ВАТАСЕНИЯ — КАЛЬМАР-СВЕТЛЯЧОК
Природа. 1998. №12. С.61-66.
Среди наших дальневосточных кальмаров много светящихся, а вот среди северных
таких нет. Один из самых ярких и привлекательных — маленький кальмар-светлячок,
или ватасения (Watasenia scintillans). Назван он так в честь японского
зоолога С. Ватасе, впервые наблюдавшего его свечение в ночь на 28 мая 1905
г. (памятная для японцев и для нас дата: день Цусимского сражения), и придумал
японское название для него — отару-ика, кальмар-светлячок. А латинское
название Watasenia scintitians (Watasenia — в честь Ватасе, scintillans в переводе с латыни — сверкающий) предложил американский зоолог С. С. Берри.
Ватасе изучал не кальмаров, а жуков-светлячков, но один школьный учитель
сообщил ему, что рыбаки из залива Тояма на южном берегу Японского моря
издавна ловили кальмаров, которые светятся не хуже жуков. Ватасе поехал
туда и убедился. Его доклад на зоологическом конгрессе в Бостоне в 1907
г. произвел сенсацию: зоологи хоть и давно знали о существовании у кальмаров
органов свечения, но своими глазами их живого света никогда не видели.
С тех пор и до сего времени ватасения привлекает на берега залива Тояма
тысячи туристов, мечтающих полюбоваться свечением и закусить свежим кальмаром.
Ватасения изображена даже на японской почтовой марке (голубого цвета, 35
иен).
Ватасения — маленький кальмар, длина мантии самцов до 6 см, самок — до
7, общая длина со щупальцами около 15 см, средний вес приблизительно 2,5
г. Мантия коническая, плавники ромбические, расположены в задней половине
тела и немного не доходят до хвоста. Все руки вооружены несколькими парами
острых крючьев и все, кроме брюшных, — еще и двумя рядами мелких присосочек
на концах. Щупальца длинные и тонкие, на них два крупных крючка и много
мелких присосок. Ротовая перепонка, присоединяющая руки ко рту, темно-фиолетового
цвета, — вероятно, для того, чтобы схваченная и подтянутая ко рту светящаяся
добыча своей предсмертной вспышкой не демаскировала кальмара. Окраска кальмаров
сверху красновато-коричневая, снизу более светлая, но они могут мгновенно
менять цвет и становиться то темно-красно-фиолетовыми, то почти прозрачными.
Смена окраски обусловлена работой микроскопических мешочков с пигментом
— хроматофоров, которые снабжены мышцами и нервами и могут по сигналу от
мозга сокращаться в точку («веснушку») или расширяться в цветное пятно.
Кальмар-светлячок распространен в северо-западной части Тихого океана,
от южных Курильских о-вов до о. Сикоку и Цусимского пролива, а также на
крайнем юге Охотского, в центре, на востоке и юге Японского моря. Обитает
как в толще воды неподалеку от берегов, вблизи склона и подводных возвышенностей,
так и в открытом океане, особенно в теплом течении Куросио восточнее Японии
и Южных Курил. В отдельные годы ватасения достигает особо высокой численности
— до 20 кг, или около 6000 экз. на часовое траление, и тогда распространяется
вдоль всех Курильских о-вов с охотоморской и океанской стороны, хотя севернее
Средних Курил немногочисленна.
Ватасении совершают суточные вертикальные миграции с ночным подъемом к
поверхности и опусканием днем на глубины от 80 - 100 до 500 - 1000 м. Вследствие
этого в верхних слоях воды их концентрация и биомасса намного выше ночью,
чем днем, а в глубинах — наоборот. Нижний предел обитания -
1000 - 1200 м, у дна в норме они не живут, но над материковым склоном
днем могут опускаться и в придонный слой — к радости обитающих там донных
рыб
(трески, минтая и пр.).
Ватасении - активно плавающие мелкие стайные хищники. Молодые кальмары
поедают зоопланктон, главным образом веслоногих рачков; взрослые добавляют
к ним криля (эвфаузиид), бокоплавов, мелкую рыбу и кальмаров. С возрастом
увеличивается максимальный размер добычи, минимальный же не меняется. Половозрелость
наступает у самок при длине мантии около 45 мм, у самцов 35 мм, это приблизительно
2/3 максимальной длины туловища. В период размножения питание и рост приостанавливаются,
но не прекращаются.
Светлячкам положено светиться. Органы свечения ватасении - фотофоры -
очень многочисленны, особенно у самок (от 850 до 1100 с лишним). В абсолютном
большинстве это мелкие кожные фотофоры, разбросанные по всей нижней стороне
мантии, головы, воронки и брюшных рук. От них свободна только узкая продольная
полоска посредине брюшной стороны мантии. Немного фотофоров рассеяно и
на спинной стороне тела. Эти крохотные шарики очень сложно устроены: трех
размеров и трех типов; красные, голубые и зеленые; простые, с линзой и
с цветным фильтром. Во всех мелких фотофорах есть светоизлучающее ядро
с клетками-фотоцитами, нижний и боковой отражатели (рефлекторы), волокна-световоды,
кристаллоподобные тельца, преломляющие свет, кровеносные сосуды, нервы
и много чего еще. Снизу и с боков они окружены слоем хроматофоров, содержащих
цветной пигмент. У фотофоров с линзой, как показывает их название, имеется
мощная линза, а у фотофоров с фильтром — толстый двойной цветной фильтр
красного цвета. Но и это еще не все. На прикрытой прозрачной кожей брюшной
стороне глазного яблока располагается ряд из пяти круглых ярко-желтых фотофоров,
крайние крупнее средних, у них нет линзы и фильтра, но есть высокоразвитая
система волоконной оптики. Наконец, на концах обеих брюшных рук (они заметно
длиннее прочих) — по три крупных шаровидных фотофора, которые обычно сплошь
закрыты пигментом и выглядят как черные жемчужины, а когда открываются
— зеленые, светят же они очень ярким голубовато-белым светом. Свет фотофоров
на концах брюшных рук возникает, когда черная пигментная ширма открывает
фотофор, и это выглядит как вспышка зажженной в темноте спички. Она длится
20 - 30 с и освещает пространство сантиметров на тридцать вокруг, затем
пигмент снова расширяется и закрывает свет. Плавая, кальмар оживленно двигает
незаметными
в темноте руками, так что наблюдатель видит лишь мечущиеся огоньки. Японский
зоолог К. Исикава сравнивал их с искрением Размыкающихся электрических
контактов. Впечатляющее зрелище! Свет глазных и особенно кожных фотофоров
гораздо слабее.
Разные фотофоры, в том числе каждый из трех фотофоров на брюшных руках
могут функционировать одновременно или порознь. Свечение фотоцитов включается
и выключается через кровь — через усиление или ослабление поставки необходимого
для свечения кислорода, но этот процесс длительный, куда быстрее по сигналу
от мозга открыть или закрыть хроматофорную пигментную ширму. В целом светящийся
в темноте кальмар напоминает микроскопический ярко иллюминированный пароходик,
подмигивающий разноцветными огоньками.
Для чего нужны столь многочисленные и разнообразные органы свечения? Основная
функция мелких кожных фотофоров — «вентральное противо-свечение», иначе
говоря, маскировка силуэта кальмара при взгляде на него хищника (предполагается,
что хищник видит его снизу на фоне светлого неба, которое днем, на глубине,
освещено солнцем, а ночью, в верхних слоях воды, - луной). Яркость и,
до некоторой степени, цвет свечения органов соответствует освещенности
на
той глубине, где находится кальмар. За эту «подгонку» ответственны специальные
органы зрения — внеглазные фоторецепторы, расположенные в голове кальмара
сверху и сзади. Над ними в плотном слое красных и коричневых хроматофоров
имеются специальные округлые прозрачные «окошки». При правильной подгонке
света фотофоров к внешнему освещению кальмар при взгляде снизу совершенно
исчезает, по крайней мере для человеческого глаза. Идея с помощью подсветки
делать темный предмет незаметным на фоне светлого неба, если смотришь снизу,
пришла в голову пилотам английских бомбардировщиков, совершавших во время
второй мировой войны налеты на фашистскую Германию. Подсвечивали их лампочками,
подвешенными к крыльям и фюзеляжу снизу. Впрочем, ничего полезного из этого
не получилось. А у кальмаров получается и очень даже неплохо!
Яркий свет фотофоров на концах брюшных рук, вероятнее всего, — сигнал самки
самцу или наоборот, а также средство связи и передачи информации между
соседями по стае. Но для чего разные фотофоры светят (сами или через цветной
фильтр) разными цветами?
Свечение ватасении биохимическое: обычная для большинства светящихся животных
реакция окисления белка люциферина (люцифер по-латыни — несущий свет) молекулярным
кислородом, катализируемая ферментом люциферазой. Люциферин-люциферазное
свечение зеленовато-голубое, максимум лучеиспускания на длине волны 496
нм. Но в фотофорах ватасении имеются два типа светящихся веществ с разным
положением максимума лучеиспускания. Кроме того, цвет свечения мелких кожных
фотофоров меняется в зависимости от температуры воды: при температуре ниже
7°С (днем, на глубине) он сдвигается в синюю сторону спектра до длины волны
470 нм (голубое свечение), выше 15° (ночью, у поверхности) — в красную
сторону до 540 нм (желтовато-зеленое). Свечение глазных фотофоров светло-голубое.
Недавно выяснилась еще одна интересная особенность кальмара-светлячка.
Все головоногие моллюски не различают цветов, но — не ватасения! Внутри
глаз, на брюшной стороне, по соседству с глазными фотофорами, есть сильно
утолщенный (0,6 мм) участок сетчатки с длинными воспринимающими свет клетками.
Дистальная (направленная к центру глаза) часть сетчатки, 2/3 ее толщины,
желтого цвета и содержит зрительный пигмент на основе 4-гидроксиретиналя
с максимумом поглощения на волне 470 нм, а проксимальная треть — розовая
и содержит пигмент на основе дегидроретиналя, максимум поглощения 500 нм.
В рецепторах сетчатки глаза за пределами утолщенного участка имеется третий
зрительный пигмент, на основе ретиналя, с максимумом поглощения 484 нм;
есть он и во внеглазных фоторецепторах. Толстый желтый слой рецепторов
в брюшной части сетчатки работает как коротковолновый фильтр, он сдвигает
максимальную чувствительность рецепторов розового слоя еще дальше в красную
часть спектра — до 550 нм. Итого три рецептора с разной спектральной чувствительностью
— примитивное, но несомненно цветное зрение, причем без воспринимающих
цвет колбочек, как в нашем глазу!
Что привлекает туристов — так это нерест кальмаров-светлячков. Ранее считалось,
что они размножаются только у поверхности вблизи берега. Основное нерестилище
расположено именно там, где впервые видели свечение кальмаров: в глубоководном
заливе Тояма (о. Хонсю), где подводный склон крутой и наблюдается подъем
глубинных вод. Там кальмары с конца марта до начала июня подходят к берегу.
Днем на глубине около 250 м они спариваются, а с наступлением заката самки
(только самки!) быстро поднимаются к поверхности, огромными стаями тянутся
к берегу и у самого берега мечут яйца, а еще до полуночи возвращаются на
глубины.
Однако летом 1992 г. мне довелось наблюдать в Тихом океане совершенно зрелых
самок и самцов кальмара-светлячка в толще воды вдали от берегов, юго-восточнее
о.Шикотан (Малая Курильская гряда). Они ловились тысячами и в верхнем слое
(0 - 50 м), и в среднем слое (200 - 500 м), но основное нерестилище было
как раз на глубине 200 - 500 м. В улове попадались исключительно зрелые
особи, в основном самки (почти в 10 раз больше, чем самцов), все они спаривались
и имели текучую икру.
Если взять всю область распространения ватасении, то размножение происходит
круглогодично. Наиболее интенсивное спаривание — весной (с февраля по апрель),
наиболее интенсивный нерест — весной и летом. При спаривании кальмары сближаются
голова к голове и самец передает самке сперматофоры (самооткрывающиеся
пакеты со спермой) специально видоизмененной правой брюшной рукой. На ее
конце есть особый зажим с тремя полулунной формы выступами, отдаленно
напоминающий перчатку с тремя короткими пальцами. Этой рукой он подхватывает
выходящие
из воронки сперматофоры и помещает их внутрь мантии самки, в очень странном
месте: в двух специальных углублениях вроде карманов на «затылке» самки,
под головным вopoтничком по обе стороны затылочного хряща. В каждом кармане
плотно упакована толстая пачка семенных пакетов. На сем роль самцов кончается,
и он погибают. На нерестилищах многочисленные самки все оплодотворенные,
концу периода размножения самцы полностью исчезают.
Яйца мелкие, овальные, в среднем 1,5 на 1,2 мм. Они прозрачны и быстро
разбухают в морской воде. В отличие от абсолютного большинства кальмаров
от всех
каракатиц, у ватасении отсутствуют нидаментальные железы — крупные белого
цвета; у половозрелых самок других кальмаров они занимают всю середи ну
брюшной стороны мантийной полости и выделяют густую, плотную, сильно раз
бухающую в воде слизь — наружную оболочку яйцевой кладки. Зато у ватасении
очень развиты яйцеводные железы, выделяющие легкую слизь, которая у други:
кальмаров составляет внутреннее содержимое кладки. Поэтому обычной яйцевой
кладки у ватасении нет. Ее яйца заключены в легкий прозрачный секрет яйцеводных
желез, выходят из мантийной полости двумя слизистыми ниточками через две
щели по бокам шеи и по пути оплодотворяются спермой, хранящейся
в карманах на «затылке». Яйца в слизи располагаются одно за другим, как
цепочк; прозрачных жемчужин на длинной нитке. Секрет яйцеводных желез легче
воды, и обе слизистые цепочки поднимаются от шеи кальмара вертикально
вверх. В воде слизь быстро разрушается, и яйца плавают поодиночке, окруженные
студенистые чехольчиком. Нерест порционный, самка выметывает яйца несколько
раз. В одной порции 400 - 600 яиц, а общая плодовитость самки 5 - 10 тыс.
яиц. Развитие включает личиночную стадию. Личинки обитают в верхних слоях
воды
и далеко разносятся течениями. Постепенно они погружаются на глубину и
начинают совершать суточные миграции. Рост быстрый, продолжительность жизни
около года, у самцов в среднем на месяц меньше, чем у самок.
Ватасению добывают в небольшом количестве, приблизительно 1 - 4 тыс. тв
год. Ловят только зрелых самок в период размножения (март - июнь), преимущественно
вдоль япономорского побережья Хонсю. Промысловый лов ведут ставными и закидными
неводами. Как ни странно, такой маленький кальмар пользуется спросом в
свежем и мороженом виде и продается даже на знаменитом на весь свет Токийском
оптовом рыбном рынке, хотя еще в начале XX в. улов шел только на удобрение
полей. Кроме промышленного, есть и любительский лов, и именно на него собирается
масса туристов из разных мест Японии. Они любуются ярким свечением кальмарчиков,
прямо у берега ловят икряных самок ручными сетками, тут же готовят их и
едят, часто — сырыми. Этот ритуал японцам очень нравится. Казалось бы,
что тут можно есть, кальмарчик-то с палец длиной? Но лузгаем же мы семечки
и грызем кедровые орешки, куда как мельче!
Кроме человека, ватасенией питаются многие морские рыбы, млекопитающие
и птицы, в том числе минтай, треска, скумбрия, морские котики, дельфины,
усатые киты, а также крупные кальмары. Погибшие после нереста ватасении
опускаются на дно, и их поедают донные животные.
Вот такой интересный кальмар водится в наших дальневосточных морях. Жаль
только, что у нас, в отличие от Японии, он не подходит близко к берегам,
и чтобы полюбоваться им, надо выходить на траулере в открытое море.
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