Видящие без глаз
Телеграмма от Юрия Орлова была немногословна:
«Только что вернулся Москву. Привез тебе подарок пражского ихтиолога Ота Оливы. Пересылаю нашим сотрудником, поезд... вагон...»
... Я стоял на перроне вокзала и уже видел огромную бутыль, наполненную самыми редкими и удивительными рыбками...
– Это вам посылали рыб? Зайдите в купе. Я оглядываю полки – где же бутыль?! И тут мне преподносят... простую пол-литровую баночку. Я даже вспотел от расстройства: в сумраке раннего утреннего света я разглядел всего три рыбки, совсем обыкновенные, белесые, напоминающие наших карасиков.
– Спасибо, – преувеличенно бодро поблагодарил я и вышел на перрон.
Что за чушь? Издевается надо мной Юрий? Или... Еще и еще раз я внимательно разглядываю рыб. Нет, это не караси, ясно виден жировой плавник, характерный для харацинид. Чувствую, что эти невзрачные рыбки чем-то беспокоят меня, что-то в них не так, а что – не могу понять. И вдруг уловил: рыбы... без глаз! Совсем без глаз! Слепые...
Такси едет удивительно медленно. А надо скорее – зима, холод. Держу рыб за пазухой, там теплее. Я уже забыл об огромной бутыли с невиданными рыбами. Мысли заняты только этими. А что я знаю о слепых пещерных рыбах? Приходится с сожалением сознаться – ничего.
Дома листаю толстые тома аквариумных справочников – русские, чешские, немецкие, американские. Того, что надо, нет. Лишь три-четыре строки. Но все-таки ясно: совсем необязательно устраивать затемненный аквариум, слепые рыбки хорошо живут и в обычных, даже в компании с любыми мирными рыбками. Значит, есть надежда, что они приживутся. Только бы не погибли! Вода в банке охладилась до 12 °С, а ведь рыбы – уроженцы Мексики, это для них смертельный холод. Они и в самом деле почти лежат на боку.
Медленно подогреваю банку, высаживаю рыб в аквариум. Проходит день – и рыбки покрываются грибком. Вот несчастье! Развожу в воде трипафлавин. Выздоравливают. Проходит несколько месяцев. Рыбки живут, но у самки сильно раздувается брюшко: у нее «киста», сквозь прозрачные бока видно, как в желтой жидкости болтаются при движении мертвые икринки. Это смертельно. Как жаль! Конечно, три рыбки интересны и сами по себе, но для настоящих наблюдений требуется большее число рыб. А кроме того, хотелось закрепить этот редкий вид, размножить и распространить среди наших аквариумистов.
А может быть, попробовать?.. Нет, нет, это большой риск, рыбка слишком нежна, да и исход почти всегда бывает смертельным. Каждый день стою я в раздумье около аквариума и, наконец, решаюсь. Беру блюдечко и наполняю до половины водой из аквариума; рядом кладу несколько кусочков ваты. Взмах сачком – взрослых слепых рыб ловить нетрудно – и самка оказывается в блюдце. Мокрую, невыжатую вату кладу на жабры, чтобы оставались влажными их нежные лепестки, и операция началась.
Одной рукой держу рыбку в мокрой вате, другой – медленно поглаживаю ватой по брюшку от головы к хвосту.
Ничего не выходит. А если надавить? Опасно – вдруг покалечу! И все же надавливаю. Брызнула желтая жижа с икрой, а я давлю еще и еще. Наконец, мне кажется, что брюшко опустело. Выпущенная в аквариум рыбка валится на бок и идет ко дну. Конечно, я так и думал... Но нет! Она пошевелилась, выпрямилась и поплыла!
Два дня брюшко у рыбки было втянуто внутрь. Потом она поправилась, приняла обычный вид и стала нормально питаться. Тем же летом от этой самки, перенесшей такую тяжелую операцию, я получил три порции икры. Когда появились мальки, началась самая интересная работа по изучению этих рыб. Но прежде чем рассказывать о своих исследованиях, я предлагаю познакомиться с особым направлением биологии – биоспелеологией.
Первые исследования пещер и их своеобразного населения относятся к XVII веку. В это время вюрцбургский монах Кирхер в книге «Мир подземелья» сообщил первые сведения о пещерных животных. Примерно в те же годы ученый Вальвасор открыл в пещерах северного побережья Средиземного моря некое земноводное – совершенно бесцветное и слепое существо, обитавшее в подземных озерах и получившее название протей. Протеем интересовались многие биологи XVIII и XIX столетий. Но действительно серьезное изучение биологии обитателей пещер началось лишь в первом десятилетии XX века.
В ряде стран возникли специальные научные общества. Поскольку наука о пещерах в целом называется спелеологией, биологическое ответвление ее получило название биоспелеологии.
Каковы же характерные условия жизни в пещерах? Во-первых, отсутствие света, во-вторых, постоянно низкая температура. Кстати, слепые рыбки потому и выдержали перевозку при 12 °С, что в пещерах всегда прохладно, тогда как на поверхности жара. В то же время там очень высокая влажность воздуха – до 90%.
Большинство пещер – карстовые, из-за постоянного процесса растворения известняка вода подземных озер жесткая – 16–20° и выше. Это обстоятельство первое время меня смущало, казалось, слепые рыбки не станут размножаться в мягкой воде. Но рыбы рассеяли все сомнения: вот уже много лет они нерестятся в воде жесткостью 5°. Впрочем, в литературе есть сведения, что большая часть икринок развивается при более высокой жесткости (14–16°). Предполагают, что сперматозоиды слепых рыб дольше остаются живыми и активными в воде жесткостью 14°.
Какую пищу потребляют слепые рыбки в пещерах? Опыт показал, что в аквариумных условиях они всеядны и отнюдь не страдают потерей аппетита. Но странная вещь – нередки случаи, когда они едят, растут, а потомства не дают. В чем дело? Чтобы ответить на этот вопрос, пришлось прежде всего изучить образ жизни пещерных рыб на воле.
Чем они могут питаться в естественных условиях? Понаблюдаем за ними.
Вот рыбки медленно плавают у дна, рот полуоткрыт, они что-то собирают, а иногда даже роются в песке. А кроме того, они с удовольствием поедают растения.
Что же, выходит, основная их пища – растительность и детрит? Но ведь это же нелепость! Какие могут быть растения в темной пещере, куда совсем не проникают лучи солнца?
Совсем? Нет, мы ошиблись, какой-то свет сюда попадает, но наш глаз его не воспринимает.
Итак, растения в пещерах могут быть. Остается добавить, что в самих водоемах обитает несколько видов ракообразных, а в грунтах пещер найдено более двенадцати видов олигохет – родственников энхитреуса.
Теперь мы можем сделать вывод: основная пища слепых пещерных рыб – детрит, незначительную долю составляют растения; второстепенная пища – те немногочисленные ракообразные, которые населяют подземный мир.
В пещерах рыбки никогда не наедаются досыта. Перекорм в неволе ведет к любопытной закономерности – чем больше съедается, тем меньше усваивается организмом.
Сравнение показало, что при умеренном кормлении с обязательным добавлением в рацион белого хлеба Половозрелость слепых рыб наступает на 8–10-м месяце, при обильном – лишь на второй год; часто половая система вообще не развивается, наступает ожирение. Вот к чему может привести незнание экологии!
Но что же это за рыбы, каково их научное название?
Впервые слепые рыбы были обнаружены в пещерах Мексики Сальвадором Коронадо в 1936 году. Тогда же они были посланы в США ученому С.-В.Жордану и получили научное название Anoptichthys jordani, что означает «безглазая рыба Жордана». В апреле и июле 1942 года была организована еще одна экспедиция за этими рыбами, и на сей раз от них было получено потомство.
К настоящему времени в Мексике обнаружено шесть видов пещерных рыб – либо слепых, либо со слабо развитыми глазами. Встречаются они и в других местах.
Несколько видов обитает в США в знаменитой Мамонтовой пещере, пещерах Техаса и Пенсильвании. Эти рыбки относятся к карпозубым или близким к ним семействам, мексиканские – в большинстве к харацинидам, среди бразильских пещерных рыб есть представители сомов, а в Африке, близ Конго, обитает подземный вид барбуса. Большинство этих рыб не имеет окраски, и глаза у них в большей или меньшей степени недоразвиты, так как в темноте пещер зрение не нужно.
Степень недоразвитости глаз неразрывно связана с историей появления этих рыб в пещерах. Множество рыб заплывают в пещеры временами, небольшая часть когда-то прочно и постоянно поселилась под землей, а некоторые и сейчас продолжают проникать с поверхности в подземные водоемы. Так, в Африке нередки случаи, когда из артезианских колодцев струя выплескивает тиляпий и хемихромисов, совершенно неотличимых от наземных. Наш известный ихтиолог Лев Семенович Берг получил однажды колюшек, выброшенных водами артезианского колодца в Джанкое. В Индии (штат Ассам) есть пещерные разновидности обычных для тех водоемов барбусов, которые отличаются лишь окраской.
Переселение в подземные водоемы тех рыб, которые ныне живут там постоянно, происходило в далеком прошлом по-разному. Например, кубинские пещерные рыбы – морского происхождения. Очевидно, сначала они поселились в пустотах коралловых рифов, потом рифы поднимались, водоемы опреснялись, и рыбы постепенно превращались в пресноводных пещерных обитателей.
А каков путь, пройденный рыбами, полученными мной из Праги? Хорошо бы проследить этапы переселения Anoptichthys jordani в пещеры! Не поможет ли нам здесь процесс их размножения? Понаблюдаем.
Вот самец ищет самку. Они одни в большом аквариуме, и ему, наверное, трудно найти ее – ведь он без глаз! Но не надо спешить с выводами. Самец просто исследует помещение – пригодно ли оно для нереста. А вот теперь он помчался к самке – точно и прямо к ней. Рыбки коснулись боками и ринулись вверх, ударяя друг друга плавниками. У поверхности воды они грациозно перевернулись, и первая гроздь икры – словно десант парашютистов – плавно поплыла вниз. А рыбы разошлись. Потом снова самец быстро находит самку – изящный взлет вверх, и опять десятки крохотных желтоватых «парашютов» опускаются ко дну. Это повторяется до двадцати раз, и, наконец, самка уходит в гущу растений – теперь ее оттуда не выманишь.
Ну что ж, нерест прошел удачно, отловим родителей и пересадим в другое помещение. Дело в том, что слепые рыбы иногда поедают икру (правда, лишь в тех случаях, когда условия чем-то не подходят или их беспокоит шум). Теперь проверим температуру: 23–26 °С. Аэратор работает? Все в порядке, остается ждать.
Через сутки из прилипшей к камням и растениям икры выклевываются личинки. Попрыгав некоторое время в вертикальном направлении, они замирают, повиснув на стекле и листьях. Идут дни, личинки становятся все крупнее, но висят, лишь изредка перепрыгивая с места на место. К пятому-шестому дню железы на голове перестают выделять клейкое вещество, молодь уже не прикрепляется к предметам и начинает осторожно плавать около дна. И только на вторую неделю она заполняет всю толщу воды.
Если приглядеться к малькам повнимательней, то видны... глаза! Самые настоящие глаза. Но вот насколько они видят и зачем они малькам? Попробуем выяснить. Поместим лампу не сверху, а сбоку аквариума. Все мальки поплыли к освещенной стенке. Но почему? Чтобы ответить на этот вопрос, внесем в воду инфузорию-туфельку. Куда двинулась инфузория? Тоже к свету. Теперь понятно: мальки плывут к свету потому, что светолюбивые инфузории и мелкие водоросли скапливаются именно в мало-мальски освещенных углах пещерного водоема.
Но видят ли мальки плавающих вокруг них инфузорий? Это сомнительно. Мальки зрячих рыб, кроме неоновых, поведение которых сходно с поведением аноптихтисов, плавают за отдельными инфузориями, подходят к ним с определенной, удобной стороны, иногда, сытые, – только косятся на них. Это легко заметить при наблюдении. А вот мальки аноптихтиса словно ничего не видят, они хватают лишь тот корм, который «сел им на нос». Поэтому надо, чтобы в аквариуме постоянно было много инфузорий. Они устремляются к боковому свету, мальки плывут туда же, врезаются в гущу инфузорий и насыщаются.
Неужели в процессе эволюции не возникло что-то, компенсирующее аноптихтисам потерю ненужного в пещерах зрения? Понаблюдаем. С третьей недели поведение подросших мальков изменилось. Теперь они уже не так жмутся к освещенной стороне, свободно заплывают и в темные участки аквариума, смешно передвигаются вниз головой вдоль его стенок. Иногда они спускаются вдоль стекла, прижимаясь к нему не боками, а только спиной. Почему? Разве нельзя плыть у стенки, чуть отступя, чтобы свободно шевелились плавники, и повернувшись к ней не спиной, а боком? Нельзя, потому что на боках-то и расположен один из заменяющих зрение органов. Это боковая линия – ее можно увидеть у любой рыбы.
Что же это за аппарат? Вдоль боков рыб, а у некоторых и на голове проходят сейсмосенсорные каналы, в глубине которых расположены особые чувствительные клетки – невромасты. Клетки соединены с поверхностью тела и с внешней средой тонкими канальцами, заполненными слизью.
Рыбы никогда не бывают неподвижны, они постоянно двигают плавниками, жабрами, ртом. Эти движения вызывают слабые колебания воды, которые и улавливаются невромастами, поэтому рыбы легко находят друг друга. Не натыкаются они и на растения, камни, других рыб. Плавники создают колебания, а невромасты улавливают уже отраженные от окружающих предметов волны. Получается очень совершенный прибор – гидролокатор, позволяющий рыбам определить направление течения, избегать препятствий и находить пищу. Вот почему мальки аноптихтисов теперь начинают свободно отплывать от света – невромасты предупреждают их о близком присутствии инфузорий.
На втором месяце жизни у крошек начинает работать еще одно весьма полезное приспособление – вкусовые точки. А разве раньше они отсутствовали и рыбки не ощущали вкуса пищи? Нет, конечно, вкус пищи они ощущали, но только ртом, там у них были вкусовые точки, там, кстати, они находятся и у человека. Аноптихтисам же этого мало, и со временем вкусовые точки развиваются по всему телу, даже на хвостовом плавнике. Стоит дафнии или нематодам оказаться вблизи хвоста, как рыбка ловко поворачивается и хватает добычу.
Теперь проведем еще один эксперимент, касающийся зрения аноптихтисов. Поставим поперек аквариума стекло, разделив его на одну треть и две трети. В большую часть поместим некормленых в течение суток шестисемине дельных аноптихтисов. Туда же для контроля запустим мальков других рыб того же возраста. А в меньшую часть аквариума пустим стаю дафний. Теперь другую сторону аквариума осветим лампой и...
Что такое? Почему все рыбы бросились к стеклу, за которым плавают дафнии? Почему зрячие – понятно, а вот слепые? Ах вот в чем дело: через щели между стеклом и стенками аквариума слепые сумели с помощью невромастов обнаружить дафний. Нет, так дело не пойдет: опыт должен быть поставлен чисто и аккуратно, иначе выводам нельзя будет доверять.
Повторим подготовку аквариума, но разделяющее стекло закрепим в сухом аквариуме на пластилине. Нальем шлангом немного воды в одну половину. Стекло держится хорошо. Наливаем одновременно в обе части аквариума воду. Теперь слепые рыбы не смогут обнаружить дафний. Но они смогут их увидеть – ведь глаза-то у них есть! Итак, включаем лампу. И что же? Все зрячие рыбы мечутся у стенки, за которой пляшет дафния, а «глазастые» слепые идут в противоположную сторону, к свету. Вот тебе и глаза! Неудивительно, что с ростом рыбок они не только не увеличиваются, а так и остаются черными точками.
По мере подрастания рыбкам уже не хватает того мизерного населения толщи воды, которое есть в пещерных водоемах. И с третьего месяца они переходят на питание детритом, олигохетами. Теперь они плавают близко у дна, повсюду собирая пищу, и свет им уже ни к чему. Глаза начинают разрушаться и вскоре совсем зарастают кожей. Но взамен развиваются какие-то другие органы, помогающие ориентироваться в пространстве.
Что это за органы? На этот вопрос ответа еще нет, в лабораториях разных стран мира аноптихтисов еще изучают. Может быть, это органы обоняния?
У привезенных мне аноптихтисов от простуды развился грибок, и его гифы (нити) закрыли левую ноздрю одной слепой рыбки. Именно этим боком, этой стороной головы и натыкалась рыбка на все предметы – словно у нее был завязан левый глаз. А после выздоровления этот «крен влево» сразу исчез.
Однако обоняние не объясняет некоторых загадок в поведении слепых рыб. Если голодным аноптихтисам бросить корм, они почувствуют его присутствие не сразу, а через 5–7 секунд. Запах? А если бросить корм в маленький аквариум? Тоже 5–7 секунд. В огромный – то же самое. А если подвесить корм в одном углу, а аноптихтисов задержать в противоположном и с помощью аэратора устроить медленное течение воды от рыб к корму? Еще не совершит вода круговорот в аквариуме, еще не принесет течение запах корма, а через 5–7 секунд рыбы уже будут знать, что корм есть. Кстати, в обычном аквариуме они находят корм раньше многих зрячих рыб, быстрее других уничтожают и мальков. Однажды я видел, как две слепые рыбы плавали за нерестующей самкой живородящей рыбки и по мере рождения мальков тут же их поедали. Так что же это – обоняние?
А пока ученые ищут ответ на свой вопрос, аноптихтисы задают нам новые загадки. Недавно было обнаружено, что они отличают свет от темноты и... без глаз. Впрочем, в этом нет ничего сверхъестественного. Мы ведь видели, как инфузории устремились к свету, а разве у них есть глаза? Наконец, вряд ли глаз как оптический прибор возник вместе с первыми живыми существами на планете. А если согласиться, что он появился в процессе совершенствования живых организмов, то нам придется признать и то, что, очевидно, живые существа могли длительный период жизни и без глаз отличать свет от темноты.
«Общая чувствительность к свету, – пишет известный специалист в области биоспелеологии профессор Р.Жанель, – несомненно, опережала развитие глаз, и эта чувствительность должна была ослабляться по мере того, как световосприятие сосредоточивалось в постоянно развивающихся специальных зрительных органах. Отсюда следует, что пещерные животные должны были унаследовать способность ощущать свет независимо от органов зрения».
Ученые предполагают, что некоторые клетки спины аноптихтисов способны различать свет и темноту.
Итак, как мы выяснили из биографии молоди слепых рыб, ранее они были явно зрячими. Удалось установить и вид наземной рыбки, которая некогда попала в пещеры, а затем, из поколения в поколение, постепенно утратила глаза. Это полосатый астианакс. Поэтому и аноптихтисов отнесли к роду Astyanax.
При ревизиях, уточнениях и переименованиях научных названий существует определенное правило: первичное (данное при первом научном описании) видовое название необходимо сохранять. Но вышла заминка – астианаксов несколько видов, как же показать, что пещерная жительница произошла именно от полосатого? Пришлось дать этой рыбке тройное, но уж теперь абсолютно точное и по всем правилам название – Astyanax fasciatus jordani.
А теперь позвольте предоставить слово известному путешественнику-зоологу Айвену Сандерсу, который в одной из пещер острова Тринидад обнаружил прозрачную пещерную рыбу коскорандию Айрича и даже предпринял попытки ее поймать. «После долгих и бесплодных поисков мы сдались и прекратили охоту... Когда все благополучно вылезли наверх, я бросил последний тоскующий взгляд – и что же! По дну бассейна величественно и неспешно скользила тень, точь-в-точь как от маленького дирижабля графа Цеппелина! С громким воплем я снова ринулся вниз, и безнадежная погоня продолжалась, пока мы, доведенные до полного изнеможения и отчаяния, не признали себя побежденными. Но и на этот раз я не удержался и вновь оглянулся – нет, не видно даже тени. Это странное бесплотное создание, отбрасывающее лишь тень и невидимое миру, сохранило в неприкосновенности все тайны, которыми владело... Не могу не привести здесь дурацкий детский стишок, который сложился у меня на обратном пути в лагерь:
Она прозрачна, словно льдинка,
Моя сардинка-невидимка.
Я не застал ее вчера,
Я не видал ее с утра
Как я мечтаю, чтоб она
Мне стала наконец видна!»
Что же, остается вслед за Сандерсом мечтать, чтобы мы увидели в наших аквариумах вслед за мексиканской других интереснейших пещерных сардинок-невидимок.
