What a Fish Knows

Рыбы - отличные навигаторы, и они используют самые разные методы, чтобы ориентироваться как на коротких, так и на длинных дистанциях. Слепые пещерные рыбы обитают в относительно небольших пещерах, но большинство из них живут в полной темноте, поэтому наличие хороших навигационных навыков для них очень важно. Эти маленькие рыбки могут узнать порядок следования ориентиров на пути к цели, ощущая турбулентность, отражающуюся от подводных препятствий. Меченосцы, рыбы-попугаи и лососи используют солнечный компас, определяя направление движения по углу наклона солнца. Другие же могут использовать мертвый отсчет - блуждания, романтические исследовательские путешествия от точки отсчета, а затем возвращение на базу по прямому пути.

Навигационные подвиги лососей вошли в легенду. Способность возвращаться в родные ручьи на нерест после многих лет, проведенных в открытом океане, позволяет считать этих анадромных рыб (мигрирующих в море, возвращающихся на нерест) одной из лучших в природе встроенных систем глобального позиционирования. Насколько нам известно, эта система использует как минимум два, а возможно, и три сенсорных инструмента для полноценной работы: геомагнитное чувство, обоняние и, возможно, зрение.

Подобно акулам, угрям и тунцам, эти рыбы, совершающие дальние путешествия, подключаются к магнитному полю Земли, чтобы помочь себе в навигации. Это проявляется на клеточном уровне. Отдельные клетки, содержащие микроскопические кристаллы магнетита, действуют как иглы компаса. Выделив клетки из носовых ходов форели (очень близкой родственницы лососевых) и подвергнув их воздействию вращающегося магнитного поля, исследовательская группа из Германии, Франции и Малайзии обнаружила, что клетки сами вращаются. Частицы магнетита прочно прикреплены к клеточной мембране, и, постоянно притягиваясь к линиям магнитного поля, эти частицы создают крутящий момент на клеточной мембране, когда лосось меняет направление. Этот крутящий момент должен напрямую передаваться на какие-то чувствительные к стрессу датчики, потому что, как показывают данные, лососи его чувствуют.

Они также используют свое великолепное обоняние. Направляясь вниз по течению к океану, молодые лососи "записывают" химический состав воды по пути. Спустя годы они повторяют свой путь, следуя характерному запаху родного ручья, как будто идут по тропе в обратном направлении. Аносмичные лососи, чьи носы были экспериментально заткнуты биологами, чтобы лишить их способности чувствовать запахи, появлялись в случайных ручьях, в то время как рыбы, не подвергшиеся вмешательству, возвращались в свои родные ручьи на нерест.

В менее инвазивном эксперименте та же исследовательская группа под руководством Артура Хаслера из Висконсинского университета разделила группу молодых кижучей (пресноводных лососей) на две группы, каждая из которых подверглась воздействию одного из двух различных безобидных, но пахучих химических веществ - морфолина и фенилэтилового спирта (PEA). После этого периода воздействия лососевые из обеих групп были выпущены вместе непосредственно в озеро Мичиган. Через полтора года, во время нерестовой миграции лосося, исследователи капали морфолин в один ручей, а PEA - в другой, расположенный в пяти милях от него. Почти все отловленные лососи в ручье с запахом морфолина были из группы морфолина, а почти все их собратья с PEA ушли вверх по другому ручью.

Может ли лосось также использовать зрение для навигации? Японская исследовательская группа попыталась выяснить это в ходе исследования, включавшего в себя выпуск в океан и отлов лососевых. Перед выпуском на волю ученые ослепили рыбу, введя в ее глаза углеродный тонер и кукурузное масло. Когда через пять дней их отловили, только 25 процентов этих лососей, по сравнению с 40 процентами неизмененных рыб, были пойманы в родном ручье. Авторы предположили, что эти рыбы все же используют зрение, чтобы добраться до входа в родной ручей, но я считаю этот результат неубедительным. Я подозреваю, что боль, дистресс и последующая дезориентация, вызванные ослеплением лосося инъекцией чужеродного вещества, могут объяснить более низкий процент успешного поиска им дороги домой. Чтобы лучше это проконтролировать, нужно было бы ввести некоторым лососям аналогичное количество раствора, не вызывающего слепоты. Но я не рекомендую этого делать.

Датчики давления

Рыбы не только ориентируются самостоятельно, у них есть еще одна система ориентации, которая позволяет им внимательно следить за перемещениями своих соседей. Подобно стайным птицам, которые с помощью зрения и рефлексов на волоске координируют направление полета с соседями, большие скопления рыб могут менять направление движения как единое целое, как будто у них есть некое внутреннее знание о принятии решений всеми остальными. Неясно, кто это делает, и начинается ли цепная реакция с того, кто делает первый шаг.