Рыбы клоуны

Хотя никого из оставшихся в живых не нашли, среди вынесенных на берег корабельных крыс, размером с кошку, обнаружили невероятную рыбу. Ничего подобного ни один матрос ранее не видел. Эта рыба была описана так: «Длиной около двух футов, с круглой головой и конечностями, похожими на ноги и руки». Без сомнения, это странное создание, весьма схематично описанное так давно, было рыбой клоуном.

По своему внешнему виду эти необычные рыбы весьма напоминают лягушек (англоязычное название рыбы-лягушки). Их шаровидное тело длиной от 2,5 до 40 см снабжено хорошо развитыми плавниками, похожими на ноги, которые позволяют рыбам карабкаться по подводным скалам и рифам и ходить по дну таким же образом, как четвероногие животные передвигаются по земле. Рыбы-клоуны имеют любую окраску, какую только можно себе представить, и меняют ее под цвет окружающих предметов, например, коралловых рифов, буквально в считанные дни, а некоторые виды — в считанные секунды. В результате, перемещаясь с одного типа подводной поверхности на другой и меняя свой цвет, рыба сливается с фоном. Из-за этого рыб-клоунов совершенно невозможно разглядеть на дне, и поэтому они редко становятся добычей других хищников. Опытным водолазам и ихтиологам, как правило, также не удается их обнаружить.

Рыба-клоун Коммерсона (antennarius commersoni) широко распространенная в Индийском и Тихом океанах, — типичный представитель группы. Самцы и самки обладают большой изменчивостью окраски (встречаются красный, желтый, коричневый, кремово-белый, черный цвет и всевозможные их оттенки; кожа рыб покрыта мелкими равномерно распределенными коричневыми пятнышками и розоватыми бородавками. В мелких прибрежных водах, где океанское дно пестрит разноцветными полосами солнечного света, этих рыб почти невозможно отличить от обросших водорослями камней, В данном случае мы имеем классический пример хищника-засадчика, который в любой момент готов проглотить оказавшуюся рядом добычу, будь то рыба или ракообразное. Если такое животное подплывает достаточно близко, огромная, похожая на пещеру пасть открывается и поглощает несчастную жертву в течение нескольких миллисекунд.


Искусство мимикрии — большое преимущество рыб-клоунов, развившееся в процессе эволюции. Маскируясь под различные предметы, эти рыбы не заметны как для животных, которые могут съесть их, так и для животных, которыми они питаются сами. Кроме того, они могут успешно приманивать жертву на расстояние, достаточное для нападения, так как обладают небольшим выростом-приманкой. Приманка находится над верхней губой животного и начинает покачиваться при появлении добычи в поле зрения.

Еще в 344 г, дон. э, Аристотель отмечал роль приманки: «У рыбы-клоуна имеется серия нитей, которые располагаются перед ее глазами; они длинные и тонкие подобно волосам, и используются ею в качестве приманки.

Наблюдения Уитми, подтвержденные впоследствии другими исследователями, легли в основу понятия, известного в современной биологии поведения» как агрессивная мимикрия. В отличие от пассивной мимикрии (например, камуфляжа, или маскировки под окружающий фон, обеспечивающих некоторую степень зашиты от хищников), агрессивная мимикрия состоит в том, что животное имитирует определенный объект как в физическом, так и в поведенческом плане. Имитируя не только неодушевленный Предмет, но и поведение живых организмов, служащих пищей для других животных, рыба-клоун заманивает последних в зону захвата добычи. Исследования, которые проводили в последнее время, свидетельствуют в пользу того, что биология рыбы-клоуна с ее широким набором специальных адаптаций представляет собой наилучший пример агрессивной мимикрии.


Рыбы-клоуны принадлежат к семейству Antennariidae, которое в свою очередь входит в более крупную группу костистых рыб — отряд удильщикообразных. В полном соответствии с последним названием, рыбы-клоуны являются в основном оседлыми малоподвижными хищниками, которые привлекают добычу посредством «удочки» с приманкой, которая представляет собой видоизмененный вытянутый и смещенный на голову первый луч спинного плавника, покачивающийся перед головой подобно удочке рыбака. У некоторых видов приманка может укладываться в узкую бороздку в верхней части головы, где она защищена от повреждения.

Приманка, строение которой различно у разных видов, состоит из двух основных частей: собственно луча и особой мясистой структуры на его конце, называемой «эской». В зависимости от видовой принадлежности рыбы, размер и форма эски может меняться от простого шарика диаметром около 2 мм до разветвленной нитчатой структуры длиной до 2,5 см и более. У одних видов зека имитирует мелких рыб, у других она напоминает рачка или червяка.


Хотя рыбы-клоуны широко распространены в тропических и субтропических водах всего мира, включая Калифорнийский залив и Красное море, подавляющее их большинство обитает в прибрежных районах Индонезии, вдоль береговой линии Филиппин и других островов тропической части Тихого океана. Один вид — морской клоун (Histrio histrio) — живет среди плавающих саргассовых водорослей; другие виды живут на морском дне в местах с небольшими или умеренными глубинами, среди скал и коралловых рифов.

В настоящее время большинство систематиков пришли к выводу о том, что число известных видов рыб-клоунов около 40, хотя за последние одно или два столетия было описано около 165 видов. Выделение большого числа видов, на самом деле таковыми не являющихся, связано отчасти со значительной изменчивостью окраски и строения, которая наблюдается в пределах одного вида.

Особи способны менять окраску тела в пределах двух цветовых фаз: светлой (обычно желтый или рыжевато-коричневый цвет) и темной (часто зеленый, темно-красный, или черный цвет). Хотя в основном у рыб-клоунов в большинстве биотипов преобладает светлая фаза окраски (по неясным пока причинам), существуют районы, в которых представлены все цветовые вариации, возможные для данного вида.

Полосатая рыба-клоун (Antennarius striatus), например, может окрашиваться по меньшей мере в четыре цвета: в зеленый, придающий рыбе вид покрытого водорослями куска скалы; оранжевый, при котором она выглядит как оранжевая губка; белый, имитирующий белую губку, и черный, когда она похожа на черную губку. По нашему мнению, такие значительные изменения цвета происходят, когда рыба перемещается в другое место обитания, например в район кораллового рифа, где оранжевых губок больше, чем белых.

Для того чтобы выявить характер ответной реакции рыбы-клоуна на изменение цвета субстрата, мы провели эксперимент с двумя видами: бугорчатой рыбой-клоуном (Antennarius tuberosus) и рыбой-клоуном Коммерсона (Antennarius commersoni). Рыб помещали в отдельные аквариумы и после периода адаптации изменяли цвета донного покрытия (от белого до черного), включая животных, даже слегка превосходящих ее по размеру. Изучая механизм питания рыб-клоунов, мы установили, что они могут увеличивать размер своего рта в 12 раз, причем делают это в течение 6 миллисекунд — за время, меньше чем требуется для сокращения обычной поперечнополосатой мускулатуры. Мы изучали также способы перемещения этих рыб, от «прогулки» по морскому дну до «реактивного» движения.


Полевые и лабораторные исследования, проводимые у побережья о. Оаху (Гавайи) и в Сиднейской Бухте (Австралия) в течение последних 25 лет, позволили собрать большое количество данных по поведению и экологии восьми различных видов: рыбы-клоуна Коммерсона, полосатой рыбы-клоуна, бугорчатой рыбы-клоуна, щетинистой рыбы-клоуна (Antennarius Hispidush) пятнистой рыбы-клоуна (Antennarius maculatus), алой рыбы-клоуна (Antennarius coccineus) кроваво-красной рыбы-клоуна (Antennarius sanguineus) и трехточечной рыбы-клоуна (Lophiocharon trisignatus).

Начались исследования с анализа поведения, связанного с приманиванием добычи. Хотелось выяснить, зависит ли техника приманивания от вида добычи, которую ловит рыба-клоун. Видоспецифична ли приманка, или, другими словами, обладает ли каждый вил морфологически уникальной приманкой? Имеется ли связь между строением приманки и составом пищи рыбы-клоуна, и имитирует ли приманка пищевые объекты, предпочитаемые видами, которые она привлекает?

Форма и размер приманки, очевидно, видоспеинфичны у большинства рыб-клоунов, и идентификация видов часто осуществляется только на основании строения приманки. Эска полосатой рыбы-клоуна иногда подобна червю полихеты, в то время как эска щетинистой рыбы-клоуна напоминает трубчатого червя. Пятнистая рыба-клоун обладает эской, которая похожа на маленькую рыбку, а рыба-клоун Коммерсона имеет креветкоподобную эску.


Однако эффективность приманки связана не только с ее внешним видом. Рыба-клоун может совершать колебания приманкой и манипулировать ею, воспроизводя плавательные движения имитируемого животного. Рыбоподобная приманка пятнистой рыбы-клоуна, например, совершает волнообразные движения, сходные с колебаниями тела плывущей рыбки. Наличие таких морфологически различных приманок может отражать значительную специализацию в питании. Казалось совершенно логичным, что полосатая рыба-клоун с червеподобной эской должна питаться преимущественно видами, чью обычную добычу составляют полихеты или другие морские черви. Для проверки этой гипотезы было решено проанализировать содержи мое желудков четырех видов. К нашему удивлению, оказалось, что у рыб-клоунов не наблюдается избирательности в питании: ассортимент их добычи весьма разнообразен и частично совпадает у разных видов.

Выводы оказались неожиданными. Зачем эволюция создала столь сложные и явно видоспецифичные приманки, если посредством любой приманки рыба способна привлекать самую разнообразную добычу? Одно из возможных объяснений состоит в том, что добывание пиши в море непредсказуемо и достаточно сложно. Одни животные иногда случайно попадают а зону броска рыбы-клоуна без привлечения приманкой, других привлекает не колебание приманки, а сама рыба, которую легко спутать с куском коралла, где можно отложить икру, обнаружить пишу, или найти убежище.

Другое возможное объяснение состоит в том, что приманка может вызывать у соседствуюших рыб оборонительную реакцию, или реакцию защиты своего участка. В эксперименте мы наблюдали, как полосатая рыба-ласточка (Dascyllus aruanus), помещенная в тот же аквариум, что и рыба-клоун, неоднократно совершала броски на приманку. После нескольких агрессивных атак рыба-ласточка попала в зону броска рыбы-клоуна и была съедена.


Заглатывание добычи при таких обстоятельствах мгновенно: любая рыба, которая плавает в зоне броска (радиусом, равным 2/3 длины рыбы-клоуна), практически не имеет шансов на выживание. По нашим данным, рыба-клоун может раскрывать рот и поглощать жертву со скоростью, превосходящей таковую у любого другого плотоядного позвоночного. Столь быстрое заглатывание добычи, очевидно, наиболее замечательная особенность рыб-клоунов.

Используя высокоскоростную съемку, мы изучили биомеханику питания трех видов. После покадрового просмотра фильма и анатомического анализа костей, мышц и связок головы рыбы мы пришли к пониманию того, что процесс поимки добычи состоит из последовательности высоко скоординированных действий.

Можно выделить три функционально различные фазы. Первая фаза — повеление перед броском, вторая — собственно бросок и третья — манипуляция добычей и се проглатывание. Во время первой фазы рыба-клоун следит за жертвой до тех пор, пока она не приблизится на определенное расстояние (около семи длин тела). В это время рыба-клоун начинает шевелить приманкой. Если жертва реагирует на это, приближаясь к приманке, начинается следующая фаза. Если же жертва остается безучастной, рыба-клоун может начать движение к ней, вначале быстрое, а затем замедленное, В этот момент рыба-клоун распластывается и затаивается. Когда добыча оказывается на расстоянии около одной длины тела, хищник (теперь в фазе броска) раскачивается и изгибается, принимая наиболее удобное положение для атаки.

Как только жертва достигает зоны броска, рыба-клоун поднимает голову и открывает рот, опуская нижнюю челюсть и вытягивая вперед верхнюю, В этом положении рот представляет собой нечто вроде трубы, внутрь которой всасывается жертва примерно таким же способом, как в пылесос засасывается пыль с ковра. С попаданием жертвы в рот начинается фаза манипулирования добычей. В процессе проглатывания добычи вместе с ней поступает большое количество воды, которая облегчает продвижение крупной пищи в глотку. Когда заглатывание завершается, избыток волы выбрасывается через жабры, а замыкающая мускулатура входа в пищевод сокращается, предотвращая обратный выход добычи.


Такой способ заглатывания добычи, свойственный большинству рыб, известен как питание путем всасывания. В основе его лежит простой принцип. За счет быстрого расширения жаберной полости и рта создается отрицательная разность давлении, которая приводит к поступлению воды внутрь и увеличению скорости, с которой поглощается добыча, В отличие от быстроплавающих хищников, скорость движения которых способствует заглатыванию добычи, хищник-засадчик для захвата добычи должен быстро увеличить объем ротовой полости. Рыбы, поглощающие свою жертву таким способом, могут питаться, не обнаруживая своего присутствия по отношению к другой потенциальной добыче. Мелкие рыбки, в стайке иногда внезапно теряют одного из соседей и остаются уязвимыми для повторных атак со стороны хищника.

Рыбы-клоуны отличаются от других рыб не только скоростью увеличения размеров рта, но и степенью возможного увеличения объема ротовой полости. Путем инъекции жидкого парафина в ротовую полость при закрытом и полностью открытом рте фиксированного экземпляра нами было установлено, что объем раскрытой пасти рыбы-клоуна намного больше, чем у других рыб с таким же типом питания. Например, речной окунь (perca fluviatilis) увеличивает объем ротовой полости только в 6 раз.

Более того, пасть рыбы-клоуна раскрывается с невероятной быстротой. С использованием высокоскоростной съемки было установлено, что, например, у щетинистой рыбы-клоуна весь акт заглатывания добычи происходит менее чем за 6 мс. Для сравнения, бородавчатка, которая стоит на втором месте по скорости захвата добычи, осуществляет этот акт зa 15 мс, а окуню требуется уже 40 мс.

Мы долго строили предположения относительно механизма, который обеспечивает столь высокую скорость, Может быть рыба-клоун обладает какими-то особенностями в строении челюстей? Или имеет необычную мускулатуру? Чем объясняются ее замечательные охотничьи способности? Для того чтобы получить ответы на эти вопросы, мы отпрепарировали головы у особей нескольких видов и тщательно исследовали челюстную мускулатуру. Результаты оказались неожиданными: значительных различий в строении челюстной мускулатуры между рыбами-клоунами и другими позвоночными обнаружено не было. Более того, не было обнаружено существенных различий и в строении костей.

В связи с этим остается предположить, что столь быстрое открывание рта у рыб-клоунов осуществляется за счет неизвестного пока механизма. Не исключено, что биомеханика питания этих рыб основана на принципах, сходных с таковыми у блохи, которая накапливает энергию сжатия в туловище и затем прыгает на немыслимую высоту. Не исключено, что у рыб-клоунов челюсти работают подобно катапульте, в которой запасается, а затем моментально высвобождается энергия сжатия. Мы считаем, что такой механизм вполне может существовать, хотя для проверки данной гипотезы необходимы дальнейшие исследования.

Рыбам семейства Antennarius свойственны многие другие сложные и необычные адаптации и, в частности, особые формы передвижения в морской среде. Перемещаясь по дну в процессе преследования добычи или в поисках новых мест для отдыха, рыбы-клоуны ходят как наземные четвероногие животные. Один из способов их передвижения напоминает ходьбу человека на костылях: при перемещении тела рыбы вперед грудные плавники (как костыли) принимают на себя всю тяжесть тела; в конце шага масса тела переносится преимущественно на брюшные плавники.

Другой способ сходен с перемещением сухопутных позвоночных, которые поочередно передвигают конечности. При этом грудные плавники обеспечивают перемещение тела, а брюшные — только стабилизируют положение рыбы. Кроме этого, рыбы-клоуны могут плавать, совершая туловищем волнообразные движения. К тому же они часто перемешаются в воде реактивным способом: за счет накопления воды в ротовой полости и резкого выталкивания ее через жабры.

Сверхвысокая скорость питания, реактивное движение и агрессивная мимикрия не являются особенностями, свойственными только рыбам-клоунам; каждая из этих адаптаций может быть обнаружена у других весьма различных видов рыб. Однако нет ни одной группы, где было бы собрано так много столь высоко развитых и сложных адаптаций в пределах одного организма. Интересными объектами рыб-клоунов делают не сами по себе их способности к ужению добычи, смене окраски или хождению по субстрату. Важнее быть может, то, что по какой-то причине естественный отбор благоприятствовал возникновению стольких специальных приспособлений лишь в одном семействе рыб. Несомненно, уникальные морфологические и поведенческие адаптации этих агрессивных имитаторов будут привлекать внимание ученых в течение многих лет.


  • Сукко — черноморский курортный поселок, располагающийся в долине между двумя холмами в районе галечных пляжей в 13 км от Анапы.

    Подробнее
  • 1
  • 2
  • 3

Счетчики

Яндекс.Метрика

Яндекс цитирования