ВИДЯТ ЛИ КАЛЬМАРЫ ТЕПЛО?
Природа. 1971. № 12. С.98-100.

Во многих популярных книгах и статьях о жизни морских животных, например в книгах И. И. Акимушкина «Приматы моря» и «Тропою легенд», упоминается, будто бы у некоторых глубоководных кальмаров есть удивительные, уникальные в животном мире органы чувств — «термоскопические глаза», глаза, которые видят тепло. Казалось бы, такие чудесные органы должны привлечь к себе пристальное внимание биологов и специалистов по бионике. Но пересмотрев множество толстых справочников и научных руководств по зоологии и физиологии животных, с удивлением убеждаешься, что о способности кальмаров видеть инфракрасные лучи там нет ни слова. Почему?
Да потому, что кальмары, как, впрочем, и любые другие морские животные, не видят инфракрасных лучей и не могут их видеть!
Какую пользу могла бы принести глубоководным кальмарам способность видеть тепло? У обитателей морских глубин — беспозвоночных животных и рыб — холодная, «рыбья», кровь. Температура тела у них такая же, как у окружающей воды, стало быть, их тепловое излучение практически не отличается от фона. А то, что не отличается от фона, невозможно увидеть.
Но, может быть, «термоскопические глаза» нужны кальмарам, чтобы издалека увидеть теплокровных морских животных, ныряющих в глубину для охоты, и суметь вовремя спастись бегством? Ведь для многих китообразных и ластоногих кальмары — излюбленная пища, а такие животные, как кашалот, бутылконос или морской слон, почти одними кальмарами и питаются. Опять-таки нет! Всякий, кто опускался под воду с аквалангом, знает, что едва ли не главная забота подводника — предохранить себя от переохлаждения, уменьшить отдачу тепла в воду. Даже плавая в тропиках близ поверхности, подводники обычно надевают гидрокостюмы. Тем более необходимо всемерно уменьшать теплопотери при нырянии морским млекопитающим: они ведь ныряют куда глубже аквалангистов и много дольше остаются в холодных глубинах. Толстая жировая шуба изолирует их тело куда надежнее губчатой резины гидрокостюмов. Избыточное тепло отдается в воду только через плавники и ласты — природные регуляторы температуры тела морских млекопитающих. Но в момент заныривания мелкие сосуды плавников и ластов резко сокращаются, и ток крови через них сводится до минимума. Таким образом, находясь на глубине, теплокровные пожиратели кальмаров почти не излучают тепла, и их инфракрасное излучение практически неотличимо от фона.
Но даже если бы враги кальмаров испускали тепловые лучи, это ничего бы не изменило. Тонкий слой воды полностью поглощает тепловое излучение — поэтому-то так приятно в жаркий летний день окунуться в воду: жара сразу сменяется легкой прохладой. Инфракрасное излучение, испускаемое телом млекопитающих, имеет длину волны от 5 до 20 мкм, а инфракрасное излучение начиная с длины волны примерно 2.5 мкм нацело поглощается слоем воды толщиной 1 см. Стало быть, как бы ни был чувствителен «видящий тепло» глаз кальмара, он смог бы увидеть кашалота или тюленя лишь тогда, когда сам кальмар уже попал бы к нему в пасть. Невелика польза от таких глаз!
Способность кальмаров видеть тепло — легенда. Но как же эта легенда возникла?
«Термоскопические глаза» глубоководных кальмаров впервые были описаны в 1893 г. французским ученым Луи Жубеном, впоследствии крупнейшим зоологом, выдающимся знатоком глубоководных головоногих моллюсков. Исследуя светящиеся органы (фотофоры) глубоководных кальмаров, — а это была одна из его первых научных работ, — Жубен обнаружил в коже некоторых видов образования, внешне похожие на фотофоры, но прикрытые сверху непроницаемым слоем темного пигмента. Какой может быть толк от светильника, густо закрашенного черной краской? Жубен заметил, что по строению фотофоры кальмаров довольно схожи с примитивными глазами беспозвоночных животных: они тоже имеют линзу, стекловидное тело, отражающий слой (рефлектор), пигментную обкладку, обильно снабжены нервами и кровеносными сосудами. Может быть, подумал Жубен, это не светящиеся органы, а глаза, но глаза особого рода?
То были годы, когда проблема излучений стояла в центре внимания физиков. В этот период были открыты электромагнитные лучи (1887 г.), рентгеновские лучи (1895 г.), лучи радия (1896 г.), исследованы катодные лучи, открыт электрон (1891 г.), родились радио и электроника (1895 г.). «Невидимые лучи» были в моде, о них много говорили и писали. А биологи тогда (только ли тогда?) знали физику больше понаслышке. Вот Жубен и предположил, что загадочный орган — это глаз, видящий тепло, а пигментная «крышка» — фильтр, отсекающий видимые лучи спектра, но пропускающий тепловые. Справедливости ради нужно заметить, что свою гипотезу Жубен высказал в очень осторожных выражениях.
В науке эта идея продержалась недолго. Выдающийся немецкий зоолог Карл Кун убедительно показал, что открытые Жубеном органы не что иное, как фотофоры. Загадку «черной крышки» раскрыл японский исследователь С. Ватасе. 28 мая 1905 г. он первым из зоологов увидал изумительное зрелище — свечение маленького японского кальмара, тогда еще не известного науке, и назвал его кальмаром-светлячком; теперь его научное название Watasenia scintillans, что означает «ватасения сверкающая» (см. рассказ «Ватасения — кальмар-светлячок»). На концах брюшных рук этих кальмаров сидят по три блестящих черных шарика, как маленькие черные жемчужинки. Роль этих органов (их тоже изучил Жубен на головоногих моллюсках близкого к ватасении рода Abratiopsis) была зоологам неясна. Ватасе увидел, что у живого кальмара эти шарики не черные, а прозрачные и испускают сильный голубой свет, подобный вспышке при коротком замыкании. У ватасении более тысячи светящихся органов, и эти — самые яркие. Но как только кальмар захочет «выключить свет», фотофор мгновенно закрывается черным пигментом. По выражению чилийского биолога П. Гарсия-Тейо, кальмар как бы «надевает черные перчатки». То же происходит, когда он умирает, а ведь о6ычно зоологам попадают в руки только мертвые (зафиксированные)
В банке с прохладной морской водой кальмар-светлячок может прожить несколько часов. Рассмотрев его светящиеся органы под увеличителем, можно увидеть, что их черный пигмент все время находится в движении — то сожмется в кучку и уйдет под основание органа, то расширится и сплошь закроет фотофор. Каждый из трех светящихся органов на концах рук может открываться и закрываться независимо от остальных. Но вот что любопытно: в момент, когда пигмент откроет фотофор, вовсе не обязательно должен вспыхнуть свет — пигмент может открыть светящийся орган, а тот не будет светиться. Как это происходит?
Свечение глубоководных кальмаров, как и обычного светляка, — результат окисления кислородом особого вещества (люциферина) ферментом люциферазой. Оба вещества содержатся в клетках светящегося органа, но хранятся отдельно. Для вспышки света необходимо, чтобы люциферин соединился с люциферазой и при этом было достаточно кислорода. Вероятнее всего, кальмар регулирует свечение своих фотофоров, усиливая или замедляя ток крови, омывающей фотофор и приносящей с собой кислород. Таким образом, для включения или выключения светящихся органов надо, чтобы мозг отдал «приказ» не только непосредственно фотофорам, но и сосудам, снабжающим их кровью.
Однако кислородная емкость крови головоногих моллюсков не так уж велика — у них нет гемоглобина, его заменяет менее эффективный переносчик кислорода гемоцианин. Да и движется кровь по капиллярам медленно. Значит, «приказ» мозга не может быть выполнен очень быстро. Другое дело — пигментные клетки, хроматофоры. Они находятся под непосредственным контролем мозга, сжимаются и расширяются с необыкновенной быстротой. Никаким хамелеонам не угнаться за головоногими моллюсками в быстроте смены окраски — достаточно взглянуть, как непрерывно пробегают волны разных тонов по телу возбужденного кальмара или осьминога. Так что открыть или закрыть светящийся орган черным пигментом кальмар может гораздо быстрее, чем отвернуть или завернуть «кислородный вентиль» своих сосудов.
Получается нечто похожее на сигнальный прожектор морских судов. Чтобы передать на берег или на другой корабль сообщение, сигнальщик работает не выключателем, а специальной ширмой (типа жалюзи), то закрывающей, то открывающей путь свету. Сам прожектор включают только перед началом передачи и выключают, окончив ее.
Таким образом, работа светящихся органов кальмара находится под двойным контролем — нервным (со стороны центральной нервной системы) и гуморальным (через кровеносную систему). Потому она так быстра и эффективна.

---

КАЛЬМАРЫ
Неоконченные поиски гигантского кальмара
Гигантский кальмар номер два
Гигантский кальмар в Охотском море
Глубоководный кальмар расставляет сеть
Что за кальмары в магазине?
Кальмар на Северном полюсе
Ватасения — кальмар-светлячок
Жестокая любовь кальмаров
Хореография брачного танца кальмаров
Симбиотические бактерии в половой системе кальмаров и каракатиц
Как декапода встретилась с декаподой
Полет кальмара
Кальмары и кадиллаки
Видят ли кальмары тепло?
Выгодно ли кальмарам быть глухими?
Венерическое заболевание у кальмаров?
Кальмары и химическое оружие
Кальмары — для фармакологии
Как растут пластиковые кальмары

КАРАКАТИЦЫ
Портрет каракатицы в поляризованном свете
Мужчины выясняют отношения (на примере каракатиц)
Подкрасться, переодевшись женщиной
Каракатицы ловят добычу в воздухе
Посмертные странствования раковин каракатиц
Кто к нам приплыл? Карликовая каракатица

ОСЬМИНОГИ
Знакомьтесь: гигантский осьминог!
Самый большой осьминог Антарктики
Ядовитый осьминог-красавец
Осьминог как личность
Осьминог, подражающий всем
Глубоководные осьминоги: тесные контакты странного рода
Осьминоги способны размножаться неоднократно
Сколько можно сидеть на яйцах?
Кто любит пиво, а осьминог — бутылку из-под пива
Осьминоги обучаются «вприглядку»
Конец одного чудовища
Гигантский глубоководный осьминог
Глубоководные осьминоги из иллюминатора подводного аппарата
Осьминог с Северного полюса
Глубоководный осьминог светит присосками
Светящаяся губная помада и глаза — подзорные трубы
Маленькие ужасные осьминоги: в молодости стрекаются, позже обманывают
Осьминог с плавательным пузырем
Аргонавты — хрупкие и удивительные

НАУТИЛУС
Наутилус в аквариуме
Непоседливые наутилусы
Раковинные головоногие, рыбы и кислород

АММОНИТЫ
Что случилось с аммонитами?
Аммониты заглатывали сами себя?

РЯДОМ С КИРОМ НЕСИСОМ
Человек Высокий