Читать книгу Что знает рыба - Джонатан Бэлкомб - Страница 5

То, что мы небрежно именуем «рыбами», фактически представляет собой целое множество невероятно разнообразных животных. По данным FishBase – крупнейшей[16] и чаще всего используемой для справок компьютерной базы данных по рыбам, – по состоянию на январь 2016 года было описано 33 249 видов из 564 семейств и 64 отрядов[17]. Это больше, чем число всех видов млекопитающих, птиц, пресмыкающихся и земноводных, вместе взятых. Когда мы говорим о «рыбе»[18], речь идет примерно о 60 % всех известных позвоночных животных Земли.

Почти все современные рыбы – представители одной из двух основных групп: костных и хрящевых рыб. Костистые[19] рыбы, носящие научное название Teleostei (от греческого teleios – полный и osteon – кость), в наше время составляют подавляющее большинство рыб и насчитывают примерно 26 000–32 000 видов, среди которых такие знакомые нам, как лососи, сельди, окуни, тунцы, угри, камбалы, золотые рыбки, карпы, щуки и гольяны. Хрящевые рыбы, или Chondrichthyes (chondr – хрящ и ichthys – рыба), насчитывают примерно 1300 видов, включая акул, скатов и химер[20]. Представители обеих групп имеют все десять систем органов, характерных для наземных позвоночных[21]: скелетную, мышечную, нервную, сердечно-сосудистую, дыхательную, сенсорную, пищеварительную, репродуктивную, эндокринную и выделительную[22]. Третья четко отличимая группа рыб[23] – бесчелюстные рыбы, или Agnatha (a – без и gnatha – челюсти), – маленькая группа, объединяющая около 120 видов и включающая миног и миксин[24].

Мы условно разделяем обладающих позвоночником животных на пять групп: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Это может запутать, потому что не отражаются глубокие различия между рыбами. Костистые рыбы отличаются от хрящевых примерно в той же степени, в какой млекопитающие – от птиц. Возможно, тунец приходится более близким родственником человеку, чем акуле[25], а латимерия – «живое ископаемое», впервые обнаруженное в 1937 году, – находится на древе жизни ближе к нам, чем к тунцу. Так что существует как минимум шесть основных групп позвоночных, если принимать во внимание хрящевых рыб.

Иллюзия родства всех рыб отчасти объясняется ограничениями эволюции в плане эффективного движения в воде[26]. Плотность воды примерно в 800 раз больше, чем плотность воздуха, поэтому водный образ жизни у позвоночных животных имеет тенденцию благоприятствовать появлению обтекаемых форм, мускулистых тел и уплощенных конечностей (плавников), которые производят толчок вперед. Все это минимизирует сопротивление воды.

Жизнь в более плотной среде также существенно снижает действие силы тяжести. Выталкивающая сила воды освобождает водные организмы от неблагоприятного действия веса на наземных существ. Поэтому самые крупные животные – киты – живут в воде, а не на суше. Эти факторы также помогают объяснить небольшой относительный размер мозга (отношение веса мозга к весу тела) у большинства рыб, который говорит не в их пользу при нашем цереброцентрическом[27] взгляде на другие формы жизни. Рыбы получают пользу от наличия крупных и сильных мускулов, которые двигают их в воде, более плотной, чем воздух, и от жизни в фактически невесомом окружении, означающем, что ограничение размера тела относительно размера мозга не приносит никакой выгоды.

В любом случае размер мозга не всегда имеет существенное значение для когнитивных способностей. Как заметила Сай Монтгомери[28] в работе об уме осьминога[29], всем сведущим в электронике известно: миниатюризировать можно все, что угодно. Маленький кальмар может научиться прохождению лабиринта быстрее, чем собака, а маленькая рыбка бычок сможет с одной попытки запомнить топографию приливной заводи, плавая по ней во время прилива. Если на подобное способны люди, то очень немногие. Первые рыбообразные существа возникли в кембрийский период, около 530 миллионов лет назад[30], и были совсем не большого размера. Значительным прорывом в эволюции рыб (и всех их потомков) было появление челюстей – примерно через 90 миллионов лет, в силурийский период. Челюсти позволили этим первым позвоночным схватывать и размельчать пищевые объекты и увеличить размеры головы, чтобы с силой засасывать добычу; это очень сильно расширило доступное им обеденное меню. Мы можем также считать челюсти первым «швейцарским армейским ножом» природы, потому что они способны выполнять и другие функции, включая манипуляцию предметами, рытье нор, переноску материала для постройки гнезд, транспортировку и защиту молодняка, передачу звуков и общение (как, например, «не приближайтесь ко мне, или я вас укушу»)[31]. Обладание челюстями подготовило сцену для расцвета многообразия рыб, в том числе для первых суперхищников, в течение девонского периода, известного также как «век рыб». Большинство девонских рыб были плакодермами (пластинокожими)[32]; у них была очень твердая, отчасти окостеневшая кожа на головном конце тела и преимущественно хрящевый скелет. Самые крупные плакодермы были огромны: длина тела некоторых представителей родов Dunkleosteus и Titanichthys явно превышала 9 метров[33]. У этих рыб совсем не было зубов, но они могли резать и раздавливать добычу двумя парами острых костяных пластин, образующих челюсти[34]. Их окаменелости часто обнаруживают с комьями полупереваренных рыбьих костей; предполагается, что они отрыгивали их, как делают некоторые современные совы.

Хотя время плакодерм ушло вместе с девонским периодом и закончилось 359 миллионов лет назад, природа позволила некоторым экземплярам сохраниться столь превосходно, что палеонтологи сумели обнаружить кое-какие интригующие аспекты их жизни. Одной из особенно информативных находок из местонахождения окаменелостей Гого в Западной Австралии оказалась Materpiscis attenboroughi (в переводе это означает «мать-рыба Аттенборо»), названная по имени культового британского режиссера фильмов о природе Дэвида Аттенборо, который восторгался ископаемыми рыбами в своем документальном сериале 1979 года «Жизнь на Земле». Этот экземпляр превосходно сохранился в объеме, что позволило осторожно убрать слои отложений и исследовать внутреннее содержимое. Ученые обнаружили хорошо развитого детеныша Materpiscis attenboroughi, прикрепленного к матери пуповиной. Это открытие сдвинуло возникновение внутреннего оплодотворения на 200 миллионов лет в прошлое и добавило в жизнь ранних рыб эротические нюансы. Насколько мы знаем, способ осуществить внутреннее оплодотворение только один: секс с использованием полового органа. Аттенборо выразил неоднозначное отношение к этому открытию и к сделавшему его австралийскому палеонтологу Джону Лонгу[35] в своей общественной лекции: «Это первый известный пример спаривания каких-либо позвоночных за всю историю жизни… и он назвал его в мою честь».

Несмотря на наличие у плакодерм сексуальных отношений, более яркое будущее ждало все же костных рыб, возникших примерно в то же самое время[36]. Хотя они пострадали от значительных потерь во время третьего крупного вымирания, завершившего пермский период, но устойчиво наращивали разнообразие на протяжении следующих 150 миллионов лет – в триасовый, юрский и меловой периоды. Позже, около 100 миллионов лет назад, они достигли настоящего расцвета. С того времени до наших дней количество известных семейств костных рыб увеличилось более чем впятеро. Однако летопись окаменелостей раскрывает свои тайны неохотно, так что могут существовать гораздо более ранние семейства рыб, все еще сокрытые в камне.

Подобно своим костным собратьям, хрящевые рыбы также стабильно оправлялись после пермского краха[37], хотя и без взрывного роста многообразия в последующие эпохи. Насколько мы знаем, видов акул и скатов сейчас больше, чем когда бы то ни было в прошлом. И мы начинаем обнаруживать, что действительные факты о них входят в противоречие с их грозной репутацией.

Разнообразные и разносторонние

Из-за того что наблюдать за жизнью рыб сложнее, чем за жизнью большинства наземных животных, понять их нелегко. По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (США)[38], исследовано менее 5 % Мирового океана. Глубоководная зона – самая обширная среда обитания на Земле[39], и там можно найти представителей существенной части земных животных. Семимесячное исследование, включавшее зондирование эхолотом мезопелагической зоны (100–1000 метров под поверхностью океана), результаты которого опубликованы в начале 2014 года, позволило сделать вывод о том, что там живет в 10–30 раз больше рыб, чем считалось ранее.

Почему бы и нет? Вы могли столкнуться с широко распространенным представлением о том, что жизнь на больших глубинах невероятно сложна для обитающих там существ. Это представление весьма поверхностно[40]: огромное давление слоев океана явно доставляет глубоководным существам не больше беспокойства, чем нам – давление атмосферы над нами, примерно десять тонн на квадратный метр. Как объясняет специалист по экологии океана Тони Кослоу в книге «Безмолвная бездна» (The Silent Deep), вода – относительно несжимаемое вещество, поэтому давление в глубинах моря оказывает меньшее воздействие, чем мы обычно думаем: давление внутри организма примерно такое же, как снаружи[41].

Технологии лишь начинают позволять нам заглядывать в океанские глубины[42], но даже в доступных местах обитания многие виды еще остаются неоткрытыми. Между 1997 и 2007 годами в одном только бассейне реки Меконг в Азии было обнаружено 279 новых видов рыб[43]. В 2011 году открыто четыре вида акул. Учитывая текущие темпы процесса, эксперты предсказывают[44], что общее количество описанных видов рыб достигнет примерно 35 000. С учетом прогресса в развитии методов распознавания видов на генетическом уровне, полагаю, оно могло бы быть еще на много тысяч больше. Когда я изучал летучих мышей в аспирантуре в конце 1980-х годов, было идентифицировано 800 видов; на сегодняшний день это число выросло до 1300.

Видовое разнообразие связано с внешним, и среди множества представителей рыбьего царства попадаются примечательные крайности и примеры причудливых жизненных циклов. Одна из самых маленьких рыбок (и самое малое позвоночное) – крохотный бычок, обитающий в одном из озер филиппинского острова Лусон[45]. Взрослая особь Pandaka pygmaea достигает всего лишь 8,5 миллиметра в длину и весит примерно 4,25 миллиграмма[46]. Если поместить триста этих рыб на чашку весов, они не сравняются по весу с американским пенни. Некоторые самцы глубоководных рыб-удильщиков не намного крупнее – их длина чуть больше сантиметра[47]; недостаток размера они восполняют явной дерзостью своего способа существования. Обнаружив самку, самцы глубоководных удильщиков вцепляются ртом в ее тело и пребывают там до конца своих дней. Не имеет особого значения, где самец вцепился в самку – на ее животе или голове: в итоге они срастаются друг с другом. Самец во много раз мельче самки и представляет собой нечто лишь немногим большее, чем видоизмененный плавник; он живет за счет снабжения кровью самки и оплодотворяет ее. На одной самке могут оказаться трое или больше самцов, торчащих на ее теле, словно недоразвитые конечности.

Это выглядит как отвратительная форма сексуального домогательства; ученые назвали это явление сексуальным паразитизмом. Но происхождение столь необычной системы брачных отношений не так постыдно. Считается, что на 800 000 кубических метров воды встречается одна самка удильщика[48]. Это означает, что самец должен найти цель размером с футбольный мяч в темном пространстве размером (объемом) с футбольный стадион. Таким образом, удильщикам ужасно трудно отыскать друг друга в бескрайней тьме океанской бездны, и тогда мудрым шагом будет просто повиснуть на вашем брачном партнере, если вы его отыщете. Когда в 1975 году Питер Гринвуд и Дж. Р. Норман готовили третье издание «Истории рыб» (A History of Fishes)[49], не было обнаружено ни одного свободноплавающего взрослого самца удильщика, и ведущие ихтиологи полагали, что единственная альтернатива успешному сцеплению рыб – смерть. Но Тэд Питш из Вашингтонского университета, куратор коллекции рыб в Музее естественной истории и культуры имени Берка и ведущий мировой эксперт по глубоководным удильщикам, сообщил мне, что в настоящее время в коллекциях образцов по всему миру имеются сотни свободноживущих (некогда) самцов[50].

В обмен на совершенно пассивное существование самца самке больше никогда не приходится задумываться над тем, где находится ее брачный партнер субботним вечером. Оказывается, некоторые самцы действительно представляют собой нечто лишь немногим большее, чем просто придаток.

Еще одно величайшее достижение рыб – их плодовитость, которая также остается непревзойденной среди всех позвоночных. Одна самка мольвы длиной полтора метра и весом 24,5 кг несла в своих яичниках 28 361 000 икринок[51]. Но даже это достижение бледно выглядит в сравнении с 300 миллионами икринок, которые откладывает луна-рыба, самая крупная из всех костистых рыб. То, что столь величественное существо может быть результатом такого скромного родительского вклада[52], как крохотная икринка, оставленная в толще воды, могло бы склонить чашу весов в сторону общего предубеждения к рыбам, якобы не достойным нашего уважения. Но в этом – и напоминание о том, что каждое живое существо начинается с единственной клетки. И, как мы увидим в разделе «Формы родительской заботы», многие рыбы выраженно заботятся о потомстве. Из скромной икринки размером меньше буквы «о» в слове «мольва» может вырасти особь почти двух метров длины, и это еще одно превосходное достижение рыб: настолько сильно они могут увеличиваться в размерах с начала своего индивидуального жизненного цикла. Одним из рекордсменов по росту среди позвоночных можно назвать острохвостую луну-рыбу[53]. Пусть она и не обладает обтекаемой формой тела (название семейства Molidae указывает на форму тела, подобную жернову[54]), но к моменту взросления она вырастает с 2,5 миллиметра до 3 метров и может увеличить свой вес в 60 миллионов раз.

Акулы находятся на противоположном конце шкалы плодовитости рыб. Некоторые виды производят на свет лишь по одному детенышу в год. И это лишь после того, как они достигают половой зрелости, что у некоторых видов может занимать четверть века или больше. В некоторых частях своего ареала акулы катраны – интенсивно промышляемые виды, которых вы могли бы анатомировать, проходя курс биологии в колледже[55], – достигают возраста в среднем тридцати пяти лет, прежде чем окажутся готовыми к размножению. Некоторые акулы обладают плацентой, сопоставимой по сложности с таковой у млекопитающих[56]. Беременностей может быть мало, и их может разделять большой отрезок времени, а сама беременность может быть долгой. Плащеносные акулы предположительно вынашивают детенышей дольше трех лет[57], это самая долгая беременность в природе, известная нам. Я практически уверен, что их не тошнит по утрам.

Ни катраны, ни другие рыбы не умеют летать, но они могли бы выиграть мировое первенство по глиссированию на воде. Больше всего славятся этим летучие рыбы, около семидесяти видов которых заселяют поверхность открытого океана. Летучие рыбы отрастили очень большие грудные плавники, работающие как крылья. Готовясь к полету, такая рыба может развивать скорость 64 км/ч, а в полете нижняя лопасть хвоста может быть опущена в воду и использоваться в качестве дополнительного ускорителя, чтобы продлить полет до 365 метров и более[58]. Летают рыбы обычно над самой поверхностью воды, но иногда порывы ветра возносят этих воздушных акробаток на 4–6 метров вверх. Этим можно объяснить то, что они иногда приземляются на палубах судов. Интересно, не дыхательные ли ограничения жабродышащего существа мешают летучим рыбам полноценно махать своими «крыльями», летая по-настоящему? Рыбы нескольких других групп также выпрыгивают в воздух. Среди них – харацинообразные Южной Америки и Африки, а также – не думал, что их название звучит скорее как цирковой номер – долгоперы[59].

Если говорить о рыбьих достижениях и названиях, то одно из самых длинных явно принадлежит рыбе, символизирующей штат Гавайи, – спинорогу (Rhinecanthus rectangulus), известному местным жителям как humuhumunukunukuapua’a (перевод: рыба, которая шьет иголкой и хрюкает, как свинья). Возможно, приз за самое нелестное название должен получить удильщик, прозванный «волосато-челюстный мешкорот» (Lasiognathus saccostoma), а за самое нелепое – «саркастичный окаймленноголов»[60]. На звание носителя самого непристойного названия я выдвигаю маленького прибрежного обитателя, губана Halichoeres bivittatus[61].

Но в действительности же самые захватывающие новости о рыбах – это непрерывная череда открытий, касающихся того, как они думают, чувствуют и проживают свою жизнь. В настоящее время вряд ли пройдет хоть одна неделя без нового показательного открытия из области биологии и поведения рыб. Тщательные наблюдения на рифах раскрывают полные нюансов симбиотические взаимоотношения рыб-чистильщиков и их клиентов, которые бросают вызов человеческому самомнению, низводящему рыб до тупых существ с крохотными мозгами и рабов инстинкта. И печально известная трехсекундная память рыб была опровергнута простыми лабораторными исследованиями. На следующих страницах мы увидим, что рыбы – не просто умные, но и сознающие, общительные, социальные, способные использовать инструменты, добродетельные и даже беспринципные существа.

Не такие уж неважные

Среди позвоночных – млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, земноводных и рыб – именно рыбы наиболее чужды нашему пониманию. Игнорировать рыб, лишенных воспринимаемой человеческим глазом мимики и кажущихся немыми, легче, чем наших дышащих воздухом собратьев. Рыбье место в человеческой культуре почти повсеместно низведено до двух переплетенных друг с другом контекстов: «то, что можно поймать» и «то, что можно съесть». Ловля рыбы удочкой и вытаскивание ее из воды считались не просто каким-то полезным занятием, но символом всего хорошего, что есть в жизни. Рыбалка без всяких на то причин появляется в рекламе, а логотип одной из самых любимых киностудий Америки, DreamWorks, изображает отдыхающего мальчика с удочкой, похожего на Тома Сойера. Приверженцы одного из направлений вегетарианства, пескетарианства, едят рыбу, словно между треской и огурцом нет никаких различий с точки зрения морали.

Почему же мы склонны выводить рыб за пределы нравственного отношения? Одна из причин – то, что они «холоднокровные» (обывательский термин с малой степенью доверия со стороны науки). Я не понимаю, почему наличие или отсутствие встроенного термостата[62] должно иметь хоть какое-то отношение к моральному статусу организма. В любом случае у большинства рыб кровь не холодная. Рыбы – пойкилотермные животные; это означает, что температура их тела управляется внешними факторами, особенно водой, в которой они живут. Если они живут в теплых тропических водах, их кровь становится теплой; если же они обитают в ледяной бездне океанских глубин или полярных областей (там довольно много видов рыб), температура их тела колеблется возле точки замерзания.

Но даже такое описание оказывается недостаточным. Тунцы, меч-рыбы и некоторые акулы частично эндотермны: они могут поддерживать температуру тела выше, чем у окружающей их среды[63]. Они добиваются этого, удерживая тепло, выделяемое их мощными и активными плавательными мышцами[64]. Обыкновенные (синеперые) тунцы могут поддерживать температуру тела на 9–10 °C выше температуры окружающей воды. Аналогичным образом у многих акул имеется крупная вена, которая обогревает центральную нервную систему, отводя теплую кровь от плавательных мышц внутри тела к спинному мозгу[65]. Крупные хищные мечерылые рыбы (марлины, меч-рыбы, парусники, копьеносцы) используют это тепло для обогрева мозга и глаз, чтобы обеспечить их оптимальную работу в холодных глубинных водах[66]. В марте 2015 года ученые описали явление эндотермии у опаха[67], который поддерживает температуру своего тела примерно на 5 °C выше, чем у холодной воды, в которой он плавает на глубине около километра, благодаря теплу, выделяемому при взмахах длинных грудных плавников и сохраняемому при помощи противоточной системы теплообмена в жабрах.

Другое предубеждение в отношении рыб, за которое мы уцепились, – то, что они «примитивные», то есть предположительно простые, недоразвитые, глупые, негибкие и бесчувственные. Рыбы «старше моего рассвета»[68], как написал Д. Г. Лоуренс в своей поэме «Рыба» в 1921 году.

Никто не подвергает сомнению тот факт, что рыбы существовали в нашем мире с давних времен, но именно это представление приводит к ошибке – навешиванию на рыб ярлыка примитивных существ. Предполагается, что те виды, что остались в воде, прекратили эволюционировать в тот момент, когда некоторые из них выбрались на берег. Но это представление идет полностью вразрез с неустанным процессом эволюции[69]. Мозг и тело у всех ныне живущих позвоночных – сложный комплекс примитивных и продвинутых особенностей. С течением времени, которого у них было предостаточно, естественный отбор сохраняет то, что работает, и отсеивает все остальное[70].

Все виды рыб, жившие на заре эпохи ног и легких, давно исчезли. Примерно половина их видов, которых мы видим на планете в наше время, принадлежит к группе под названием Percomorpha, которая пережила бурный этап видообразования всего лишь 50 миллионов лет назад[71] и достигла пика многообразия около 15 миллионов лет назад; тогда же в процессе эволюции появилось и надсемейство человекообразных обезьян Hominoidea, к которому принадлежим мы сами[72].

Так что примерно половина видов рыб не более «примитивна», чем мы[73]. Но потомки ранних рыб эволюционировали на целые геологические эпохи дольше, чем их наземные коллеги, и в этом отношении рыбы оказываются наиболее высокоразвитыми из позвоночных[74]. Вы можете удивиться, если узнаете, что рыбы обладают генетическими механизмами для образования пальцев (и это показывает, насколько близки рыбы к современным млекопитающим). Просто в ходе эволюции они приобрели не пальцы, а плавники, лучше подходящие для передвижения в воде. Не стоит забывать и о сегментированной мускулатуре. Rectus abdominis – живот с «кубиками», который украшает торс наших самых накачанных атлетов (и есть у всех нас, хотя у некоторых спрятан под толстоватым слоем жировой ткани), – ведет начало от осевой сегментации мускулатуры, впервые образовавшейся у рыб. Как напоминает нам название популярной книги Нила Шубина «Внутренняя рыба», нашими предками (равно как и предками современных рыб) были ранние рыбы, и наши тела снабжены видоизмененными структурами, происхождение которых можно отследить до общих водных предков.

Более древний организм – не обязательно более простой. Эволюция не стремится неуклонно к увеличению сложности и размеров. Самые крупные динозавры были не просто значительно крупнее, чем современные пресмыкающиеся: недавно палеонтологи обнаружили свидетельства того, что они были социальными существами, способными на родительскую заботу и на как минимум не менее сложные виды коммуникации, чем современные рептилии. Точно так же крупнейшие наземные млекопитающие исчезли тысячи или миллионы лет назад, в то самое время, когда разнообразие млекопитающих было особенно велико[75]. Настоящий Век млекопитающих закончился. Мы склонны считать последние 65 миллионов лет Веком млекопитающих, но в течение этого же самого времени видов костистых рыб стало значительно больше. Век костистых рыб[76] – может быть, это звучит не так уж заманчиво, но зато более точно.

Эволюция не только не идет прямым путем в сторону увеличения сложности: она не является и процессом усовершенствования. При всей элегантности, с которой адаптация позволяет животным функционировать оптимальным образом, ошибкой было бы считать, что животные совершенным образом подогнаны под среду обитания. Такого просто не может быть, потому что среда обитания не статична. Смена погоды, геологические изменения вроде землетрясений и извержений вулканов, а также постоянный процесс эрозии – все это делает животных движущимися мишенями. Даже если не принимать во внимание нестабильность условий, природа сама по себе устроена неидеально. Неизбежно возникают компромиссы. К примеру, у людей есть аппендикс, зубы мудрости и слепое пятно в том месте, где зрительный нерв проходит сквозь сетчатку. Компромисс для рыб – это необходимое для дыхания закрывание жаберных крышек, которое дает ей толчок вперед. Если рыба желает оставаться на месте, когда отдыхает, она должна компенсировать этот импульс, создаваемый жаберными крышками. Вот почему редко можно увидеть стоящую на месте рыбу, у которой не движутся грудные плавники[77].

По мере того как мы все больше узнаём о рыбах, их эволюции или поведении, растет и способность человека соотносить их существование с собственным. Самое важное в сопереживании – умении влезать в чужую шкуру или, в данном случае, чешую – это понимание чужого опыта. А важнее всего в этом – оценка чужого мира ощущений.