рыбы могли не издавать эти звуки и делали это только под воздействием электрических разрядов.

Исследовательская группа также прослушивала рыб в других лабораториях и аквариумах в Америке и на Карибах, они путешествовали в специально оборудованной машине Бобби. В ту декабрьскую поездку, в первый выезд прослушивающей станции на колесах, Бобби направлялась в гавань Бутбей в Мэне, чтобы записать зимний хор рыб. С ней были океанограф Пол Перкинс и инженер-электрик Уильям Моубрей, чьи голоса, объявляющие названия рыб, можно услышать на архивных пленках.

В 1970 г. Бобби и Моубрей написали книгу «Звуки северо-западных атлантических рыб» (Sounds of Western North Atlantic Fishes), наполненную спектрограммами, показывающими форму и структуру звуков рыб[102]. Высоты и тоны рыбьих голосов были изображены на графиках, показывавших тонкие различия между хрипом и лаем, гудением и хрюканьем. Книга содержала спектрограммы рыб, записанных Бобби в бухте Бутбей, например серебристая сайда (Pollachius pollachius), которая была запущена в тканевый аквариум и издавала глухие звуки, когда ее трогали; ее спектрограмма показывает повторяющиеся всплески звука, как будто по краске провели расческой. Другой записанной в 1963 г. рыбой из той же бухты был бронзовый керчак (Myoxocephalus aenaeus), чья спектрограмма показывала две аккуратные линии, одна ниже, другая выше, продолжавшиеся четыре секунды, а потом еще две. В книге также представлен голос обыкновенной рыбы-луны, которую нашли рядом с заливом Наррагансетт и держали в загоне в море; она хрипло похрюкивала, как свинья, и звуки становились тем громче и чаще, чем больше ее беспокоили. Тигровый малоглазый групер в Пуэрто-Рико издавал громкий рокот, когда его трогали, создавая спектрограмму, напоминающую короткие мазки мягкой кисточкой; такой же групер на Багамах упорно молчал, хотя однажды чуть не заглотил гидрофон, схватив его огромной пастью.

Эти открытия помогли военным отфильтровать звуки рыб и сконцентрироваться на звуках, издаваемых противником. Бобби Фиш использовала свои прослушивающие устройства и аналитические методы, чтобы выделить отдельные голоса из подводной какофонии. Она продемонстрировала, что шум под водой создается не парой-тройкой каких-то особенных рыб; таких шумных видов сотни. И как она написала в предисловии к книге «Звуки северо-западных атлантических рыб»: «Механизмы генерации звука у рыб разнообразны и зачастую крайне изобретательны».

Подобно способностям создавать электричество, яды и свет, у рыб много раз на протяжении их долгой эволюции возникали различные способы издавать звуки. Для этого они преобразовывали разные части своих тел в звуковые устройства. Рыбы скрежещут зубами; у амфиприонов есть связки, резко закрывающие челюсти, и их вибрирующие зубы создают щелкающие и чирикающие звуки; обитатели коралловых рифов рыбы-ворчуны (или сладкогубы) получили свое название благодаря ворчанию, которое они издают глоточными зубами (вторым набором зубов в глубине горла); рыбы-ежи трут свои беззубые челюсти друг о друга со звуком, напоминающим скрип ржавой калитки. Морские коньки щелкают, когда поднимают голову, чтобы поймать рачка, и две кости на задней стороне черепа ударяются друг о друга; они также урчат и рычат, и эти звуки каким-то образом формируются у них в щеках (механизм пока до конца не понятен). Керчаки используют мышцы, чтобы дребезжать своим плечевым поясом[103]. Пятнистый сом-кошка (Ictalurus punctatus), которого часто можно увидеть и услышать в североамериканских реках и озерах, трет зазубренными лучами плавника по шероховатому участку другого луча, подобно тому как поют и стрекочут сверчки и кузнечики. Ворчащие гурами (Trichopsis vittata), обитатели стоячих вод, прудов и рисовых полей Юго-Восточной Азии, хорошо знакомы аквариумистам-любителям; их ворчание объясняется звуком, который они издают, когда бьют грудными плавниками по специальным связкам, как по гитарным струнам.

Чаще всего рыбы издают звуки своими плавательными пузырями. Этот внутренний газовый баллон, обычно в форме сосиски или скрученного в середине длинного воздушного шарика, вероятно, сначала появился у рыб для дыхания, затем стал использоваться в качестве средства для обеспечения плавучести, а затем был приспособлен, чтобы издавать звуки.

Представьте себе все разнообразие звуков, которые можно создать при помощи обычного воздушного шарика. Вы можете постучать по нему пальцами, потереть его обо что-нибудь и заставить скрипеть или выпустить из него воздух с писклявым воем; рыбы делают все это и еще многое другое. Единственное, что они (намеренно) не делают, – это не протыкают свои плавательные пузыри с громким хлопком.

У многих рыб есть звуковые мышцы, вибрирующие рядом с плавательным пузырем, заставляя его гудеть и жужжать при сокращении и расширении. У некоторых есть мышцы, которые растягивают плавательный пузырь, а затем отпускают, и он с громким звуком возвращается на место. У спинорогов по бокам есть барабаны, где плавательный пузырь давит изнутри на участок тела, покрытый большими чешуями. Когда грудные плавники ударяются об эти чешуи, те прогибаются внутрь и возвращаются на место со звуком, напоминающим барабанную дробь. Рыба-жаба (Opsanus tau), одна из самых шумных рыб, верещит как сирена, быстро вибрируя своим плавательным пузырем в форме сердца. Два набора звуковых мышц заставляют ее пузырь колебаться с разной частотой, порождая сложные звуки, похожие на плач ребенка, которые сложно проигнорировать (особенно, если вы самка рыбы-жабы[104]).

Для изучения того, как и зачем рыбы издают звуки, нужно не только их слушать, но и наблюдать за ними. Видеозаписи показывают, что многие виды используют звуки для предупреждения сородичей об опасности, агрессивно кричат во время драк и пронзительно вопят, чтобы отпугнуть хищников. Амазонские обыкновенные пираньи (Pygocentrus nattereri) издают крики разного уровня сложности, используя три разных звука в зависимости от обстоятельств. Во время столкновений лицом к лицу перед началом драки рыбы издают короткие повторяющиеся рыки, предупреждающие соперника, что произойдет, если он не отступит; это рыбий вариант запугивания противника. Затем, когда начинается драка, особенно если она происходит из-за еды, пираньи издают более глубокие глухие звуки, плавая друг вокруг друга и кусаясь. Оба этих агрессивных звука создаются мышцами, заставляющими плавательный пузырь вибрировать. Третий вариант крика – это залп более высоких звуков, создаваемых трением зубов. Когда победитель отгоняет побежденного, он издает этот звук, вероятно чтобы сказать: «Я победил. Ты проиграл. Убирайся».

Тихоокеанские и атлантические сельди менее агрессивные рыбы. Они общаются посредством плавных струй пузырьков, выходящих из плавательного пузыря наружу через анус. Пузырьки создают звуковые импульсы, длящиеся до семи секунд, которые исследователи назвали быстрыми повторяющимися щелчками (fast repetitive ticks, или FRT). Видео, снятое в огромных аквариумах в темноте инфракрасными камерами, показывает, как молодые сельди плавают в неплотных стаях, выпуская пузыри. Если аквариум закрыть крышкой, блокируя доступ воздуха, то сельди затихают. По-видимому, они не могут заново наполнить свои плавательные пузыри, захватывая воздух с поверхности, и больше не могут выпускать пузыри[105]. Предполагается, что они используют пузыри, чтобы взаимодействовать с другими членами стаи ночью. При свете дня, когда они могут видеть друг друга, сельди замолкают. Это единственные известные животные, общающиеся посредством пускания газов.

Зачастую самое шумное время под водой наступает, когда рыбы пытаются найти партнера и образуют пары для размножения. Весной в глубине северной части Атлантического океана самцы пикши (Melanogrammus aeglefinus) плавают вблизи дна, выписывая круги и восьмерки и издавая длинные повторяющиеся стуки (они предаются брачным играм и в больших аквариумах, поэтому мы знаем, что они делают). Звуки очень важны для них, поскольку под водой темно и трудно что-либо разглядеть. Самки слышат зов самцов и приплывают посмотреть, что происходит. Затем самец начинает преследовать самку. Он ее обгоняет, преграждает ей путь, машет в ее сторону плавниками и демонстрирует три пятна, которые нарисовал у себя на боку, изменяя расположение пигментов в хроматофорных клетках кожи; обычно у него всего одно темное пятно, «отпечаток дьявола», как его раньше называли. Все это время самец ускоряет темп своего стука, пока не станет звучать как двигатель мотоцикла, когда стуки сливаются в постоянный громкий гул. Он может гудеть не переставая от 10 до 20 минут. В конце концов, если ему повезет, самка всплывет наверх, и они крепко прижмутся телами друг к другу. Голос самца достигает крещендо, и он высвобождает облако спермы, а самка выделяет в воду тысячи икринок, возможно в ответ на его вопль, сигнализирующий о кульминации. Самец замолкает, пара распадается, и они уплывают в разные стороны. Обычно пикши этим и занимаются, когда их ловят рыболовные суда в местах размножения в северном Атлантическом океане.

Брачные ритуалы людей тоже могут происходить с участием плавательных пузырей рыб. Примерно 100 лет назад в Европе из них делали многоразовые презервативы. Плавательные пузыри сомов и осетров были популярны благодаря их размеру, они удерживались на месте тесемкой. В Китае суп, приготовленный из высушенных плавательных пузырей, считается возбуждающим деликатесом. Особенно ценится в этом смысле эндемичный для Калифорнийского залива вид из семейства горбылевых, под названием тотоаба (Totoaba macdonaldi). Цена на плавательные пузыри этих рыб настолько высока, что никакие запреты на их вылов не помогают. Браконьеры загубили столько рыб, что теперь они находятся на грани исчезновения, так же как и самый маленький дельфин (Phocoena sinus), калифорнийская морская свинья (здесь ее называют вакита, что по-испански означает «маленькая корова), который также обитает лишь в этом заливе. Морские свиньи застревают в жаберных сетях, поставленных для ловли тотоаб, и тонут. Вскоре оба вида могут исчезнуть, и все из-за супа, который из них готовят[106]. Вернее, из-за того, что находятся люди, готовые заплатить кучу денег за тарелку супа с плавательным пузырем тотоабы, считая, что он повышает фертильность и является мощным афродизиаком.

Плавательные пузыри рыб до сих пор используются для осветления пива. Поскольку в них много белка коллагена, высушенные пузыри ускоряют агрегацию дрожжей, которые в результате быстрее оседают, а пиво становится прозрачным и ярким. В британских пивоварнях сначала использовали плавательные пузыри осетров, импортированные из России, где они были отходами производства черной икры. Из-за роста цен пришлось искать альтернативу, и в 1795 г. шотландский изобретатель Уильям Мердок продемонстрировал, что значительно более дешевые пузыри атлантической трески ничем не хуже. К концу XIX в. светлые эли стали популярнее, чем темные портеры и стауты, поскольку посетители пабов теперь пили свои пинты из прозрачных стеклянных стаканов, а не фарфоровых и металлических кружек. Не так давно использование плавательных пузырей, также известных как рыбий клей, начали критиковать, и многие пивовары теперь используют веганские альтернативы, например водоросли, или терпеливо ждут, пока дрожжи не выпадут в осадок сами по себе (а иногда просто убеждают клиентов отведать мутного пива).

Другое звуковое оборудование рыб окружено ореолом магии. Долгое время люди были одержимы мистическими и лечебными свойствами камней, которые, как считалось, можно найти внутри животных, включая жаб[107], змей и рыб. Глубоко в черепах рыб расположены маленькие твердые камушки отолиты (от греческих слов oto и lithos, «ухо» и «камень»). В первом веке Плиний Старший написал, что эти камни используют как амулеты, защищающие от опухоли в паху и глазной боли. В литературе XVI и XVII вв. описано, как их размельчали и добавляли в вино для лечения камней в почках или кровотечений из носа; считалось также, что амулет из отолита защищал от малярии. И, естественно, предполагалось, что, как и многие другие зелья на основе животных компонентов, рыбьи камни могли увеличивать либидо. В своей книге «Зеркало камней» (1502 г.) итальянский астроном Камилло Леонарди написал о волшебниках, которые утверждали, что отолиты «днем возбуждают наслаждение»; иными словами, они могут вызвать любовную страсть, но почему-то только до заката. Сегодня отолиты продолжают цениться и применяться в различных целях. Рыбацкие сообщества в Исландии, Бразилии и Турции до сих пор используют измельченные отолиты в народных рецептах для лечения инфекций мочевыводящих путей и астмы. Испанские рыбаки носят отолиты в кармане для защиты от штормов и кораблекрушений. В Северной Америке на берегу озера Эри можно найти отолиты пресноводного горбыля (Aplodinotus grunniens). У этих рыб пары отолитов расположены зеркально относительно друг друга с каждой стороны головы. На некоторых есть J-образная бороздка, которая, как считается, приносит радость (Joy – по-английски «радость»). Отолиты с буквой L известны как камни удачи, приносящие успех (Luck) или даже любовь (Love).

Нет никаких доказательств того, что отолиты способны лечить людей или приносить удачу, но у рыб они играют важную роль в восприятии звука. Поскольку рыбы плавают в воде, плотность которой близка к плотности их тела, звуковые волны проходят прямо через них. Чтобы с этим бороться, во внутреннем ухе рыб расположены большие гранулы, состоящие из карбоната кальция, того же материала, из которого состоят раковины моллюсков. Отолиты плотнее воды и остальных тканей рыб, и они медленнее движутся в ответ на звуковую волну, почти как искусственные снежинки после встряхивания стеклянного снежного шара. По своей структуре внутреннее ухо рыб напоминает наше. У них есть наполненные жидкостью камеры, похожие на ушную улитку у людей, выстланные чувствительными волосками. Внутри находится отолит[108]. Отолиты колеблются рядом с чувствительными волосками, и те посылают нервный сигнал в мозг. Когда отолиты опускаются вниз под действием гравитации, это говорит рыбам о том, где находится верх. У летучих рыб очень большие отолиты, вероятно потому, что для них крайне важно чувство равновесия, когда они парят в воздухе, выскочив из воды.

Даже если все, что у вас есть от какой-нибудь рыбы, это ее ушной камень, вы все равно можете многое о ней узнать. Подобно тому как моллюски создают свои внешние раковины, рыбы постоянно добавляют слои карбоната кальция к своим отолитам. При помощи микроскопа можно сосчитать слои и определить, сколько рыбе было лет, когда она умерла. Если запастись терпением, можно различить белковую матрицу между ежедневно откладывающимися слоями карбоната кальция и определить, сколько дней жила рыба. По ушным камням можно определить вид рыбы: некоторые отолиты выглядят как отшлифованные морем кусочки стекла, другие – как неровные рисовые комочки. Внешний край отолита может немного напоминать волны на поверхности моря, что объясняет древнее суеверие, что по рыбьим ушным камням можно предсказать погоду в море. Конечно, отолиты не способны предсказывать будущее, зато могут рассказать о прошлом.

В ушном камне каждой рыбы записана химическая история ее жизни. По мере роста отолиты накапливают мельчайшие следы других элементов, например бария и магния, количество которых варьируется в разных местах океанов и рек. Измеряя эти заключенные в отолиты химические вещества, можно узнать, что рыба ела и где плавала на разных этапах своей жизни (как при исследовании гигантских амазонских сомов – пираиб, о которых шла речь выше), даже определить температуру воды. Причем не имеет большого значения, как давно умерла рыба. Отолиты очень плотные и крепкие, они часто сохраняются долгое время после разложения рыбы и хорошо фоссилизируются. Палеонтологи расшифровали многие истории жизни рыб по отолитам, окаменевшим сотни миллионов лет назад, и использовали их для определения температуры древних океанов.

Помимо ушей у рыб есть отдельный набор чувствительных органов на голове и боках. Боковая линия фактически превращает их тела в одно большое ухо. Это древняя структура, возникшая очень рано; самые древние ископаемые рыбообразные с боковыми линиями – это бесчелюстные из ордовикского периода (примерно 480 млн лет назад), и боковые линии есть у всех ныне живущих рыб[109].

Основным элементом боковой линии служит невромаст – комплекс чувствительных клеток с маленькими волосками, при изгибании которых генерируются нервные сигналы. Они работают практически так же, как волоски во внутреннем ухе человека. Невромасты могут располагаться на поверхности кожи или (как у большинства рыб) внутри трубочек, тянущихся под кожей и чешуями. Линия точек (пор) на боку рыбы показывает, где вода входит в эти трубочки. Такая система позволяет рыбам чувствовать потоки воды и замечать ее колебания рядом, на расстоянии одной-двух длин туловища. Охотящаяся рыба точно нацеливается на производящие шум колебания насекомых, упавших в воду и барахтающихся у поверхности воды. Они также отслеживают почти неуловимые следы, которые другие животные оставляют за собой при движении сквозь водную толщу. Когда живое существо проплывает мимо, оно оставляет позади вихревой след, сохраняющийся некоторое время. И благодаря колебаниям боковой линии рыбы могут установить размер, скорость и даже манеру плавания животного и решить, стоит ли его преследовать или нужно от него спасаться.

Органы боковой линии особенно важны для безглазых рыб, живущих в темноте, как, например, пещерная форма мексиканских астианаксов (Astyanax mexicanus). Как и другие, зрячие рыбы, они используют боковую линию для обнаружения движущихся мимо объектов. Слепые рыбы также могут чувствовать неподвижные объекты, например стены их пещеры: они засасывают воду в рот и чувствуют любые изменения давления в потоке, указывающие на то, что они вскоре столкнутся с каким-то препятствием. Чем ближе они приближаются к предмету, тем быстрее открывают и закрывают рот, по-видимому чтобы создать более быстрый поток и получить больше информации о том, что находится впереди. Летучие мыши, обитающие в таких подземных пещерах, используют ультразвук для охоты и навигации, а плавающие в воде рыбы ориентируются в пещерах при помощи своего особого эквивалента эхолокации.

Лучше всего слышат рыбы, которые полагаются не только на отолиты или боковую линию, но и на плавательный пузырь. Эти заполненные газом выросты передней части кишечника у рыб, похожие на надутый воздушный шарик, не только создают звуки, но и улавливают их, колеблясь под действием проходящих через них звуковых волн. Это еще один секрет невероятного успеха рыб: многие из них превратили свои плавательные пузыри в звукоулавливатели.

Один из способов, как они это сделали, включает в себя цепочку из 4 или 5 вибрирующих косточек – модифицированных шейных позвонков, – соединяющих плавательный пузырь с внутренним ухом[110]. Эти важные маленькие косточки усиливают слух у 25 % видов рыб, и считается, что они лежат в основе удивительного эволюционного успеха рыб, доминирующих в пресных водах: гольянов, сомов, карпов, гольцов, спиноперов и пираний[111]. Материковые воды часто мутные, и в них сложно что-либо разглядеть, поэтому звук и слух играют ключевую роль в жизни многих пресноводных видов рыб.

У других рыб отростки плавательных пузырей соединяются с боковой линией или проходят через череп и напрямую соединяются с внутренним ухом. Слух сельдей, менхэденов, сардин, пузанковых сельдей и анчоусов (все из отряда сельдеобразных) работает именно так, и среди них есть чемпионы по улавливанию очень высоких звуков.

Синеспинка, или сельдь-помолоб (Alosa aestivalis), и американский шэд (Alosa sapidissima), плавающие серебристыми косяками у восточного побережья Северной Америки, а также мексиканский менхэден (Brevoortia patronus) из Мексиканского залива слышат более высокие звуки, чем другие рыбы. При помощи слабых электрических разрядов пойманных рыб научили снижать ритм сердцебиения, когда они слышат звук. Оказалось, что они улавливают звуки с частотой до 180 кГц (обычный человек слышит звуки в диапазоне между 20 Гц и 20 кГц), что делает этих рыб одними из немногих животных, вместе с летучими мышами и китами, кто может слышать ультразвук.

При менее жестком методе измерения слуха на кожу помещают сенсорные электроды, записывающие импульсы от слуховых нервов, когда через подводные колонки проигрывают различные звуки (этот метод диагностики с использованием «акустических стволомозговых вызванных потенциалов», или АСВП, применяется для проверки слуха у детей, но, разумеется, не под водой). Такие эксперименты показали, что золотые рыбки слышат звуки до 4 кГц, что соответствует самой высокой ноте обычного фортепиано, примерно как и большинство рыб, у которых соединены плавательный пузырь и внутреннее ухо; рыбы без такого соединения слышат звуки только до 1 кГц.

Все эти эксперименты на сельдевых рыбах, золотых рыбках и других ставят один и тот же вопрос: к чему же эти рыбы прислушиваются?

Сельди и шэды не издают высоких звуков, поэтому они не могут слушать друг друга на таких высоких частотах. Острый слух мог появиться на каком-то этапе их эволюции, чтобы подслушивать дельфинов, использующих ультразвук для поиска добычи, включая и этих стайных рыб. Существуют мотыльки, делающие то же самое: они прислушиваются к ультразвуковым сигналам летучих мышей, чтобы не попасть им на обед. Исследования показывают, что сельди и шэды могут услышать дельфинов на расстоянии 100 м, а может, и больше. Золотые рыбки тоже вовсе не друг друга слушают, ведь, насколько нам известно, они немы. Они могут прислушиваться к звукам хищников или звуковому ландшафту окружающего их подводного мира.

Когда Бобби Фиш начала записывать и анализировать звуки, издаваемые рыбами, ее основной целью было разложить на составляющие какофонию подводного шума, вычленить голоса и определить, какие конкретно виды их издают. С тех пор биологи обращали внимание на звуки в основном как на еще одну характеристику отдельных видов. Однако постепенно, по мере того как люди начинают прислушиваться к водной симфонии в целом, появляется новый подход.

Мир наполнен солнечным светом, но он также полон и звуков. Под водой звуковой ландшафт может сначала показаться беспорядочным гулом, но на самом деле это не так. У побережья Западной Австралии с помощью водонепроницаемых микрофонов записали отчетливые закатные и рассветные симфонии, продолжавшиеся по нескольку часов: звуки тысяч рыб, зовущих друг друга, дерущихся, флиртующих, спаривающихся и что-то грызущих в это самое активное время суток. И оказалось, что у их шумного мира есть определенная структура.

На прохладных, богатых рыбой каменистых рифах у Северного острова Новой Зеландии другие приемные устройства показали, что разные места обитания обладают различными наборами звуков и уникальными акустическими «подписями». Прислушавшись, можно отличить скалистый риф, покрытый водорослями, от рифа, заселенного морскими ежами – когда те щиплют и царапают камни зубами, их скелеты резонируют как колокольчики.

Мы еще многого не знаем о том, как сами рыбы воспринимают этот общий фоновый шум. Возможно, они пытаются не обращать на него внимания, чтобы услышать друг друга, как при разговоре во время шумной вечеринки. Но есть данные, что фоновые звуки важны для рыб, и они слушают и извлекают важную информацию из смеси звуков.

Ночные звуки могут быть особенно важны. В мелких тропических морях многие рыбы постоянно передвигаются между дневными и ночными локациями. Днем некоторые из них прячутся и отдыхают на участках коралловых рифов или между корнями мангровых деревьев, а ночью переплывают на водорослевые луга, чтобы поесть. Многие делают это только в темноте, надеясь, что самые опасные хищники, крупные рыбы, охотящиеся при помощи зрения, их не заметят. Мальки многих рыб проводят свои первые дни в открытом море также, чтобы избежать голодных ртов рифовых хищников. Со временем мышцы и плавники мальков становятся достаточно сильными, чтобы сопротивляться приливам и течениям. Только тогда они начинают долгое путешествие домой, ночью ориентируясь по своему встроенному магнитному компасу, а при свете дня – по астрономическому компасу, определяя положение тропического солнца по лучам в воде. По мере приближения молодые рыбы находят родное место обитания, следуя интуиции и прислушиваясь к звукам, которые могут служить маяками, указывающими им путь сквозь тьму.

Чтобы проверить эту гипотезу, Крейг Редфорд из Оклендского университета в Новой Зеландии вместе с группой коллег построил маленькие одинаковые кучки из обломков кораллов, расставив их на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг острова Лизард на австралийском Большом Барьерном рифе. Подводные колонки, установленные на каждой кучке, проигрывали звуки, записанные в разных местообитаниях. Наутро после шумной ночи Редфорд и его группа подсчитывали молодых рыб, приплывших к каждой кучке. Они обнаружили, что некоторые виды и правда были привлечены звуками конкретных местообитаний. Молодые рыбы-ласточки направлялись к обломкам, звучавшим как окаймляющие рифы (в которых преобладали щелкающие и трещащие звуки, издаваемые клешнями раков-щелкунов (сем. Alpheidae), а молодые морские лещи предпочитали кучки, звучавшие как открытая лагуна; тишина, окружавшая контрольные кучки, привлекла очень мало рыб. Пока еще рано утверждать что-либо с уверенностью, но можно предположить, что рыбы могут различать определенные подводные местообитания по их общему звучанию и, ориентируясь на слух, плывут именно туда, где хотят быть.

Подводные звуковые ландшафты весьма тонко устроены. Недавние исследования продемонстрировали, что это отнюдь не беспорядочная какофония, рыбы кричат, когда и как им хочется: они подстраивают свои голоса к общему звучанию, как оркестр, создающий мелодию.

Одно такое исследование было проведено в Индийском океане у берега Квазулу-Натал в Южной Африке, к югу от границы Мозамбика. Прямо у берега крутые каньоны рассекают морское дно. На глубине 100 м в пещере, где обитают целаканты, группа европейских ученых под руководством Летиции Руппе установила в отверстии в стене маленькое записывающее устройство. Через два месяца они забрали устройство и послушали звуки пещерных обитателей. Ранее южноафриканские биологи посетили пещеры на подводных мини-лодках и увидели, что там живут сотни видов рыб, включая издающих звуки груперов, рыб-солдат и рыб-жаб[112]. Поэтому неудивительно, что на записях слышны тысячи звуков, многие из которых оказались голосами рыб. Удивительными были комбинации, которые они составляли.

Взяв наиболее выделяющиеся голоса и отложив их на спектрограммах, как в книге Бобби Фиш, группа Руппе обнаружила, что по ночам рыбы акустически избегали друг друга. В двумерном пространстве частоты и времени отдельные голоса занимали обособленные участки на спектрограмме, как элементы головоломки; разные рыбы издавали звуки в разное время или с разной частотой и создавали отчетливые звуковые слои. Там явственно слышались низкие и длинные ноты, глухой гул, грубые хрипы, щелчки, хрюканье и высокий свист. Рыбы, бодрствовавшие днем, издавали менее разборчивые звуки, вероятно потому, что могли видеть друг друга и сопровождать свои голоса жестами; когда они звали кого-либо, они могли также плыть навстречу или привлекать внимание движениями плавников, как мы делаем, когда зовем кого-то на другой стороне оживленной улицы, размахивая руками. Ночью в темноте, когда рыбы друг друга не видят, их голоса не должны перекрываться или совпадать. Ночные виды стараются, чтобы их голоса не заглушались голосами других рыб.

Эти рыбы разделяют свои голоса так же, как они разделяют многие другие элементы своих экосистем. Внутри сообщества рыбы приспособлены к разным источникам пищи, и они распределяют между собой физическое пространство; сейчас становится ясно, что рыбы разных видов также устанавливают и разграничивают свои звуковые территории.

Экология звука пока остается относительно новым направлением в науке, и до сих пор с этой точки зрения рассматривались в основном наземные экосистемы. Существует множество птиц, насекомых и лягушек, которые сходным образом разделяют свои звуковые пространства и избегают перекрывания голосов друг друга. Исследования на суше также показывают проблемы, которые возникают у этих голосистых видов, когда мир становится более шумным из-за людей. Автомобили не дают птицам услышать друг друга, и они могут пропускать важные сообщения, особенно в период размножения. Пока рано говорить, пострадают ли рыбы, когда мы наполним океаны своими человеческими звуками от двигателей кораблей, приборов для сейсмических исследований, гидролокаторов и тысяч морских буровых платформ, добывающих нефть и газ. Морские млекопитающие являются основным предметом большинства исследований подводного шумового загрязнения. Исследований, посвященных рыбам, очень мало. Но с большой вероятностью можно утверждать, что жизни многих рыб в большой степени зависят от звуков, и рыбы, как могут, стараются быть услышанными среди гомона все более шумного мира.

Рыба и золотой башмачок

Китайская легенда времен династии Танг, IX в.

Девочка по имени Шэ Сянь жила в маленьком домике в горах со своими злыми мачехой и сводными сестрами. Они посылали Шэ Сянь за хворостом в далекие, полные опасностей леса и за водой из самых глубоких колодцев. Однажды она подняла ведро из колодца и увидела внутри маленькую блестящую Золотую рыбку. У нее были красные плавники и золотые глаза, а длиной она была с палец. Она забрала рыбку с собой домой и поселила ее в чаше с водой, где та плавала кругами. Девочка кормила ее остатками еды; с каждым днем рыбка становилась все больше, и Шэ Сянь приходилось искать чаши все больших размеров, чтобы ее содержать. В конце концов все сосуды закончились, тогда девочка вынесла рыбку на улицу и выпустила в пруд за домом. Когда она приходила кормить рыбку, та подплывала к ней и клала голову на берег пруда. Но она приплывала только к Шэ Сянь, ни к кому больше.

Когда мачеха увидела эту большую красивую Золотую рыбку, она позавидовала своей падчерице и захотела забрать рыбку себе. Она отправила Шэ Сянь набрать воды из далекого колодца, надела накидку своей падчерицы и пошла к пруду. Золотая рыбка приплыла к мачехе, и та тут же заколола ее острым ножом. Она приготовила огромную рыбу на большом костре. «Это была самая вкусная рыба, которую я когда-либо ела», – подумала она и закопала кости в куче навоза.

Когда Шэ Сянь вернулась с водой и увидела, что ее Золотая рыбка пропала, она села на берег и горько заплакала. В это время мимо проходил старик, напомнивший ей покойного отца. «Кости рыбы закопаны в той куче навоза, – сказал старик. – Иди и найди их, потом положи под подушку. И когда тебе чего-то захочется, попроси об этом рыбу, и твое желание исполнится».

Старик попрощался с Шэ Сянь, и та сделала, как он сказал. Положив кости под подушку, она начала просить рыбку о множестве вещей, и вскоре у нее были красивая одежда и обувь, украшения и жемчуга, изысканные лакомства. Она скучала по Золотой рыбке и ненавидела свою мачеху больше, чем когда-либо, за то, что та ее украла и съела, но все же Шэ Сянь была благодарна рыбке за подарки.

Через некоторое время в горах должен был состояться праздник Двойной девятки, но мачеха запретила Шэ Сянь на него пойти. Когда все покинули дом, Шэ Сянь нарядилась в синее шелковое платье и золотые башмачки и присоединилась к празднованию. Но вскоре одна из сводных сестер ее заметила, и Шэ Сянь сбежала. В спешке она споткнулась и потеряла один башмачок.

Ворон подобрал блестящий башмачок, перелетел через великое море и бросил его на острове рядом с дворцом, где жил могущественный император. Когда тот увидел изящный башмачок, он приказал своим людям найти ее владелицу. Все женщины на острове примерили башмачок, но он был им мал. Император отправил своих слуг обыскать все дома во всех уголках империи. В конце концов они нашли в горах дом Шэ Сянь и пару к золотому башмачку. Девушка надела оба маленьких башмачка, и император тут же в нее влюбился. После этого они с Шэ Сянь поженились и жили долго и счастливо в его дворце на острове, но Шэ Сянь никогда не забывала принесшую ей удачу Золотую рыбку.

Глава 10

Думают ли рыбы? Новый подход

Маленький самец губана-чистильщика, неугомонный сгусток синего, белого и черного цвета, заканчивает очередной насыщенный заботами день на рифе, но осталось еще несколько рыб, ожидающих обслуживания. Сиган неподвижно завис во главе короткой очереди из пяти или шести рыб. Все его плавники растопырены в стороны, и рот с выступающими зубами широко открыт, будто он только что был чем-то неприятно удивлен. На самом деле сиган совершенно расслаблен. Он и губан-чистильщик хорошо друг друга знают. Только сегодня они встречались уже не менее сотни раз, когда сиган возвращался снова и снова, неся на себе очередную порцию кровососущих паразитов.

Докучающие им кровопийцы – это гнатииды (сем. Gnathiidae), маленькие равноногие ракообразные, или изоподы, выпрыгивающие из рифов и прикрепляющиеся к проплывающим мимо рыбам. Как и водные клещи, они будут пить кровь около часа, а потом отвалятся. Однако, вместо того чтобы делиться своими телесными жидкостями с этими паразитами, рыбы предпочитают, чтобы их снимали губаны, ставшие главными чистильщиками рифа. И это занятие требует удивительного уровня умственных способностей.

Сотни рыб, принадлежащих к десяткам видов, регулярно посещают такую станцию очистки. Губан-чистильщик помнит их всех и подстраивает свои действия под каждую из рыб. Его пропитание зависит от совершенных социальных навыков, способности к сотрудничеству и общению и даже от изобретательности и умения манипулировать другими рыбами. Основной рацион губана, состоящий из тысяч паразитов ежедневно, не дает ему проголодаться, но на самом деле это вовсе не его любимая еда. Он предпочитает питательный кусочек рыбьей кожи или липкую слизь, покрывающую тела рыб.

Помимо всего прочего, губану нужна защита от солнца, помогающая блокировать вредные ультрафиолетовые лучи, заливающие мелкие тропические моря. Рыбы не могут синтезировать солнцезащитные вещества. Большинство рыб получают их из микроорганизмов в пище. Молекулы таких веществ проходят через пищеварительный тракт рыб и выделяются вместе с защитным слоем слизи на коже; можно сказать, что рыбы пьют свой солнцезащитный лосьон, а не втирают его в кожу, как люди на пляже. Другой способ получить защиту от солнца – слизывать его с других рыб, но губан знает, что это сойдет ему с рук только в определенных ситуациях. Чтобы сохранить свою территорию на густонаселенном рифе и заслужить доверие других рыб, чистильщик должен исправно удалять паразитов и не наглеть. Раненый, недовольный клиент может уплыть и никогда не вернуться. И если другие рыбы, стоящие в очереди, увидят, что губан жульничает и ест слизь вместо паразитов, они могут уплыть и найти другую станцию очистки.

Пока губан осматривает сигана, наступает вечер, и в очереди остаются всего несколько рыб, чтобы почиститься перед закатом. Среди них темно-коричневая помацентровая рыбка – темный стегастес, это ее третий визит за день. Губан знает, что может не слишком церемониться с этим клиентом, поскольку она никогда не уплывает далеко от своей маленькой водорослевой фермы, а вблизи нет других станций очистки. Следующий в очереди клиент – это рыба-хирург, безобидное травоядное существо, которого губан раньше не видел здесь и поэтому решает испытать удачу. Он недолго притворяется, что ищет паразитов среди сине-желтых полосок сигана, снимает двух – и действует. Губан откусывает кусок кожи и слизи. Сиган вздрагивает, чувствуя укус. Но губан тут же начинает поглаживать его спину и живот плавниками. Это что-то вроде извинения, и раздраженный сиган постепенно успокаивается и впадает в блаженное оцепенение. Уровни гормонов стресса в его крови немного падают. Возможно, это одна из причин, почему он возвращается на эту станцию, прекрасно зная, что губан иногда жульничает.

Настроение на рифе меняется, когда приплывает новый клиент, большой групер. Губан сразу же понимает, что это важная рыба: она крупная и, скорее всего, покрыта большим числом паразитов. Но еще важнее то, что она хищник и легко может перекусить маленькой рыбой во время ритуала очистки. Каким-то образом губан понимает, что групер давно не ел, и прикладывает особые старания.

Наступает время танца.

Губан машет хвостом из стороны в сторону, затем нежно похлопывает плавниками по крепкому телу хищника, в десять раз превышающего его по размеру. Групер открывает свою огромную пасть, и губан в нее заплывает. Он старательно выклевывает мусор между устрашающими зубами, идеально приспособленными для того, чтобы проткнуть маленькую вкусную рыбку. Но пока мир сохраняется, возможно потому, что губан продолжает старательно гладить и массировать групера, настолько его успокаивая, что хищник теряет всякий интерес к охоте. Две рыбы, хищник и чистильщик, заключили сделку, и каждый со своей стороны выполнил ее условия. Социальная связь между ними довольно сильная, но не нерушимая. Если они встретятся при других обстоятельствах, исход будет совершенно иным. Но здесь, на станции очистки, у губана сохраняется иммунитет до тех пор, пока он сдерживает себя и ест только паразитов.

Все акты этого представления и многих ему подобных проигрывались не один раз перед биологами, проведшими бесчисленные часы, наблюдая через стеклянные стенки аквариумов или под водой на диких рифах за тем, как рыбы взаимодействуют друг с другом. Эти ученые подсчитали, что губаны-чистильщики снимают сотни и тысячи паразитов; они придумали эксперименты, чтобы посмотреть, как чистильщики и их клиенты решают, что делать в каждом конкретном случае, а также чтобы понять, как рыбы узнают друг друга; они видели много раз, как рыбы танцуют, жульничают и извиняются. Такие исследования не только помогают понять, каким образом рыбы на коралловых рифах сотрудничают друг с другом, чтобы оставаться здоровыми и чистыми, но также приподнимают завесу над сложной интеллектуальной жизнью рыб, которая долгое время оставалась незамеченной.

Согласно устаревшим, но тем не менее широко распространенным представлениям, рыбы существа недалекие, управляемые врожденными рефлексами и неспособные самостоятельно думать. Эта точка зрения обусловлена антропоцентрическими исследованиями, направленными в основном на поиски ключей к пониманию того, как и почему эволюционировал наш собственный мозг, среди наших же ближайших родственников-млекопитающих. Но это ограниченный подход, обходящий вниманием животных, которые считаются слишком далекими от нас, слишком «иными», чтобы быть умными. Посмотрев на рыб в новом свете и поставив правильные вопросы, биологи все больше начинают понимать, что рыбы способны думать и решать задачи с удивительной изощренностью. Глубоко укоренившиеся идеи о водных позвоночных начинают меняться, и рыбы дают нам возможность расширить наши представления о природе интеллекта.

Большинство животных обладают базовым уровнем познавательных способностей; они различными способами воспринимают мир вокруг, собирают, обрабатывают и хранят информацию. Более сложный уровень познавательных процессов – можно сказать, интеллект – требует обучения на основе прошлых событий и использования сохраненных знаний для решения новых задач в будущем. Вместо запрограммированных инструкций о том, как жить, это шаг в сторону более гибкого, адаптивного подхода к жизни в меняющемся мире.

Дать определение интеллекту непростая задача, но если бы мы составили список наиболее важных признаков для существ, обладающих интеллектом, то многие из них нашли бы у рыб. Как мы видели, губаны-чистильщики общаются с представителями собственного и других видов и обладают очень хорошей долговременной памятью. Они манипулируют своими клиентами при помощи массажа и чувствуют мотивацию других рыб. Может ли этот клиент сбежать навсегда? Или у него нет выбора и он все равно будет возвращаться раз за разом?

Чистильщики также манипулируют и друг другом. Территории самцов и самок могут перекрываться, и они часто предоставляют свои услуги совместно. Работая сама по себе, самка губана время от времени может позволить себе откусить немного слизи, но она быстро учится этого не делать в присутствии самца. Когда она жульничает и недовольный клиент уплывает, самец ее наказывает, агрессивно гоняясь за ней и кусая. Все, что он получает от ее жульничества, – это темное пятно на своей репутации. Более того, чем больше питательной кожи и слизи съедает самка, тем крупнее она становится, а это увеличивает ее шансы поменять пол, стать самцом и попробовать захватить его территорию. Как у их родственников рыб-наполеонов, пол у губанов-чистильщиков может меняться[113]. После нескольких жестких нагоняев самка перестает жульничать, и дальше пара совместно предоставляет только честные услуги.

Помимо губанов-чистильщиков с их сложной социальной жизнью, многие другие рыбы обладают признаками высокого уровня мышления, включая и некоторые способности, которые считались прерогативой людей. Гуппи, колюшки, слепые пещерные рыбы и многие другие виды умеют считать[114]. В лабораторных исследованиях они демонстрируют свои арифметические способности, выбирая между стаями разного размера; обычно они предпочитают присоединиться к более крупной стае[115]. Рыбы также пользуются инструментами. Брызгуны стреляют водяными струями, клыкастые губаны подбирают двустворчатых моллюсков и разбивают их раковины, ударяя ими о каменные наковальни. Атлантическая треска изобрела новый способ питаться, используя самодельные инструменты. Несколько лет назад в норвежской исследовательской лаборатории три трески в двух разных аквариумах случайно запутали свои идентификационные бирки в веревке, высвобождавшей корм из автоматической кормушки. Все три рыбы быстро сообразили, что так можно скорее получить пищу, чем если дергать за веревку ртом, поскольку в этом случае им перед едой сначала нужно было выплюнуть веревку. Эти три рыбы оттачивали свои навыки, пока не научились умело цепляться бирками за веревку кормушки, дергать ее, разворачиваться и проглатывать еду.

Другой признак развитых когнитивных способностей рыб заключается в том, что они предпочитают использовать то одну, то другую сторону своего тела и мозга[116]. Многие рыбы предпочитают смотреть на незнакомые предметы или высматривать опасность либо правым, либо левым глазом. В стае некоторые рыбы предпочитают следить за своими товарищами левым глазом и поэтому проводят большую часть времени на правой стороне группы, а другие все делают наоборот. Возможно, стаи выдерживают идеальный баланс между правосмотрящими и левосмотрящими рыбами, и в результате они наблюдают друг за другом и сохраняют строй, при этом высматривая хищников глазами, обращенными наружу. Предположительно, такая асимметрия обработки и анализа информации лежит в основе нашей способности делать несколько дел одновременно и участвует во многих аспектах человеческого поведения. Например, за многие аспекты языковых способностей обычно отвечает левое полушарие головного мозга, оно контролирует речь, способности к чтению и письму.

Важным аспектом интеллекта является то, как особи взаимодействуют друг с другом – т. е. социальный интеллект. В статье, опубликованной в 2012 г., отмечается, что лимонные акулы, пойманные на Багамах, учатся друг у друга. Акул обучили нажимать на цель для получения еды так же, как делала Юджини Кларк со своими акулами, включая ту, что она подарила японскому принцу. Когда акул держали с другими особями, которые уже знали, что надо делать, они учились быстрее, чем те, кто общался с неинформированными сородичами.

Самцы цихлид в озере Танганьика могут понять свое место в строгой социальной иерархии, просто наблюдая за схватками между другими самцами. Известные как астатотиляпии Бартона, эти агрессивные маленькие рыбки проводят много времени в борьбе за новые территории. Пары самцов вступают в ожесточенные схватки, длящиеся до тех пор, пока один из них не признает поражение. Победителя легко заметить: он удерживает свою позицию и сохраняет яркие черные полосы между глазами, тогда как полосы его противника исчезают, а сам он уплывает. Исследователи из Стэнфордского университета под руководством Логана Гросеника устроили несколько драк между астатотиляпиями, которых они обозначили латинскими буквами от А до Е. При этом Е проигрывал в каждой схватке, D проигрывал всем, кроме E; C побеждал только E и D и так далее до А, который выигрывал всегда. Когда пары рыб дрались, третья рыба наблюдала с безопасного расстояния из обособленного прозрачного отделения в аквариуме. Потом, после того как всем рыбам дали время успокоиться после драк и их агрессивная окраска побледнела, наблюдателю дали возможность выбрать, с каким из двух бойцов он будет проводить время. Каждый раз он выбирал более слабую, а значит безопасную, рыбу. Это происходило даже тогда, когда он не видел самой драки. Если перед ним стоял выбор между B и D и он видел, как B победил C, а C победил D, он мог догадаться, что B также победил бы D. Он затем принимал правильное решение, выбирая D как более безопасного самца.

Решение таких многоэтапных логических задачек является формой дедуктивного мышления, которое встречается у некоторых птиц и приматов, включая людей после четырех-пяти лет жизни. Эта способность развилась у цихлид предположительно потому, что оценка ранга другого самца помогает им избежать потенциально опасных схваток и поддерживать гармонию иерархии.

Однако рыбы не только враждуют, но и сотрудничают: помогая другим, они помогают себе. На коралловых рифах хищные груперы вступают в партнерские отношения с муренами для совместной охоты. Когда груперу нужна помощь, он зависает над расщелиной в рифе, где отдыхает мурена, и начинает энергично трястись всем телом. Это движение привлекает внимание мурены; через несколько секунд она выглядывает из расщелины, и пара отправляется на охоту. Вместе два хищника образуют опасную команду. Груперы рыщут в открытой воде, и их жертвы пытаются увернуться от них, быстро скрываясь в пещерках рифа. Тут в игру вступает мурена. Благодаря своему тонкому гибкому телу она может последовать за жертвой через узкий лабиринт рифа; она либо поймает добычу для себя, либо выгонит ее обратно в открытую воду, прямо в челюсти поджидающего снаружи групера[117]. Действуя сообща, групер и мурена получат достаточно еды для каждого. Иногда мурена теряет интерес к охоте и скрывается в тайном лабиринте рифа; если она долго не возвращается, групер пытается привлечь своего партнера и вновь исполняет свой танец-тряску.

В других случаях, охотясь в одиночестве, групер будет использовать другую тактику, если рыба скроется в рифе: он просто останется рядом и подождет. Групер не просто надеется, что добыча вернется, а ждет помощи. Он может до получаса пробыть на месте, пока мимо не проплывет другой хищник, желательно мурена или рыба-наполеон. Групер тут же «встает» вертикально, хвостом вверх, и ритмично трясет головой, указывая на место, где скрылась добыча. Когда мурена или наполеон видят такое поведение групера, они подплывают посмотреть, что происходит. Крупный наполеон не может залезть в риф, но его мощные выдвижные челюсти способны сломать коралл и высосать жертву из ее убежища; или просто ее побеспокоить, чтобы обреченная жертва выплыла из рифа, и тогда у групера появится еще один шанс ее поймать.

Указывать на предметы – важная человеческая способность, которая сыграла ключевую роль в развитии языка. Такие выразительные движения редко встречаются у других представителей животного царства. Шимпанзе чешет место на своем теле, чтобы приятель его почистил, а вороны показывают друг другу еду, по-видимому для формирования социальных связей. Но до тех пор, пока дайверы, проведшие много часов наблюдая за охотящимися груперами, не увидели, как те указывают на возможную добычу, такие движения среди рыб были неизвестны.

Для того чтобы увидеть и проверить сообразительность рыб, не нужны продолжительные сложные эксперименты. Если у вас дома есть рыбки, вы можете проверить их способность к обучению, каждое утро давая им корм с одного конца аквариума, а по вечерам – с другого. Посмотрите, сколько времени им понадобится, чтобы научиться собираться у правильного конца перед кормлением; такой процесс называется пространственно-временным обучением. Обычно гуппи требуется для этого 14 дней (крысам нужно почти на неделю дольше). История о том, что у Шэ Сянь, из самой ранней версии сказки о Золушке, была Золотая рыбка, которая ее узнавала, не столь уж неправдоподобна. Брызгуны могут научиться различать лица людей на фотографиях: они стреляют водой в те лица, которые стали для них связаны с едой. Вполне вероятно, что домашние рыбки также способны научиться узнавать своих владельцев.

Исследования когнитивных способностей рыб формируют новый взгляд на эволюцию мозга и интеллекта. Рыбы демонстрируют такое поведение, которое раньше считалось свойственным только людям и некоторым приматам с крупным головным мозгом. Это противоречит общепринятой теории, что большой головной мозг приматов эволюционировал именно для жизни в сложных социальных системах. У многих рыб социальная жизнь и поведение не менее сложные, несмотря на относительно маленький мозг для такого размера тела.

Согласно альтернативной и, зачастую, более интересной точке зрения, главную роль играет не большой размер мозга, а то, каким образом окружающая среда влияет на сознание и когнитивные способности животных. Головной мозг эволюционирует точно так же, как другие органы или типы поведения: они реагируют на окружающий мир, особенности местообитания и на другие живые организмы и приспосабливаются к ним. Не связанные близким родством виды могут обладать сходными интеллектуальными способностями потому, что они развились под воздействием похожих условий обитания. Поэтому, например, цихлиды, некоторые птицы и млекопитающие могут сделать логический вывод, что если А побеждает В, а В побеждает С, то А также должен победить С. Эта способность позволяет избежать опасности, правильно определив социальный ранг соперника. Точно так же мы видим, что близкородственные виды могут заметно различаться по уровню когнитивных способностей, поскольку приспосабливались к жизни в разных условиях. Это дарвиновская точка зрения на интеллект, основанная на очевидной истине, что головной мозг не эволюционирует сам по себе; он не плавает в стеклянной банке на полке, а находится внутри животного, которое плавает, ползает и летает, охотится и пасется, карабкается по горам и пробирается сквозь леса.

При таком экологическом подходе 30 000, или около того, видов рыб можно рассматривать как важный эксперимент природы по развитию мозга и мышления. Рыбы показывают, насколько гибкими могут быть мозг и когнитивные способности и насколько важна для их развития окружающая среда.

Возьмем, например, живущих возле скалистых берегов бычков, которые запоминают все, что их окружает, чтобы в случае необходимости быстро спрятаться. Во время прилива эти мелкие пятнистые рыбки плавают вокруг, пытаясь создать у себя в голове карту окружающих ориентиров, запоминая форму скал, камней и выясняя, где образуются лужи после схода воды при отливе. Когда прилив заканчивается, а рядом оказывается хищник, бычок плывет в удивительно точно выбранном направлении и на правильное расстояние, чтобы оказаться в ближайшей луже, даже если они ее не видят. Когда ученые забрали этих бычков из их дома, рыбы помнили расположение родных луж еще несколько недель. Живущие в таких приливных бассейнах бычки гораздо лучше умеют ориентироваться и соображать, где они находятся, чем бычки другого вида, живущие в открытой прибрежной зоне с плоским песчаным дном. Если заставить эти два вида соревноваться в прохождении лабиринта с вкусным призом в его конце, бычки из приливных бассейнов обычно оказываются победителями.

На первый взгляд, у песчаных бычков мозг менее развит; в самом деле, у бычков из приливных бассейнов конечный мозг (telencephalon), отвечающий за пространственную память, крупнее. Но если мы задумаемся, почему так происходит, то ответ найдется в повседневном окружении песчаных бычков. Живя в плоском, без выраженного рельефа, мире, они не привыкли встречать что-либо заметное, поэтому такое ориентирование им не нужно; они просто плывут в сторону берега или от него вместе с приливом. В других исследованиях было показано, что рыбы становятся лучшими навигаторами, если выросли среди водорослей и камней, а не в простых пустых аквариумах; соответствующие отделы их мозга становятся крупнее, с большим числом связей между нейронами. В течение всей их жизни меняющаяся окружающая среда оставляет отпечаток на том, что происходит у рыб в головах.

Постепенно такого рода исследования преобразуют устоявшийся научный взгляд на умственные способности рыб и показывают, что эти животные много умнее и живут гораздо более сложной жизнью, чем считалось ранее. Это ставит следующий вопрос: наделены ли рыбы чувствами и сознанием?

Ученым и философам всегда было сложно дать определения чувствительности и сознанию. Чувствительность представляет собой способность животного чувствовать, испытывать различные ощущения, включая удовольствие и боль. Сознание определить еще сложнее. В «Справочнике по сознанию» издательства Blackwell (Blackwell Companion to Consciousness) написано, что «все, что мы осознаем в данный момент, формирует часть нашего сознания, делая осознанный опыт одновременно самым знакомым и самым таинственным аспектом нашей жизни». Как же тогда этот опыт применим к другим животным? В самом общем случае мы можем считать, что сознание животных проявляется в осознании самих себя и некотором понимании своего места в мире.

Обычно считается что сознание – это свойство, проистекающее из высокого уровня умственного развития и чувствительности. Ключевым критерием сознания, который мы, в принципе, могли бы проверить, является самосознание – способность узнавать себя и думать о себе как о личности.

В течение нескольких десятилетий классическим методом оценки самосознания был зеркальный тест. Животному давали зеркало и смотрели, что будет дальше. Многие животные сначала реагировали на свое отражение, как на другое животное; рыбы в таком эксперименте часто атаковали свое отражение, считая, что другая рыба вторгается на их территорию. Некоторые животные затем могут начать внимательно изучать зеркало, заглядывать за него, а потом постоянно в него смотреться, поняв, что смотрят на себя. Шимпанзе перед зеркалом ковырялись в зубах, а дельфины пускали пузыри.

На последнем этапе теста ученые приклеивают цветной кружочек на часть тела животного, которую он не видит без зеркала, часто на лоб. Примерно 75 % шимпанзе смотрят в зеркало и рукой дотрагиваются до точки у себя на лбу. Человеческие дети начинают это делать после 18 месяцев. Приматологи считают это самосознанием. Шимпанзе и ребенок знают, что смотрят в зеркало на себя; они знают, как они должны выглядеть, и кружочек на лбу является чем-то неожиданным, поэтому они пытаются выяснить, в чем тут дело.

Всего несколько видов животных прошли зеркальный тест. Сороки, посмотрев в зеркало, начинают когтями скрести цветные кружочки у себя на горле, но игнорируют менее заметные черные кружочки на черных перьях. В Бронксском зоопарке в Нью-Йорке в 2006 г. «слоноустойчивое», как назвали его исследователи, зеркало высотой в 2,5 м было поставлено перед тремя азиатскими слонами. Все трое провели некоторое время перед ним, рассматривая свои отражения. Когда сбоку на голове им нарисовали невидимые ложные метки, все слоны их проигнорировали, что неудивительно, поскольку их не было видно. Два слона также проигнорировали цветную метку, но самка по имени Хэппи несколько раз хоботом пыталась исследовать белый крест, нарисованный у нее над глазом.

Есть много свидетельств того, что афалины и косатки проходят зеркальный тест, долго рассматривая свои отражения и разглядывая цветные кружочки, нарисованные на их телах (у них нет рук, клювов или хоботов, чтобы дотронуться до своего тела, поэтому эта часть теста не учитывалась). В 2016 г. Сцилла Ари и Доминик Дагостино из Университета Южной Флориды впервые протестировали рыб. Они опустили гигантское зеркало в аквариум на Багамах и засняли реакцию двух мант (цветные кружочки на них не ставили). Скаты провели много времени перед зеркалом, несколько раз раскрывая свои «рога» (головные плавники, с помощью которых они направляют поток воды с планктоном к себе в рот) и пуская пузыри, как дельфины[118].

Ари и Дагостино осторожно интерпретировали такое поведение как процесс узнавания; таким же образом вы можете помахать рукой, чтобы удостовериться, что отражение в зеркале ваше. Если манты и правда делали именно это, то они, по-видимому, узнают себя в зеркале, тем самым проявляя признаки самосознания. Однако другие исследователи критически отнеслись к этим результатам и предположили, что скаты просто пытались общаться, полагая, что взаимодействуют с другими рыбами. Такая же критика может быть высказана и в отношении результатов многих других зеркальных тестов, включая тесты, проведенные на морских млекопитающих. Но эти исследования кажутся гораздо менее спорными, так как соответствуют ожиданиям, что млекопитающие, особенно китообразные, обладают интеллектом, а не оспаривают глубоко укоренившееся представление, что рыбы им не обладают.

Растущее признание интеллектуальных способностей рыб, от гуппи и вуалехвоста[119] до манты и трески, приводит нас к самому противоречивому постулату в представлениях о жизни и познавательных способностях рыб, давно уже вызывающему горячие споры. Речь идет о том, могут ли рыбы чувствовать боль.

Долгое время по умолчанию считалось, что рыбы не испытывают боль и не страдают от нее. Большинство сторонников этой точки зрения утверждают, что мы должны считать, что рыбы боль не чувствуют, пока не доказано обратное. Тем не менее начали появляться данные, подрывающие эту позицию.

В 2003 г. исследователи из Рослинского института и Эдинбургского университета установили, что рыбы способны реагировать на боль и имеют для этого необходимый аппарат. Группа под руководством Линн Снеддон обнаружила у радужной форели тип нервных клеток, которые воспринимают именно болевые стимулы, вызванные в том числе высокими температурами, кислотой и пчелиным ядом. Эти клетки очень похожи на чувствительные нервы, воспринимающие боль у млекопитающих. Со времени этого открытия стало ясно, что у рыб есть нейроны, служащие для ответа на стимулы, способные им повредить и связанные с болью (но пока только у костных рыб; у пластиножаберных подобные рецепторы найдены пока не были). Остается вопрос, как рыбы воспринимают этот сенсорный сигнал.

Подсказки можно получить, наблюдая за рыбами в стрессовых и потенциально опасных ситуациях. Многочисленные исследования поведения показывают, что рыбы хотят прекращения таких сценариев, а это один из признаков, что они чувствуют боль. Когда группа Линн Снеддон вводила слабую кислоту или пчелиный яд в губы радужной форели, рыбы ложились на дно аквариума и раскачивались из стороны в сторону или терли губы о стенку аквариума; они так не вели себя, когда им вводили безвредный раствор, поэтому их реакция не была вызвана самой инъекцией. Более того, форели прекращали вести себя так после того, как им давали дозу морфина – одного из самых эффективных болеутоляющих у людей.

Боль может также всецело поглощать внимание рыбы и отвлекать ее от других занятий (хроническая и сильная боль у людей вызывает такой же эффект). В 2009 г. Пол Эшли из Ливерпульского университета возглавил группу, которая проверяла оборонительные реакции радужной форели в присутствии и отсутствии потенциально болезненных стимулов. Когда форели в неволе ощущают наличие сигнальных химических веществ, высвобождаемых из поврежденных тканей других рыб, они ищут в аквариуме место, где бы им спрятаться[120]. Но форели, которым ввели кислоту в губы, не пытались спрятаться, когда сигнал опасности распространялся по их аквариуму: они игнорировали его, поскольку, судя по всему, их отвлекала боль.

Все это едва ли может удивить биологов, считающих, что восприятие потенциально болезненных стимулов и ощущение боли эволюционировали совместно, поскольку вместе эти взаимосвязанные процессы увеличивают шансы животного на выживание. Научившись ассоциировать опасные ситуации с болезненными ощущениями и затем пытаясь избежать их, животные остаются в безопасности. Движущей силой формирования памяти, по-видимому, является эмоциональный ответ на боль. Предполагается, что эта парная способность узнавать опасные ситуации и испытывать неприятный эмоциональный ответ на них является древней тактикой выживания, возникшей на ранних этапах становления позвоночных.

Исследования также показали, что рыбы могут испытывать стресс. У данио-рерио случается эмоциональная лихорадка, когда повышается температура тела исключительно в результате стресса или тревоги. Считалось, что такое происходит только у людей (стресс перед экзаменом может вызвать у студента такие же физиологические симптомы, как и инфекция). Если их держать в маленькой сетке, температура данио повышается на 2–4 °С. Более того, лососи, которых разводят в неволе, часто проявляют симптомы депрессии. Рыбоводы таких рыб называют «некачественными»: они составляют примерно четверть популяции, меньше по размеру и проводят время вблизи поверхности воды, где их проще поймать. В опубликованном в 2016 г. исследовании у таких ослабленных лососей был отмечен повышенный уровень кортизола – гормона, выделяющегося в ответ на стресс. Аналогичная повышенная активность систем, регулирующих уровни кортизола и гормона серотонина, связана с хроническим стрессом и депрессивными состояниями у других животных, включая человека.

Аргумент против способности рыб испытывать боль заключается в том, что наблюдаемое поведение вызвано автоматическим рефлексом и не включает в себя эмоциональное страдание. Когда вы касаетесь раскаленной поверхности, то отдергиваете руку еще до того, как возникает боль; возможно, рыбы не достигают этапа боли и просто знают, когда следует избегать опасности.

Этот аргумент основывается на утверждении, что у рыб нет области мозга, которая у людей участвует в восприятии боли. Кора является самой внешней частью головного мозга млекопитающих. У людей серое вещество коры примерно 4 мм толщиной и состоит из множества характерных слоев нейронов и их ветвистых отростков. Кора образует глубокие извилины и борозды и участвует в важнейших аспектах нашей жизни, включая зрение, слух, обучение, чувства страдания и стресса и восприятие боли. Если вы заглянете в череп рыбы, то не найдете там большой коры, как у млекопитающих, только цепочку маленьких округлых бусин.

Нет коры – нет боли. Таков аргумент против способности рыб испытывать боль. Предполагается, что у рыб нет такой сложной нейронной системы, которая позволяет людям обрабатывать потоки информации, выделять неприятные ощущения и знать, когда им больно. Другие животные могут чувствовать боль так же, как человек. Нейробиолог и известный скептик в отношении чувства боли у рыб Брайан Кей из Университета Квинсленда занял эту позицию в своей статье 2016 г. «Почему рыбы не чувствуют боли» (Why fish do not feel pain), опубликованной в журнале Animal Sentience. Именитые ученые из самых разных областей науки опубликовали 42 ответа на статью Кея: пятеро поддержали его позицию; двое высказались в нейтральном ключе, заявив, что требуются дополнительные исследования, чтобы окончательно разрешить этот вопрос; а остальные раскритиковали научные методы, рассуждения и предположения Кея.

Нейробиологи-критики отметили, что пока нет единого мнения по поводу того, насколько важна кора для восприятия боли у людей, не говоря уже о том, что означает ее отсутствие у других животных. Придавая исключительное значение коре головного мозга, мы игнорируем явную возможность того, что другие области мозга рыб могут быть вовлечены в восприятие боли. То же самое справедливо для птиц и многих других животных без развитой коры, которые все равно наделены чувствительностью.

Карл Сафина, профессор естествознания и гуманитарных наук в Университете Стоуни-Брук в Нью-Йорке, ссылался в своем ответе Кею на действие яда скатов на хищных рыб, которое, по его мнению, служит доказательством того, что рыбы чувствуют боль. Сафина указывает на то, что у скатов, как и многих других ядовитых видов, яд появился в эволюции для защиты против хищников, включая морских млекопитающих и рыб. И как мы уже видели, многие ядовитые рыбы имеют яркую окраску, предупреждающую хищников о том, что их лучше оставить в покое, иначе тем не поздоровится. Чтобы такие предупреждающие цвета были эффективными, они должны подкрепляться страхом реального вреда (за исключением случаев мимикрии, когда животные умело имитируют ядовитые виды). Кей утверждает, что хищникам не нужно испытывать боль от укола ядовитым плавником для того, чтобы научиться его избегать. Сафина отвергает эту точку зрения: «Практически невозможно представить, что хищник будет избегать угрожающего ему неприятного ощущения, которого он не может почувствовать. Логично предположить, что именно боль заставляет все это работать». Некоторые животные, отмечает он, действительно обладают иммунитетом против отдельных природных ядов. Сафина описывает, как у него на глазах морские черепахи ели медузу волосистую цианею (Cyanea capillata), ничем не показывая, что им больно; в то же время он видел, как синяя акула (Prionace glauca) заглотила медузу того же вида и тут же начала трясти головой и выплевывать ее. «Акула продемонстрировала поведение, свидетельствующее о том, что она испытывает боль, а черепахи такого поведения не показали», – написал Сафина.

От решения вопросов о наличии у рыб чувствительности и сознания зависит многое. Аргументы обычно основываются на научном понимании восприятия боли и страдания – или отсутствия этого восприятия, – но возможные последствия распространяются далеко за пределы науки.

Это часть более широкой проблемы, связанной с тем, сколько внимания, сочувствия и даже нежности мы проявляем по отношению к другим представителям живого мира. То, как мы взаимодействуем с животными и относимся к ним, зависит от того, считаем ли мы их чувствительными, разумными существами на основании простоты или сложности их жизни. В целом больше всего мы заботимся о животных, которые нам кажутся красивыми или которые смотрят на нас умными, понимающими глазами: то есть о животных, больше всего похожих на нас.

С начала XIX в. было издано множество законов, защищающих определенных животных от боли и страданий. В 1822 г. британский парламент принял Закон против жестокого обращения со скотом, запрещающий неправильное обращение с коровами и овцами; Закон против жестокости по отношению к животным 1835 г. распространялся на собак и коз, а также запретил травлю медведей и петушиные бои. На Западе общественное мнение постепенно сдвигается в сторону поддержки прав животных и необходимости защищать и заботиться о животных, находящихся под нашей опекой, – от обращения с домашними питомцами и обитателями зоопарков до организации и регулирования работы скотобоен и хозяйств по производству яиц и мяса, получаемых от животных на свободном выгуле. Но не все животные подпадают под действие одних и тех же правовых и моральных норм. Исторически сложилось так, что этическое отношение к рыбам значительно отставало от отношения к другим позвоночным. Однако наука о чувствительности и познавательных способностях рыб развивается. Как мы видели, ученые изобретают методы измерения способностей рыб и сравнения их с другими, более знакомыми нам животными. Становится все более очевидным, что рыбы живут сложной, разумной, полной всевозможных оттенков жизнью; постепенно накапливаются данные в пользу того, что рыбы способны страдать, испытывать страх и боль.

Учитывая все то, что мы теперь знаем о жизни рыб, встает вопрос: какое место они занимают на нашей шкале сочувствия и морали? Как же мы все-таки должны относиться к рыбам?

На эти вопросы пока нет однозначных ответов. Мы лишь начинаем осознавать возможные серьезные последствия нашего понимания того, что рыбы – довольно умные существа. Проблема усложняется эмоциональной окраской терминов, которые сложно точно определить: чувствительность и сознание, боль и страдание. Более того, наше отношение к рыбам издавна осложняется тем, что они слишком сильно отличаются от нас, наземных, дышащих воздухом существ – людей; и они обитают в мире, который мало кто из нас может увидеть и почувствовать.

Что касается законов об обращении с рыбами, в разных странах устанавливаются различные ограничения. В Великобритании Закон о животных (научные процедуры) 1986 г. регулирует использование животных в научных исследованиях и требует от ученых получить лицензию для проведения экспериментов над животными из списка охраняемых и следовать строгому своду правил, описывающему уход и обращение с ними. Список этих животных включает всех позвоночных и головоногих (после их вылупления) из-за высоких когнитивных способностей осьминогов и их родственников. Рыбы в него включены, но попадают под защиту только с момента перехода на самостоятельное питание. С другой стороны, из эквивалентного Закона о благополучии животных США все рыбы исключены.

В Великобритании также действует закон, защищающий рыб, которых держат в качестве домашних питомцев. В 2017 г. британец был осужден за жестокое обращение с животными после того, как он опубликовал в Facebook видео, где на спор проглотил живую золотую рыбку. Сотрудники Королевского общества защиты животных от жестокого обращения увидели видеоклип и начали расследование. Мужчина и женщина, снявшая видео, утверждали, что они думали, что рыбка была мертвой. Их оправдания были отвергнуты в суде, и их лишили свободы сроком на 18 недель, приговорили к 200 часам общественных работ и запретили им держать дома рыбок в течение пяти лет. Согласно новостному сайту BBC, осужденный заявил: «Не ожидал, что поедание рыбы вызовет столько проблем».

В Германии в Законе о благополучии животных сказано, что «запрещено приносить боль, страдание или вред животным без убедительной причины». И он включает рыб. Согласно этому закону, когда рыбаки-любители ловят рыбу и выпускают ее обратно, это приводит к страданиям «без убедительной причины», и поэтому такая практика незаконна. Все пойманные рыбы должны быть взяты домой для еды (за исключением слишком мелких рыб или определенных охраняемых видов). Подобный же закон запрещает ловить и выпускать рыб в Швейцарии. В других странах принята иная точка зрения и поддерживается данный подход как способ охраны, предупреждающий излишний вылов.

Очевидно, единого подхода нет, и в разных местах к рыбам относятся по-разному. И конечно, научные факты о мозге и интеллекте рыб очень медленно проникают в общественное сознание. Такое неприятие нового отношения часто объясняется огромными финансовыми интересами, задействованными в рыбной промышленности. Если бы с рыбами обращались так же, как с другими позвоночными, и законы об обращении с животными, подобные тем, что приняты в сельском хозяйстве, действовали и в отношении рыболовства и аквакультуры, потребовались бы радикальные изменения правил рыболовства и методов, регулирующих разведение рыб в неволе. Но в эту область вложено слишком много материальных средств, задействовано слишком много рабочих мест и слишком много денег, чтобы такие перемены могли произойти.

Таким образом, ожидать кардинальных изменений в обращении с рыбами в ближайшее время нереально. Однако мы все же можем надеяться на постепенное изменение общественного мнения в пользу рыб, которое обеспечит им больше уважения и понимания. Мы уже расстались с мифом о семисекундной памяти золотых рыбок и многими устаревшими представлениями о примитивной, скучной жизни рыб. Оказывается, они обладают фундаментальными способностями, в которых мы им отказывали: они могут думать, учиться и запоминать, они видят цвета, они слышат и поют. И у рыб есть множество других удивительных и неожиданных талантов: они могут стрелять электрическими разрядами для охоты и навигации; они обмениваются тайными посланиями, манипулируя светом и цветом; они создают гигантские скульптуры из песка и используют свои встроенные магнитные компасы, чтобы переплывать океаны и возвращаться обратно. Но потребуется еще немало времени, чтобы разрушить устоявшийся взгляд на рыб как на низших существ, совершенно иных, чем собаки, лошади, кошки, птицы и другие животные, которые тысячелетиями считались верными спутниками человека.

Существует множество способов изменить это положение вещей и уничтожить концептуальный разрыв между рыбами и другими животными. Мы можем с большим вниманием относиться к рыбам, которых мы едим и держим в качестве питомцев, и задавать вопросы о том, откуда они взялись, как они были пойманы или выращены. Мы можем выступать в поддержку дальнейших исследований жизни рыб, чтобы еще больше узнать об их биологии – и интересоваться результатами этих исследований, – а также стараться понять, как человеческая деятельность влияет как на отдельных особей, так и на популяции и виды. И вы можете сами познакомиться с рыбами поближе, лучше узнать этих существ, навещая их в подводном мире и предаваясь удовольствию наблюдения за ними.

Эпилог

Днем во вторник я выхожу из дома и отправляюсь на велосипеде на поиски рыб. Я еду вдоль фермы, пахнущей теплыми коровьими лепешками, и через железный мост, напоминающий миниатюрную железную дорогу, украшенную шелковыми паутинками ранних летних паучков. Я проезжаю одинокий фонарь на лугу, где 80 лет назад люди катались на коньках в морозные зимы, но теперь луг отделен от реки и служит домом орхидеям и ужам. И далее вниз, по зеленому туннелю, мимо подрагивающей решетчатой ограды пастбища, и я выезжаю на залитую солнцем тропу вдоль речного берега.

Два красных складных стула, на которых расслабленно сидят рыбаки, хороший знак: я определенно что-нибудь найду. Я ставлю свой велосипед у дерева и нахожу место для того, чтобы сесть и понаблюдать. Вода мутно-коричневая, в ней отражаются голубое небо и пушистые облака, и я ничего не вижу в глубине. Вдоль реки летит крачка, сначала в одну сторону, а потом обратно, то скрипя, то пища, как игрушка для собак. Ее заостренные крылья смотрят назад, а черная шапочка прячет глаза, высматривающие еду. Она что-то замечает и пикирует вниз, поднимая брызги, а затем отлетает, проглатывая добычу. Я высматриваю цель крачки и вижу стаю мальков, мельтешащих около меня в мелкой заводи у берега. У рыб большие темные глаза и прозрачные тела. Пара смельчаков ведет стаю, а другие следуют за ними, изучая наполненные водой отпечатки ног в песке, которые им должны казаться огромными кратерами.

Их движения кажутся неуверенными и опасливыми. Проплыл-проплыл – остановился. Проплыл-проплыл – остановился.

Когда я наклоняюсь, чтобы лучше их рассмотреть, они тут же уплывают и собираются у речной травы, будто ощущая мое присутствие. Проплывающий мимо байдарочник их беспокоит гораздо меньше; возможно, их главными врагами являются воздушные и наземные хищники, а не брызгающиеся водные чудища. Когда вода успокаивается, мальки поднимаются к поверхности, и от их губ по воде расходятся неровные круги.

Я иду вдоль реки мимо школьников с одноразовыми мангалами, прожигающими прямоугольники в траве, мимо мужчины в плавках, тихо сидящего под раскидистым деревом. Загорающая пара слушает музыку, под которую танцуют самцы равнокрылых стрекоз, пытающиеся впечатлить партнерш своими блестящими сапфировыми телами и цветными крыльями, бьющимися, как крылья бабочек.

Затем в чистом участке посреди мутной воды я вижу застывшие силуэты двух рыб размером с руку и хвостами, направленными вниз по течению в сторону города. Я нахожу просвет среди зарослей чертополоха и крапивы, спускаюсь с берега и по щиколотку погружаюсь в мягкую грязь. Берег круто снижается, дно быстро уходит из-под ног, и у меня захватывает дух, когда я погружаюсь в ледяную воду. Мои бледные ноги в воде кажутся цвета виски, и я зависаю на пару секунд, протирая маску для ныряния, чтобы та не запотевала.

Это странно так быстро погружаться без привычной поддержки соленой воды. И я привыкла видеть дальше, чем сейчас. Мутная вода давит на стекло моей маски, и я начинаю сомневаться, что хоть что-нибудь увижу. В главном русле реки рыба должна проплыть прямо перед моим носом, чтобы я ее заметила.

Я смотрю на воду, покрытую пухом от окружающих реку ив, и решаю испытать удачу у противоположного берега. Я плыву через шелковистые извивающиеся травы, опутывающие мои ноги, и хватаюсь за нависающие сверху ветви, пугая камышницу и ее птенца, сидящих на уровне моих глаз. Мимо проплывает лодка, и гребец говорит своему расслабленному пассажиру: «Видишь, там пловец на что-то смотрит». Я жизнерадостно машу ему рукой и возвращаюсь к своим подводным поискам.

Набрав в легкие достаточно воздуха, я стараюсь не касаться ногами дна, чтобы не замутить воду. В этой тихой заводи между ветвями и корнями грязь осела, и я могу видеть на расстоянии вытянутой руки.

Картина, которую я наблюдаю, напоминает мне о том, как я плавала с маской в мангровых зарослях Мадагаскара. Дважды в день во время прилива деревья и кустарники там затопляются, и вокруг петляющих корней и узловатых стволов быстро собираются обитатели этой водной экосистемы. Раньше я думала, что мангровые заросли погружены в жидкую грязь и заглядывать под поверхность мутной воды смысла нет. Но, оказавшись там, я восхитилась прозрачностью воды, серебристыми рыбками, плавающими вокруг деревьев, и быстрыми стаями мальков, распадающимися и снова собирающимися вокруг меня. Здесь, в реке, я вижу не настолько хорошо и вокруг меньше жизни, чем в тропическом лесу, но это место на границе между сушей и водой вызывает у меня очень похожие ощущения.

Я терпеливо жду, когда мимо кто-нибудь проплывет, и начинаю беспокоиться, что рыбы меня избегают. Затем наконец одна решается подплыть ко мне и зависает рядом, двигая своими жесткими грудными плавниками. Она покрыта крупными перекрывающимися серебристыми чешуями, у нее красные плавники и вильчатый хвост. Это плотва, вид, встречающийся по всей Европе от Пиренейских гор до Сибири, но эта особь, всего на несколько мгновений, моя. Она наблюдает за мной красными глазами, а я наблюдаю за ней, стараясь не шевелиться, чтобы ее не спугнуть. Она делает пять глотков воды за те короткие секунды, которые мы проводим вместе. Затем, вильнув телом и взмахнув хвостом, плотва исчезает из поля зрения, оставляя меня в одиночестве плавать у речного берега.

Приложение

Список рыб на рисунках к главам

Пролог

1. Тихоокеанская сельдевая акула Lamna ditropis.

2. Рыба-лоцман Naucrates ductor.

3. Красноперый (или обыкновенный) опах Lampris guttatus.

4. Атлантический парусник Istiophorus albicans.

5. Сельдяной король (ремень-рыба, или ремнетел) Regalecus glesne.

6. Атлантический тарпон Megalops atlanticus.

Глава 1. Диковинные рыбы

1. Удильщик, или морской черт (Lophius) из книги Пьера Белона «Водные животные».

Глава 2. Взгляд из глубины: знакомство с рыбами

1. Миссисипский панцирник Atractosteus spatula.

2. Осетр (семейство Acipenseridae, осетровые).

3. Американский веслонос Polyodon spathula.

4. Ильная рыба, или амия, Amia calva.

5. Многопер Polypterus.

6. Минога (отряд Petromyzontiformes, миногообразные).

7. Цихлида (семейство Cichlidae, цихловые).

Глава 3. Потрясающая игра цвета

1. Кузовок-кубик Ostracion cubicus.

2. Расписной спинорог, или колючий спинорог Пикассо Rhinecanthus aculeatus.

3. Императорский ангел Pomacanthus imperator.

4. Мятный центропиг Centropyge boylei.

5. Глянцевая мандаринка Synchiropus splendidus.

Глава 4. Иллюминации

1. Бразильская светящаяся акула Isistius brasiliensis.

2. Черная колючая акула Etmopterus.

3. Светящийся анчоус (семейство Myctophidae, миктофовые).

4. Малоротая макропинна Macropinna microstoma.

5. Черный малакост Malacosteus niger.

6. Опостомия (семейство Stomiidae, стомиевые).

7. Гоностома (семейство Gonostomatidae, гоностомовые).

8. Древоусая линофрина Linophryne arborifera.

Глава 5. Анатомия стаи

1. Бычерыл, или бычерылый скат, Rhinoptera.

2. Рыба-наполеон, или волнистый хейлин, Cheilinus undulatus.

3. Рогатый занкл, или мавританский идол, Zanclus cornutus.

Глава 6. Рыбья еда

1. Обыкновенная клинобрюшка Gasteropelecus sternicla.

2. Пиранья кариба, или черноточечная, Pygocentrus cariba, или P. notatus.

3. Электрический угорь Electrophorus electricus.

4. Красный неон Paracheirodon axelrodi.

Глава 7. Ядовитые рыбы

1. Скат-хвостокол (семейство Dasyatidae, хвостоколовые).

2. Обыкновенная рыба-луна Mola mola.

3. Крылатка Pterois.

4. Аротрон черноточечный, или щетинистый, Arothron nigropunctatus.

5. Спинорог (семейство Balistidae, спинороговые).

6. Единорог Monacanthus ciliatus.

7. Рогатый кузовок Lactoria cornuta.

Глава 8. Какими рыбы были

1. Ботриолепис Bothriolepis.

2. Матерписцис Materpiscis.

3. Дориаспис Doryaspis.

4. Дунклеостей Dunkleosteus.

5. Харпагофутутор Harpagofututor.

6. Стетакант Stethacanthus.

7. Эдест Edestus.

8. Геликоприон Helicoprion.

9. Лидсихтис Leedsichthys.

Глава 9. Рыбьи симфонии

1. Пикша Melanogrammus aeglefinus.

Глава 10. Думают ли рыбы? Новый подход

1. Рыба-хирург (семейство Acanthuridae, хирурговые).

2. Коралловый групер Plectropomus pessuliferus.

3. Гигантская мурена Gymnothorax javanicus.

4. Губан-чистильщик, или голубой губанчик, или губан-доктор, Labroides dimidiatus.

Словарь терминов

Акантоды, или колючкозубые – вымершие колючкозубые акулы, сочетают в своем облике признаки хрящевых и лучеперых рыб. Некоторые исследователи рассматривают их как предков современных хрящевых рыб или даже как общих предков хрящевых и лучеперых.

Боковая линия – чувствительный орган у рыб и личинок земноводных, воспринимающий движение и вибрацию воды. Выглядит как тонкая линия, тянущаяся от жаберных щелей до основания хвостового плавника. Обычно имеет вид каналов с рецепторами (невромастами), связанных с внешней средой системой пор.

Галеаспиды – вымершая группа бесчелюстных рыб из силура и карбона. Плавников, кроме хвостового, не было. На голове несли массивный щит с узкими выростами вперед или вбок.

Иридофоры – от греч. iridos – радуга и phoros – несущий. Серебристые пигментные клетки кожи или глаза благодаря своей структуре отражают и рассеивают свет, придавая рыбам их блеск.

Ихтиология – раздел зоологии, посвященный изучению рыб.

Конодонты, или конодонтоносители – вымершая группа бесчелюстных рыб, внешне похожая на миног.

Костистые рыбы – последняя ветвь костных рыб, отделившаяся от эволюционного древа рыб; самые высокоорганизованные из лучеперых рыб; включает 96 % известных видов рыб.

Костнопанцирные, или костнощитковые рыбы – вымершая группа бесчелюстных из девона и силура. Родственники галеаспид, однако в отличие от них, кроме хвостового, имели также спинной, анальный и пару грудных плавников.

Костнопузырные рыбы – рыбы с цепочкой костей, соединяющей внутреннее ухо и плавательный пузырь (так называемый Веберов аппарат) и улучшающей слух; группа включает 60 % всех пресноводных рыб.

Лопастеперые рыбы – класс рыб, включающий двоякодышащих и целакантовых рыб, а также вымерших тетраподоморфов.

Лучеперые рыбы – класс костных рыб, к которому относится большинство (более 95 %) всех современных рыб, включая костистых, ильных, панцирниковых, многоперых и осетровых рыб.

Отолит – твердое образование, состоящее преимущественно из карбоната кальция и располагающееся во внутреннем ухе рыб; служит для слуха и равновесия.

Плавательный пузырь – внутренний наполненный воздухом пузырь, возникший из предкового легкого и использующийся рыбами для поддержания плавучести и усиления слуха.

Плакодермы, или пластинокожие рыбы – вымершая в конце карбона группа рыб, у которых впервые появились челюсти (предполагается, что они образовались из жаберных дуг бесчелюстных).

Пластиножаберные рыбы – подкласс хрящевых рыб, включающий акул и скатов.

Птеригоподий – модифицированный плавник самцов акул и скатов (и вымерших плакодерм), служащий для доставки спермы при спаривании.

Телодонты – вымершая группа бесчелюстных рыб.

Тетраподоморфы – вымершая группа лопастеперых рыб, от которой произошли четвероногие животные.

Усики – выросты на голове рыб, обычно у ночных или обитающих в мутных водоемах. Усики снабжены вкусовыми почками, а также выполняют осязательную функцию.

Фарингеальные зубы – второй набор зубов, расположенный в глотке рыб.

Хордовые – тип животных, включающий рыб и всех остальных позвоночных, а также асцидий, ланцетников и сальп.

Хроматофор – клетка кожи, содержащая пигмент.

Хрящевые рыбы – класс рыб, включающий акул, скатов и химер. Наиболее характерные черты: плакоидная чешуя, хрящевой скелет, отсутствие плавательного пузыря и жаберных крышек. Для ряда видов характерно живорождение.

Избранные источники и заметки

Общепринятые названия, размеры и возраст рыб я взяла с сайтов Fishbase или Encyclopedia of Life.

* обозначены статьи, находящиеся в открытом доступе, которые можно бесплатно прочитать онлайн. Ссылки на статьи можно найти на сайте http://www.helenscales.com/fishscience.

Пролог. Скитания ихтиолога

Данные о ежегодном улове рыб взяты с сайта британской организации, занимающейся улучшением обращения с рыбами http://fishcount.org.uk.

Глава 1. Диковинные рыбы

Jordan, D. S. 1902. The history of ichthyology. Science 16: 241–258.

Kusukawa, S. 2000. The Historia Piscium (1686). Notes Rec. R. Soc. Lond. 54: 179–197.

Nelson, J. S., Grande, T. C. & Wilson, M. V. H. 2016. Fishes of the World. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey.

‘Destitute of feet’and ‘lanky fish’from D’Arcy Wentworth Thompson’s 1910 translation of Aristotle’s History of Animals.

Глава 2. Взгляд из глубины: знакомство с рыбами

Helfman, G., Collette, B. B., Facey, D. E. & Bowen, B. E. 2009. The Diversity of Fishes: Biology, Evolution and Ecology. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey.

Nielsen, J. et al. 2016. Eye lens radiocarbon reveals centuries of longevity in the Greenland shark (Somniosus microcephalus). Science 353: 702704.

Standen, E., Du T. Y. & Larsson, H. C. E. 2014. Development plasticity and the origin of tetrapods. Nature 513: 54–58.

Takezaki, N. & Nishihara, H. 2017. Support for lungfish as the closest relative of tetrapods by using slowly evolving ray-finned fish as the outgroup. Genome Biology and Evolution 9: 93–101.*

Глава 3. Потрясающая игра цвета

Endler, J. A. 1980. Natural selection on colour patterns in Poecilia reticulata. Evolution 34: 76–91.*

Reznick, D. N., Shaw. F. H., Rodd, F. H. & Shaw, R. G. 1997. Evaluation of the rate of evolution in natural populations of guppies (Poecilia reticulata). Science 275: 1934–1937.

Seehausen, O., van Alphen, J. J. M. & Witte, F. 1997. Cichlid fish diversity threatened by eutrophication that curbs sexual selection. Science 277: 1808–1811.

Глава 4. Иллюминации

Anthes, N., Theobald, J., Gerlach, T., Meadows, M. G. & Michiels, N. K. 2016. Diversity and ecological correlates of red fluorescence in marine fishes. Frontiers in Ecology and Evolution Volume 4: Article 126.*

Davis, M. P., Sparks, J. S. & Smith, W. L. 2016. Repeated and widespread evolution of bioluminescence in marine fishes. PLoS ONE 11: e0155154.*

Douglas, R. H., Partridge, J. C., Dulai, K. S., Hunt, D. M., Mullineaux, C. W. & Hynninen, P. H. 1999. Enhanced retinal longwave sensitivity using a chlorophyll-derived photosensitiser inMalacosteus niger, a deep-sea dragon fish with far red bioluminescence.Vision Research 39: 2817–2832.*

Michiels, N. K. et al. 2008. Red fluorescence in reef fish: A novel signalling mechanism? BMC Ecology 8:16. *

Sparks, J. S. et al. 2014. The covert world of fish biofluorescence: A phylogenetically widespread and phenotypically variable phenomenon. PLoS ONE 9: e83259.*

Глава 5. Анатомия стаи

Barthem, R. B. et al. 2017. Goliath catfish spawning in the far western Amazon confirmed by the distribution of mature adults, drifting larvae and migrating juveniles. Scientific Reports 7: 41784.*

Doherty, P. D. et al. 2017. Long-term satellite tracking reveals variable seasonal migration strategies of basking sharks in the north-east Atlantic. Scientific Reports 7: 42837.*

Naisbett-Jones, L. C. et al. 2017. A magnetic map leads juvenile European Eels to the Gulf Stream. Current Biology 27: 1236–1240.*

Svendsen, M. B. S. et al. 2016. Maximum swimming speeds of sailfish and three other large marine predatory fish species based on muscle contraction time and stride length: a myth revisited. Biology Open 5: 1415–1419.*

Payne, N. L. et al. 2016. Great hammerhead sharks swim on their side to educe transport costs. Nature Communications 7: 12889.*

Глава 6. Рыбья еда

Allgeier, J. E., Valdivia, A. Cox, C & Layman C. A. 2016. Fishing down nutrients on coral reefs. Nature Communications 7: 12461.*

Bellwood, D. R., Goatley, C. H. R., Bellwood, O., Delbarre, D. J. & Friedman M. 2015. The rise of jaw protrusion in spiny-rayed fishes closes the gap on elusive prey. Current Biology 25: 2696–2700.*

Lissmann, H. W. 1958. On the Function and Evolution of Electric Organs in Fish. Journal of Experimental Biology 35: 156–191.*

Perry, C. T., Kench. P. S., O’Leary, M. J., Morgan, K. M. & Januchowski-Hartley, F. 2015. Linking reef ecology to island building: Parrotfish identified as major producers of island-building sediment in the Maldives. Geology 43: 503–506.*

Vailati, A., Zinnato, L. & Cerbino, R. 2012. How archer fish achieve a powerful impact: hydrodynamic instability of a pulsed jet in Toxotes jaculatrix. PLoS ONE 7: e47867.*

White, W. T. et al. 2017. Phylogeny of the manta and devilrays (Chondrichthyes: mobulidae), with an updated taxonomic arrangement for the family. Zoological Journal of the Linnean Society 182: 50–57.

Когда я встретилась с мантами на Фиджи в 2016 г., они все еще считались представителями рода Manta. В 2017 г. систематики пересмотрели классификацию мант и их сородичей рогачей и объединили их в один род Mobula с восемью видами. Но мы все равно можем называть их мантами, несмотря на то что такого рода больше нет.

Глава 7. Ядовитые рыбы

Casewell, N. R. et al. 2017. The evolution of fangs, venom, and mimicry systems in blenny fishes. Current Biology 27: 1–8.

Clark, E. 1953. The lady and the spear. Harper, New York.

Clark, E. 1969. The lady and the sharks. Harper & Row, New York.

Clark, E., Nelson, D. R. & Dreyer, R. 2015. Nesting sites and behavior of the deep water triggerfish Canthidermis maculata (Balistidae) in the Solomon Islands and Thailand.Aqua International Journal of Ichthyology 21: 1–38.

Inglis, D. 2010. The zombie from myth to reality: Wade Davis, academic scandal and the limits of the real. Scripted 7: 351–369.*

Высказывания Джини о глубоком погружении в пожилом возрасте взяты из некролога в The Washington Post, написанного Джулиет Илперин, 26 февраля 2015 г.

Глава 8. Какими рыбы были

Benton, M. 2014. Vertebrate palaeontology. John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey.

Ferrón, H. G. & Botella, H. 2017. Squamation and ecology of thelodonts. PLoS ONE 12: e0172781.*

Long, J. A., Trinajstic, K., Young. G. C. & Seden, T. 2008. Live birth in the Devonian period. Nature 453: 650–6522.

Sibert, E. C. & Norris, R. D. 2015. New Age of Fishes initiated by the retaceous Paleogene mass extinction. PNAS 8537–8542.*

Глава 9. Рыбьи симфонии

Ruppé, L., Clément, G., Herrel, A., Ballesta, L., Décamps, T., Kéver, L. & Permentier, E. 2015. Environmental constraints drive the partitioning of the soundscape in fishes. PNAS 112: 6092–6097.*

Radford, C. A., Stanley, J. A., Simpon, S. A. & Jeffs, G. A. 2011. Juvenile coral reef fish use sound to locate habitats. Coral Reefs 30: 295–305.

Wilson, B., Batty, R. S. & Dill, L. M. 2003. Pacific and Atlantic herring produce burst pulse sounds. Proc. Roy. Soc. London B 271: S95 – S97.

Аудиозаписи, сделанные Мэри Фиш, доступны онлайн через архив Macaulay Library at the Cornell Lab of Ornithology.

Глава 10. Думают ли рыбы? Новый подход

Brown, C., Laland, K. & Krause, J. 2011. Fish cognition and behavior. Wiley-Blackwell, Hoboken.

Brown, C. 2016. Fish pain: an inconvenient truth. Animal Sentience 3 (32).*

Grutter, A. S. 2004. Cleaner Fish Use Tactile dancing behavior as a preconflict management strategy. Current Biology 14: 1080–1083.*

Key, B. 2016. Why fish do not feel pain. Animal Sentience 3 (1).*

Pinto, A., Oates, J., Grutter, A. & Bshary, R. 2011. Cleaner wrasses Labroides dimidiatus are more cooperative in the presence of an audience. Current Biology 21: 1140–1144.*

Sneddon, L. U., Braithwaite, V. A. & Gentle, M. J. 2003. Do fishes have nociceptors? Evidence for the evolution of a vertebrate sensory system. Proc. Roy. Soc. B 270: 1115–1121.

Источники сказок и мифов про рыб

Седна, богиня моря – адаптировано по различным источникам, включая Laugrand, F. & Oosten, J. 2009. Sedna in Inuit shamanism and art in eastern Arctic. The University of Alaska Press, Fairbanks, Alaska.

Как камбала потеряла свою улыбку – адаптировано по Morris, S. 1911. Manx Fairy tales. David Nutt, London.

Лосось мудрости – адаптировано по различным источникам, включая Rolleston, T. W. 1910. The High Deeds of Finn and other Bardic Romances of Ancient Ireland, G. G. Harrap & Co., London.

Онамадзу – адаптировано по различным источникам, включая Volker, T. 1975. The animal in Far Eastern Art. E. J. Brill, Leiden.

Осирис и рыба-слон – эта версия мифа об Осирисе была рассказана мне египтологом, доктором Меган Стронг (Meghan Strong).

Ватнагедда – адаптировано по Davidsson, O. 1900. Icelandic fish folklore. Scottish Review 36: 312–331.

Чипфаламфула – адаптировано по Knappert, J. 1977. Bantu myths and other tales. E. J. Brill, Leiden.

Морской доктор – адаптировано по различным источникам, включая Stothard, P. 25 января 2005 г. Islam’s missing scientists. The Times Literary Supplement цифровое издание.

Рыба и золотой башмачок – адаптировано по Jameson, R. D. 1982. Cinderella in China. В Cinderella, a case book. Под ред. Dundes, A. University of Wisconsin Press. Madison, Wisconsin.

Благодарности

Выражаю благодарность всем сотрудникам издательства Bloomsbury за то, что позволили мне собрать эту книгу-аквариум и наполнить ее столькими рыбами. Я особенно признательна Анне Макдайермид и Джиму Мартину из Лондона, которые дали мне спокойно заниматься делом, но всегда были рядом, когда нужно. Аарон Джон Грегори, благодарю вас за восхитительные изображения рыб, сопровождающие мои слова. Вы знаете, что эта книга была просто поводом поработать с вами и снова окунуться в нашу общую одержимость рыбами.

Спасибо всем, с кем я когда-либо наблюдала за рыбами, за все ваши советы и те минуты и часы, которые мы провели вместе. Я должна выразить особую благодарность всем добрым людям из Mole Valley Sub Aqua Club, особенно Хелене Эджертон (бывший Цыпленок номер 2, или номер 1?), которая помогла мне в моих первых наблюдениях за рыбами, и Элис Эль Килани за давние веселые погружения в Белизе, Австралии и на Филиппинах.

Что касается путешествий, описанных в этой книге, я хочу искренне поблагодарить Джесс Крэмп и Кирби Морджона за потрясающий фридайвинг на Раротонге, Лори и Пэт Колин за истории о рыбах Палау и Сару Фриас-Торрес за то, что она взяла меня с собой посмотреть на малоглазых тигровых груперов во Флориде. Особая благодарность Иану Кэмпбеллу из Тихоокеанского фонда защиты дикой природы, который помог мне понаблюдать за мантами на Фиджи, и Джессами Эштон за то, что предоставила нам дом и машину (и великодушно отведала карри, которое я приготовила в собачьей миске). Я также очень благодарна Хезер и Дэну Боулинг и всей команде Barefoot Manta Resort на Ясаве за гостеприимство, знакомство с прекрасными мантами и организацию ночного погружения в флуоресцирующий подводный мир. Огромное спасибо Анне Петерик за то, что была таким классным научным ассистентом для меня на Борнео; я так рада, что время, проведенное на дурно пахнущих рыбных рынках и в гостиничных номерах без окон, не отвратило тебя от дружбы со мной в течение многих лет с тех пор. Ты прекрасна. Спасибо всем, кто принял меня во Флориде в Морской лаборатории Моут, и особенно Хейли Рутгер за организацию моего обеда с Юджини Кларк.

За неоценимую помощь в поиске информации выражаю благодарность Нико Михилсу, Кену Макнамаре и Кулуму Брауну. За чтение предварительных вариантов глав и терпение, проявленное в бесконечных разговорах о рыбах, огромное спасибо всем участникам группы Neuwrite London, особенно Эмме Брайс, Роме Агравал, Ванессе Поттер, Элис Грегори, Кертису Асанте, Кристин Диксон, Грейс Линдсэй и Эду Брейси. Лайам Дрю, спасибо тебе, что не стал спорить, кто лучше – рыбы или млекопитающие, и помог сделать многие части этой книги лучше, чем они могли бы быть без тебя.

Всем моим родным и друзьям спасибо, в основном за то, что терпели мое двухлетнее отсутствие: сначала когда я исчезла в погоне за рыбами, а затем когда вернулась и заперлась в четырех стенах, чтобы о них написать. Я выражаю свою любовь и благодарность моим родителям, Ди и Тому Хендри, особенно за то, что стояли рядом у ледяного, заполненного водой карьера в Лестершире много лет назад и смотрели, как я исчезаю в мутной воде, и за то, что поддерживали все мои водные приключения с тех пор. Вы всегда меня вдохновляли всевозможными способами. И наконец, согласно литературным нормам, тебя, Айван, я благодарю последним. Ты снова поддерживал меня в работе над новой книгой в качестве неутомимого читателя и рассказчика, ревнителя качества и поставщика изысканных вин. И ты повсюду в этой книге незримо присутствуешь во многих сценах, где мы смотрим на одних и тех же рыб и плаваем по одним и тем же морям. Куда мы отправимся с тобой дальше?

Иллюстрации

Осетры – древние рыбы, современники динозавров. На фото – русский осетр (Acipenser gueldenstaedtii).

Панцирники – еще одна группа древних рыб. Имеют внешнее сходство со щукой, поэтому часто так и называются – панцирные щуки. Их тело покрыто мощной плотной ганоидной чешуей. На фото – миссисипский панцирник (Atractosteus spatula).

В XIX в. ученые предполагали, что многоперы являются переходным звеном между рыбами и амфибиями, на самом деле они представляют собой самую раннюю отделившуюся группу лучеперых рыб, у которых плавники состоят из соединенных кожей и расположенных на общем основании лучей. На фото – сенегальский многопер (Polypterus senegalus).

Австралийский рогозуб (Neoceratodus forsteri) – представитель двоякодышащих рыб, использующих для дыхания не жабры, а легкие. Тем не менее у него, в отличие от других видов, жабры также сохранили функциональность.

Целакантообразные рыбы считались вымершими миллионы лет назад. Их обнаружили живыми в середине прошлого века. В настоящее время известно два вида – латимерия, обитающая в районе Коморских островов, и индонезийский целакант. На фото – латимерия, целакант (Latimeria chalumnae).

Акулы, наряду со скатами, относятся к хрящевым рыбам и имеют настолько своеобразные черты строения, что их сложно спутать с другими рыбами. Некоторые акулы живут до 400 лет. На фото – карибсĸая рифовая аĸула (Carcharhinus perezii).

Многие акулы являются живородящими или яйцеживородящими, однако некоторые откладывают яйца, заключенные в плотную кожистую капсулу. Через ее стенки на свету можно видеть развитие эмбриона. На фото – яйцо кошачьей акулы.

Скаты – ближайшие родственники акул. Большинство из них ведут придонный образ жизни, но некоторые виды приспособились к активному плаванию в толще воды с помощью взмахов плавников. На фото – скат-орляк (Aetobatus narinari).

Миноги относятся к рыбообразным. У них нет челюстей, одна ноздря и присасывательная воронка с зубами. Миноги бывают паразитическими – они присасываются к телу других рыб и питаются их кровью и тканями, и непаразитическими – такие миноги во взрослом состоянии не питаются. На фото – украинские миноги (Eudontomyzon mariae).

Рыбы-бабочки (Chaetodon sp.) – непременный атрибут сообщества коралловых рифов.

Окраска взрослых особей императорских ангелов (Pomacanthus imperator) совершенно отличается от окраски ювенильных рыб – темно-синего цвета с белыми и ярко-голубыми концентрическими кольцами. Только в возрасте около двух лет на их коже постепенно проступают желтые и синие полосы, заменяющие кольца. Предполагается, что такая смена наряда позволяет молодым рыбам снизить агрессию со стороны взрослых.

В отличие от императорских ангелов, разница в окраске молодых и взрослых особей гарибальдии (Hypsypops rubicundus) не служит для снижения внутривидовой агрессии.

Окраска крылатки-зебры (Pterois volitans) служит двум задачам – маскировке при охоте и предупреждению о ядовитости.

Глянцевые мандаринки (Synchiropus splendidus), помимо забавного внешнего вида, примечательны тем, что, в отличие от других рыб, имеют в коже цианофоры – клетки, содержащие синий пигмент.

В отличие от мандаринки, синий цвет рыб-хирургов (Acanthurus leucosternon) не создается пигментами, а является структурным.

Мурена, серая при обычном освещении, светится под воздействием ультрафиолета. Один из примеров флуоресценции у рыб.

Рогатые занклы (Zanclus cornutus) – рыбы со сложным поведением, переключающимся с территориального на стайное в зависимости от условий и ситуации.

Обыкновенные ставриды (Trachurus trachurus) – типичные стайные пелагические рыбы.

Помимо огромных размеров, рыбы-наполеоны (Cheilinus undulatus) примечательны индивидуальным рисунком на голове, по которому можно опознавать конкретных особей, и тем, что у них, как и у многих морских рыб, в процессе жизни происходит смена пола и роли в иерархии.

Рыбы-клоуны (Amphiprion percula) также меняют пол. У них присутствует матриархат – доминирующая крупная особь всегда самка. Если по какой-либо причине она погибает, один из самцов меняет пол и занимает ее место.

Австралийский морской дракон (Phyllopteryx taeniolatus) – мастер камуфляжа. Его окраска и строение тела служат для маскировки, чтобы прятаться среди ярких водорослей, анемонов и кораллов.

Рыба-слон (Gnathonemus petersii) относится к слабоэлектрическим рыбам. Она генерирует электрические импульсы, создавая вокруг себя электрическое поле – охранный периметр.

Электрический угорь (Electrophorus electricus) способен генерировать импульсы мощностью до 600 Вт, парализующие или даже убивающие других животных.

Бородавчатка, или рыба-камень (Synanceia verrucosa), – одна из самых ядовитых рыб нашей планеты.

Тело рогатого кузовка (Lactoria cornuta) заключено в жесткую костяную коробку с треугольным или квадратным сечением, состоящую из больших шестиугольных чешуй. Напуганный, возбужденный или раненый кузовок может выделять ядовитый секрет для защиты от врага.

В обычном состоянии полосатая рыба-еж (Chilomycterus schoepfi) особо не выделяется среди рыб.

Но в случае опасности рыба-еж (Diodon sp.) превращается в колючий шар.

Фронтозы (Cyphotilapia frontosa), или цихлиды, – рыбы со сложным поведением и иерархией. Многие цихлиды имеют сложные ритуалы ухаживания, строят гнезда, отличаются ярко выраженным половым диморфизмом и имеют очень яркую окраску.

Гнездо японского иглобрюха (Torquigener albomaculosus). Откройте ссылку, чтобы увидеть, как иглобрюх строит свое гнездо: https://youtu.be/hpdlQae5wP8.

Многие рыбы, обитающие в условиях пещер, в ходе эволюции утратили глаза за ненадобностью. Молодь таких рыб еще имеет маленькие глаза, способные различать свет, но потом они зарастают кожей. На фото – слепая рыба (Astyanax mexicanus).

Угревидное тело гигантских мурен (Gymnothorax javanicus) прекрасно приспособлено к жизни и охоте в расщелинах скал и среди камней.

Губан-чистильщиĸ (Labroides dimidiatus) и носорог Вламинга (Naso vlamingi).

Камбалы – яркий пример приспособленности рыб к донному образу жизни. Личинки камбалы имеют нормальный облик, но по мере взросления один глаз перемещается на сторону к другому. У камбалы одна сторона зрячая, другая слепая, и плавает она на боку. На фото – полярная камбала (Liopsetta glacialis).

Гигантский групер (Epinephelus lanceolatus) – один из крупнейших хищников рифа, может достигать в длину до 3 м и веса более 100 кг.

Спинороговые рыбы бывают как невзрачной окраски, так и самых фантастических расцветок. На фото – расписной спинорог (Rhinecanthus aculeatus).

Единороги-подковы (Meuschenia hippocrepis) – ближайшие родственники спинорогов – также демонстрируют необычную яркую плакатную окраску.

Сноски

1

Paedocypris progenetica, живущая в торфяных болотах Индонезии, считалась самым маленьким позвоночным в мире до 2012 г., когда открытая в Папуа – Новой Гвинее лягушка (Paedophryne amauensis) побила этот рекорд миниатюрности. Длина рыбы 8 мм – это примерно ширина ногтя на мизинце руки.

2

Как ни странно, обыкновенных кошачьих акул (Scyliorhinus canicula) называют также морскими псами.

3

У большинства беспозвоночных на самом деле кровь есть, но нет замкнутой кровеносной системы или сосудов, по которым кровь течет. Кроме того, эта кровь почти не участвует в газообмене, поэтому не содержит переносящих кислород эритроцитов (красных кровяных телец) и пигментов; она бесцветная или желтоватая и называется гемолимфой. – Прим. науч. ред.

4

Кинеограф – приспособление для создания анимированного изображения, состоящего из отдельных кадров, нанесенных на листы бумаги, сшитые в тетрадь. – Прим. ред.

5

Официально общество учреждено королевской хартией в 1662 г. под названием «Лондонское королевское общество по развитию знаний о природе» (Royal Society of London for Improving Natural Knowledge).

6

В своем историческом романе «Загадочная смерть Петера Артеди» (The Curious Death of Peter Artedi) океанолог Теодор Пич представляет отношения между Артеди и Линнеем как близкую дружбу, возможно даже роман. Линней изображен безжалостным гением, спланировавшим убийство Артеди для того, чтобы заполучить рукописи о рыбах и выдать идеи своего соперника за свои. Неизвестно, насколько данная версия событий соответствует действительности.

7

Биологи до сих пор разделяют живой мир подобным образом, но с дополнительными группами. Основные иерархические группы, принятые сегодня: царство, тип, класс, отряд (у растений – порядок), семейство, род, вид.

8

Нельсон Дж. Рыбы мировой фауны. – М.: Либроком, 2009.

9

В других работах приводятся иные оценки количества известных видов рыб, но все они колеблются около числа 30 000. Помимо этого, вас может заинтересовать, как возможно оценить количество неизвестных видов, но существуют методы, позволяющие сделать такие предсказания на основе уже известных данных.

10

Парафилетическими группами называют те, что включают лишь часть потомков общего предка. Фактически это монофилетическая (происходящая от одного предка) группа, из которой изъяты одна или несколько. – Прим. ред.

11

Речь в данном случае идет лишь об одном из ведущих таксономических направлений в современной биологической систематике, а именно о кладистике; ей противостоит, в частности, эволюционная таксономия, которая, подобно кладистике, при построении системы опирается на эволюционную близость (то есть общность происхождения), однако не требует строгого соответствия системы и филогении (в частности, это выражается в признании права на существование в системе парафилетических групп). – Прим. ред.

12

Группу костистых рыб много раз перебрасывали между таксономическими рангами; сейчас им приписывается ранг от инфракласса до подотдела.

13

Существует единственный вид ваху, или колючая пеламида (Acanthocybium solandri), и множество видов тунцов.

14

До недавнего времени считалось, что существует четыре вида лун-рыб, наиболее известным из которых является обыкновенная рыба-луна (Mola mola). В 2017 г. после четырехлетних поисков Марианна Найгард из Университета Мердока в Австралии описала пятый вид – Mola tecta (от латинского «спрятанный»).

15

Поэтому, если вы захотите ударить кого-нибудь мертвой рыбой, лучше использовать костистую.

16

Обе группы (Percoidei и Labroidei) – подотряды, согласно современной классификации, относятся к отряду окунеобразных (Perciformes), систематика которого учеными в настоящее время активно пересматривается. При рассмотрении отряда в его традиционном составе в нем на 2018 г. насчитывают более 11 000 видов. Это самый большой отряд современных рыб. – Прим. ред.

17

Панцирникообразные (Lepisosteiformes) – отряд, включающий единственное семейство – панцирных щук (Lepisosteidae). Группа насчитывает 7 ныне живущих видов, обитающих как в пресных, так и в морских водах. – Прим. ред.

18

Эти данные взяты из «Красного списка вымирающих видов» Международного союза охраны природы (МСОП). Большинство охотников за черной икрой не ждут, пока самки ее отложат, и вырезают ее сами. В мире очень мало программ по производству черной икры с поддержанием численности видов.

19

В 2019 г. он был официально признан вымершим видом. – Прим. науч. ред.

20

К группе лучеперых рыб относится 95 % всех ныне существующих видов рыб, в том числе и костистые, с которыми мы познакомились ранее.

21

На самом деле у двоякодышащих рыб есть две ноздри, соединенные со ртом. Вода омывает слой кожи с рецепторами, которые реагируют на содержащиеся в воде пахучие молекулы. У большинства костистых рыб носы представляют собой слепо заканчивающийся мешок, и две ноздри постоянно закачивают и откачивают воду.

22

Эти аппараты используются для медицинской визуализации и на выходе дают срезы живых тканей с большим разрешением; из этих срезов можно составлять трехмерные изображения.

23

Считается, что «легкие» ильной рыбы на самом деле являются модифицированным плавательным пузырем.

24

Есть риск, что целакантообразные все-таки вымрут. Два вида помещены Международным союзом охраны природы в список животных, «находящихся на грани полного уничтожения», в основном в результате того, что они случайно попадают в сети мелких рыболовных хозяйств. Также растет спрос со стороны недалеких людей, верящих, что употребление в пищу целакантообразных позволит им жить дольше.

25

Сегодня все тетраподоморфы являются вымершими. Они включали таких чудищ, как Eusthenopteron, Panderichthys, Ichthyostega и Acanthostega.

26

В отличие от акул, которые почти все живут в морях, существует множество пресноводных скатов.

27

Дрифт-дайвинг – это погружение, когда дайвера подхватывает течение, и он, практически не двигаясь и не затрачивая сил, плывет и наблюдает за подводной жизнью. – Прим. ред.

28

Сейчас гигантские акулы защищены законодательством Европейского союза.

29

Медицинские компании также продают сквален в виде капсул, несмотря на то что очень мало данных о его полезности.

30

За несколькими исключениями, у рыб обычно самки откладывают икру в воду, а самец орошает ее спермой для экстракорпорального (внешнего) оплодотворения.

31

Название «манта» происходит от испанского слова, означающего «одеяло».

32

Это единственный современный отряд из подкласса цельноголовых, включающего десятки вымерших видов. Вместе с пластиножаберными они образуют класс хрящевых рыб.

33

Часть наследия Барака Обамы заключается в увеличении площади Национального морского памятника Папаханаумокуакеа в центральном Тихом океане, что обеспечило защиту более чем 1,5 млн кв. км океанских вод, включая многие коралловые рифы и ареал находящихся на грани исчезновения гавайских тюленей-монахов.

34

Альфред Рассел Уоллес. Малайский архипелаг. Страна орангутана и райской птицы. – СПб., 1903.

35

Морфа – это группа особей в популяции, чем-то отличающихся, например цветом или размером, от других представителей того же вида. Часто самцы и самки отличаются друг от друга, это явление известно как половой диморфизм.

36

Исследования не подтверждают их ядовитость. Обычно считается, что хирургами эти рыбы называются за остроту складного шипа у основания хвоста. – Прим. науч. ред.

37

Амбонская рыба-ласточка была названа так в 1868 г. голландским ихтиологом Питером Блекером, через десять лет после того, как Уоллес побывал на Амбоне; этот вид широко распространен в западном Тихом океане от Японии до Австралии.

38

Вполне вероятно, что другие синие пигменты будут найдены и у других живых организмов. Синекожие лягушки древолазы, одни из самых ядовитых существ на планете, являются вероятным кандидатом, но пока никто не рискнул это проверить.

39

В 2007 г. один экземпляр был продан на аукционе в Лондоне за 43 200 фунтов стерлингов.

40

Роберт Лечмер Гуппи более известен под своим вторым именем, Лечмер.

41

Научное латинское название гуппи менялось со временем, и множество синонимов было отвергнуто в пользу Poecilia reticulata.

42

Самки гуппи дают первое потомство в возрасте 10–20 недель; самцы созревают за 7 недель или меньше. В отличие от большинства костистых рыб, гуппи спариваются: самец помещает сперму в тело самки при помощи модифицированного анального плавника – гоноподия, и самки производят на свет живых мальков.

43

Строго говоря, здесь речь идет о внутривидовой изменчивости и связанных с ней микроэволюционных процессах. – Прим. ред.

44

Один дарвин – это изменение определенного признака в e раз за миллион лет, где e = 2,718 (примерно).

45

Существует еще один вид гуппи, собственно гуппи Эндлера из Венесуэлы (Poecilia wingei). Открытые Франклином Бондом в 1937 г., они были описаны лишь в 1975 г. Джоном Эндлером, а в декоративной аквариумистике появились совсем недавно. Так что автор не совсем прав насчет единственного вида. – Прим. науч. ред.

46

Исследователи также находят там больше гибридов, появившихся на свет в результате межвидового скрещивания.

47

Последние измерения показывают, что глубина бездны Челленджера составляет 10 916 м.

48

Это явление отличается от мигающих огней в тропических морях, пробуждаемых волнами, лодками или игривыми дельфинами; там биолюминесцентные огни создаются приведенными в движение динофлагеллятами, входящими в состав планктона.

49

В отличие от других акул, которые меняют зубы по одному, острые зубы бразильских светящихся акул соединены друг с другом, то есть им приходится терять их все вместе, как вставную челюсть.

50

Знаменитый португальский кораблик (физалия) является примером сифонофоры.

51

Глоточные кольца – ткань тела вокруг глотки, заполненная бактериями, способными к биолюминесценции. – Прим. науч. ред.

52

Фотосенсибилизатор – природное или искусственно синтезированное вещество, способное увеличивать чувствительность биологических тканей к воздействию света.

53

Кларк А. Остров дельфинов. – М.: Гидрометеоиздат, 1967.

54

С тех пор в разных животных были открыты другие флуоресцентные белки, но этот белок медузы чаще всего используется в научных исследованиях.

55

Мексиканская волна – прием болельщиков, когда зрители на стадионе с приветственными возгласами встают и садятся один за другим по всем трибунам. Такая волна впервые прокатилась по трибунам на Чемпионате мира по футболу 1986 г. в Мексике, отсюда и название. – Прим. ред.

56

Глубоководные удильщики, бородавчатые рыбы-клоуны и брахионихты относятся к одному отряду удильщикообразных, или морских чертей (Lophiiformes).

57

Помимо всего прочего, Лоренц известен своими исследованиями импринтинга (запечатления) – когда новорожденные животные запоминают надолго или на всю жизнь первые увиденные ими зрительные образы.

58

В 1950 г. математик Алан Тьюринг разработал способ тестирования искусственного интеллекта, основанный на том, может ли человек определить, отвечает на его вопросы компьютер или другой человек.

59

Именно за этот вырост, будто бы напоминающий треуголку, этот вид хейлинов и получил имя «рыба-наполеон». – Прим. ред.

60

Нам все это известно благодаря новой гидролокационной установке с использованием технологии Дистанционного зондирования океана с помощью акустического волновода (Ocean Acoustic Waveguide Remote Sensing, или OAWRS), которая каждые 75 секунд прощупывает участок океана шириной 100 км в трех пространственных измерениях.

61

Английское название этого вида переводится как «камуфляжный групер», русского устоявшегося названия для него пока нет. – Прим. ред.

62

Есть признаки того, что стаи бурополосых черн постепенно начинают вновь формироваться в Карибском море в результате усилий по их защите. У Виргинских островов малочисленные стаи этого вида, по-видимому, следуют за более многочисленными желтоперыми груперами (Mycteroperca venenosa) к местам их размножения.

63

Рекорд по нырянию принадлежит настоящему клюворылу (Ziphius cavirostris), который достиг глубины 2992 м.

64

Другая технология отслеживания предполагает использование меньших по размеру и дешевых по сравнению со спутниковыми передатчиками устройств, посылающих радиосигналы, улавливаемые принимающими станциями в интересующей исследователей зоне, например вдоль реки.

65

К другим животным, обладающим магниторецепцией, относятся морские черепахи, черви нематоды, лангусты, почтовые голуби, муравьи и медоносные пчелы.

66

Магнитное наклонение – угол, на который отклоняется стрелка компаса под действием магнитного поля Земли в вертикальной плоскости. На магнитном полюсе Земли силовые магнитные линии перпендикулярны поверхности, а магнитное наклонение равно 90 градусам. – Прим. ред.

67

Эти органы чувств названы так в честь итальянского ученого Стефано Лоренцини, обнаружившего их в 1678 г.

68

Но, возможно, я просто испортила вам впечатление от мультфильма.

69

Научное название этой пресноводной небольшой рыбки гнатонем Петерса (Gnathonemus petersii), но у нее еще много разных имен: нильский слоник, убанги, слонорыл, нильская щука, нильский клюворыл, мормирус. – Прим. ред.

70

Но, как рассказывают мифы, это ее не обескуражило. Исида собрала тело мужа (пенис слепила из нильского ила) и все-таки вернула его к жизни. – Прим. ред.

71

Тиляпия, еще одна нильская рыба, также связана с Осирисом. Люди наблюдали, как тиляпии выплевывают сотни маленьких рыбок, и верили, что они обладают регенеративными способностями; поэтому эти рыбы стали символом возрождения и обновления. Женщины и дети носили амулеты в форме рыб для защиты. И тиляпия, как говорили, возглавляла упряжку лодки бога Солнца Ра в его путешествии через подземное царство и обратно на небо, где он возрождался каждое утро.

72

Помацентровые не сеют и не пересаживают свои любимые водоросли, но ждут, пока те сами вырастут, удаляя ненужные виды; предполагается, что древние земледельцы делали то же самое, избавляясь от нежелательных видов в смеси дикорастущих трав.

73

Болезни могут быть большой проблемой для кораллов; распространившиеся в 1980-е гг. эпидемии являются еще одной причиной гибели Карибских рифов, помимо уменьшения численности пасущихся там рыб-попугаев.

74

Распечатанные на 3D-принтере модели жаберного аппарата китовой акулы помещали в гидрометрический лоток, чтобы понять, каким образом их жаберные тычинки не засоряются: оказалось, что в них формируются маленькие воронки, смахивающие твердые частицы с поверхности фильтра и поддерживающие его чистоту. Инженеры надеются воспроизвести эту систему, чтобы предупредить засорение промышленных аппаратов для фильтрации пива и молочных продуктов.

75

Сравните это с углом, на который, предположительно, раскрывались челюсти тираннозавра рекса, – 63,5°.

76

Морские коньки – единственные известные нам животные, у которых самцы вынашивают потомство и рожают; самка откладывает яйца в сумку самца, где из них вылупляются детеныши. Они там растут и получают пищу от самца до того момента, когда появляются на свет: резкие сокращения сумки выбрасывают маленьких морских коньков в мир.

77

Ныне Индонезия.

78

Ныне Джакарта.

79

Подробнее об этих исследованиях можно прочитать в интернет-журнале «Элементы», в статье «Рыбы-брызгуны плюются, используя законы физики», на сайте https://elementy.ru/novosti_nauki/431935. – Прим. ред.

80

Отряд Gymnotiformes, их еще называют «южноамериканские ножетелки»; все они способны производить электрическое поле для навигации. – Прим. ред.

81

Ноцицептор, или ноцирецептор (от лат. Nocen – вредный) – первичный сенсорный нейрон, который активируется только болевым раздражителем, способным нанести вред организму. – Прим. ред.

82

Мадагаскарские народные сказки повествуют о том, как руконожки засовывают свои пальцы в уши спящих людей и выковыривают им мозги.

83

Здесь и на атолле Бикини, расположенном восточнее, США проводили ядерные испытания в 1950–1960-е гг., было взорвано 67 ядерных бомб (учитывая последствия излучения, ученые рассчитали, что гренландские полярные акулы живут 400 лет и дольше). В 1970-е гг. на острове Рунит на атолле Эниветок зараженные радиоактивными веществами почва и ил были собраны в кучу и покрыты куполом из бетонных панелей; предполагалось, что это временная мера, но могильник все еще там, он дал трещину, и радиация начала просачиваться наружу.

84

Недавние исследования показывают, что у предков саблезубых морских собачек огромные клыки развились для того, чтобы кусать более крупных рыб. Позднее в эволюционной истории этой группы у некоторых рыб, включая лирохвостых морских собачек, появились яд и глубокий желобок в зубах, по которому он течет, как по игле шприца. Этот необычный эволюционный путь (сначала зубы, потом яд) характерен именно для ядовитых рыб. Змеи сначала получили яд и, предположительно, капали им на своих жертв; впоследствии у них появились клыки как более эффективный способ доставки яда.

85

Если вы идете по дну, где могут быть хвостоколы, лучше идти шаркающей походкой, чтобы не наступить на ската и дать ему возможность услышать ваши шаги и уплыть. А если вас уколола какая-либо рыба, лучшее лечение – горячая вода (но не обжигающая) для денатурации и деактивации белков яда.

86

Фугу, или «речная свинья» – это название японского деликатеса, готовящегося из рыбы рода Takifugu.

87

От древнегреческих слов plektos – «скрученный» и gnathos – «челюсти».

88

Tetra означает «четыре», а odont – «зуб». Буквально – четырехзубообразные.

89

Именно так поступила Лотте Байерл, работавшая ассистенткой Ганса Хасса, австрийского исследователя подводных глубин. Она вышла за него замуж и снималась в качестве модели и рассказчика в его документальных фильмах о подводном мире.

90

Ее научное название Sarpa salpa.

91

И, что очевидно, мыши в зомбификацию не верят.

92

Для взрослого человека аналогичная песочная скульптура, в пересчете на размер его тела, составляла бы 30 м в диаметре.

93

Возможно, самцы иглобрюхов строят такие сложные структуры, чтобы просеять песок на дне и создать идеальное место для развития икры. Радиальные лучи могут направлять ток свежей воды к центру гнезда, и вне зависимости от направления течения в центральную область будут поступать мелкий песок и свежая, обогащенная кислородом вода. Предположительно, они также привлекают внимание мимо проплывающих самок.

94

Фоссилизация (от лат. fossilis – ископаемый) – процесс превращения органических остатков в окаменелости в результате замещения тканей минералами. – Прим. ред.

95

Представьте, что время – это расстояние, и вы идете в прошлое. Если через 100 м вы дойдете до того момента, когда люди начали исследовать глубины морей, то, чтобы дойти до девона (380 млн лет назад), вам пришлось бы идти до Луны.

96

Ископаемые акульи зубы также помогли Нильсу Стенсену сформулировать теорию формирования горных пород из наслоений осадков, с самыми древними внизу, а новыми – вверху. Он положил начало стратиграфии, важному разделу геологии, занимающемуся проблемами наслоения горных пород и определением их относительного геологического возраста.

97

Похожие мертвые зоны есть и в современном океане, обычно в местах с избыточным содержанием питательных веществ для планктонных водорослей и бактерий из-за сельскохозяйственных стоков и канализационных вод.

98

Раньше называлась дата 65 млн лет назад, но последние данные говорят, что нужно добавить еще миллион.

99

Согласно более ранним оценкам, Leedsichthys мог соревноваться с синим китом за звание самого большого животного, когда-либо жившего на Земле, поскольку предполагалось, что его длина достигала 30 м. Однако недавно новые расчеты, основанные на неполных ископаемых скелетах, показали, что они, скорее всего, не были такими огромными. Но даже при длине 16 м Leedsichthys остается самой крупной костной рыбой и второй по длине среди всех рыб – больше, чем гигантская акула (15 м), и чуть меньше, чем китовая акула (20 м).

100

Манты и китовые акулы впервые появились в позднем плейстоцене, примерно 60 млн лет назад, а гигантские акулы в середине эоцена, примерно 20 млн лет назад.

101

Пока я писала эту книгу, как раз обсуждался вопрос о разрешении вновь вылавливать тигровых малоглазых груперов, несмотря на предупреждения ученых о том, что это приведет к уменьшению только-только начавшей увеличиваться популяции.

102

На спектрограммах по оси ординат Y откладывается частота звука, а по оси абсцисс Х – время; чем выше частота звуковой волны, тем выше высота звука.

103

У людей плечевой пояс состоит из пары ключиц и лопаток.

104

Такие звуки называются нелинейными. Кинематографисты используют их для усиления эмоциональной реакции публики в ключевых моментах; например, Альфред Хичкок использовал их в сцене убийства в душе в фильме «Психо».

105

У сельдей и других открытопузырных рыб (их еще называют физостомами) (включая многоперов, сарганов, некоторых сомов, угрей и форелей) кишечник и плавательный пузырь соединены протоком (так называемый ductus pneumaticus), позволяющим им наполнять плавательный пузырь газами и избавляться от них через анус или рот. Закрытопузырные рыбы (физоклисты) потеряли этот проток и обладают газовой железой, которая более медленно наполняет или опустошает плавательный пузырь.

106

В момент написания книги, по оценкам, осталось менее 30 морских калифорнийских свиней, и попытки разводить их в неволе окончились неудачей.

107

Которые не имели никакого отношения к жабам и были, на самом деле, окаменелыми зубами вымершей рыбы Lepidotes.

108

У лучеперых рыб шесть отолитов, у миног – четыре, у миксин – два. Отолиты акул по размеру сравнимы с песчинками.

109

Среди других животных только у земноводных есть подобная система и обычно только на стадии личинок.

110

Эти кости, известные как Веберов аппарат, работают аналогично молоточку, наковальне и стремечку у нас в ушах, передающих звуковые волны от барабанной перепонки к внутреннему уху.

111

Эти и многие другие рыбы относятся к группе костнопузырных рыб (Ostariophysi), которая включает более 60 % всех пресноводных видов рыб.

112

Неизвестно, разговаривают ли целаканты или хранят молчание среди своих разговорчивых соседей.

113

В Индо-Тихоокеанском регионе обитает пять видов губанов-чистильщиков рода Labroides (губанчиков). На Карибах сходную функцию выполняют неоновые бычки рода Elacatinus.

114

Помимо рыб среди животных умеют считать шимпанзе, слоны, собаки, дельфины, голуби, жуки и пчелы.

115

Группа ученых во главе с Кристианом Агрилло из Университета Падуи в Италии провела серию экспериментов, чтобы проверить, к какой группе предпочтет присоединиться гамбузия – к группе из 2, 3 или 4 рыб. Результаты, опубликованные на сайте BBC, показывают, что самки регулярно выбирали группы, где рыб было больше: стаю из 4 рыб, а не 3, или из 3 рыб, а не из 2. – Прим. ред.

116

Это называется латерализацией функций головного мозга и встречается у многих животных. Ее степень различается у отдельных особей, популяций и видов.

117

Груперы иногда отправляются на охоту вместе с осьминогами, которые тоже способны залезать в узкие расщелины рифа.

118

Манты не дышат воздухом, но он может накапливаться в их жабрах в ходе фильтрации, и поэтому они способны пускать пузыри.

119

Одна из искусственно выведенных декоративных пород аквариумных золотых рыбок. – Прим. ред.

120

Этим сигнальным химическим веществом является гипоксантин-3N-оксид, известный также как «schreckstoff», или вещество тревоги. Такие отпугивающие вещества часто встречаются у костнопузырных рыб, у которых плавательный пузырь и внутреннее ухо соединены цепочкой костей (Веберов аппарат).

Content

Хелен Скейлс
О чём молчат рыбы: Путеводитель по жизни морских обитателей

Пролог Странствия ихтиолога

Глава 1 Диковинные рыбы

Седна, богиня моря

Глава 2 Взгляд из глубины: знакомство с рыбами

Как камбала потеряла свою улыбку

Глава 3 Удивительная игра цвета

Лосось мудрости

Глава 4 Иллюминации

Онамадзу

Глава 5 Анатомия стаи

Осирис и рыба-слон

Глава 6 Рыбья еда

Ватнагедда

Глава 7 Ядовитые рыбы

Чипфаламфула

Глава 8 Какими рыбы были

Морской доктор

Глава 9 Рыбьи симфонии

Рыба и золотой башмачок

Глава 10 Думают ли рыбы? Новый подход

Эпилог

Приложение Список рыб на рисунках к главам

Словарь терминов

Избранные источники и заметки

Благодарности

Иллюстрации

Сноски