ico ico-02 ico-03 akcia
КОРЗИНА (пуста)
Сумма: 0 руб.

+7 (495) 623-2261
+7 (495) 623-1719

Для регионов России
8 800 500 35 35

Открыть полную фотографию с дополнительной информацией

  Зачем рыбе полоски?

Зачем рыбе полоски?

Движения и рисунок рыб с точки зрения эволюции, или Зачем рыбе полоски?

Звучит банально да и сам по себе вопрос примитивный, однако до сих пор еще никто не ставил его ребром или не пытался дать на него ответ. А может быть, кто-то нет-нет да и спросит себя, глядя на все эти многочисленные линии, полосы, рисунки: «Зачем все это? Почему у одних рыб полосы продольные, а у других поперечные?» И в первую очередь данный вопрос касается так называемых «коралловых рыб», бесчисленных представителей самых разных семейств: ведь это от их полос и полосочек в глазах буквально пестрит.

Существуют семейства рыб, чьи представители чаще других обладают «полосатостью», например, семейство Щетинозубые, или рыбы-бабочки (Chaetodontidae), а также Кардиналовые (Apogonidae). Достаточно лишь взять в руки хороший атлас - определитель (к примеру, Lieske & Myers, 1994), чтобы даже при беглом рассмотрении установить следующее: у 29 представителей обширного семейства Кардиналовых имеются четкие продольные полосы, у семи – поперечные линии, причем часто это только одна широкая полоса только посередине или у хвоста, а 17 видов имеют другие рисунки - из точек, пятнышек или могут быть практически однотонными. А теперь поищем в специальной литературе. Кроме поразительно большого числа видов, ничего (в пропорциональном отношении) не изменилось: 136 видов продольнополосатых, 43 поперечнополосатых и 59 с другими рисунками. Естественно, большая группа «кардиналов» содержит самые разные рода с разнообразнейшим поведением, но даже внутри одного рода (например, Apogon) это разделение по цвету и рисунку повторяется, хотя в данном случае мы имеем дело с рыбами, чьи условия обитания достаточно однообразны – или все-таки нет?

Следующий пример: рыбы - бабочки (Chaetodontinae). Используем тот же, признаюсь, примитивный способ – краткое знакомство с книгами. И вот результаты: 58 видов с поперечными полосами, 15 – с продольными, 17 – с другим рисунком. Правда, здесь мы столкнулись с трудностями, поскольку у некоторых представителей рода нельзя было однозначно выявить, о каком рисунке идет речь – продольном или поперечном. Мы обнаружили и орнамент «а ля рыбий скелет» (Chaetodon trifascialis, C. auriga), и узор «в клеточку», и пятна, переходящие в сплошную линию, - видите, как все сложно!

И наконец самый запоминающийся пример: рыбы - крылатки и огненные рыбы, относящиеся к семейству Скорпеновые. Как мы знаем, все они ядовитые, однако почему у всех без исключения огненных рыб поперечные полосы: где-то шире, где-то тоньше, и нет ни одной рыбы, несущей на теле продольные полосы? У крылаток же не все так однозначно: их рисунок спутанный, размытый.

Можно было бы и дальше сыпать примерами, однако это уводит нас от сути вопроса. Определенно можно сказать одно: первичной функцией всех рисунков является маскировка. Самое главное для каждого организма – не быть съеденным сразу или не попасть на безжалостный конвейер естественного отбора каким-то другим образом. Это прописная истина, без которой любая другая дискуссия по теме становится бессмысленной. Теперь дело за филогенетиками, проясняющими эволюционные взаимоотношения между различными видами, и, конечно же, этологами, изучающими поведение животных. Ведь такие сложные признаки, как распределение цвета и рисунок, на «производство» которых животное выделяет много энергии, связываются и с другими функциями. И эту затраченную энергию надо каким-то образом объяснить. Здесь актуальным становится вопрос классификации видов, а в отношении коралловых рыб еще и проблема мимикрии, мимеза и т.д. (Thaler 2003), а также полового диморфизма. На каждую из этих идей есть множество ответов, из которых все более или менее верны, многие - на уровне гипотезы, некоторые – странные и лишь немногие – абсолютно ошибочные.

Если еще раз обратиться к примеру с крылатками и огненными рыбами, их рисункам можно найти простое, убедительное объяснение. Обычно крылатки не носятся за жертвой, а поджидают ее, не делая никаких движений. А вот огненные рыбы - активные хищники! Им свойственна определенная «охотничья» стратегия, с которой растопыривание широких грудных плавников не имеет ничего общего (они являются важными стабилизаторам при плавании), она заключается в медленном движении вверх-вниз, обычно под защитой мягких, подвижных коралловых веток, горгоний и т. д. Для крылаток же намного важнее слиться с окружающей средой, для чего как раз хорошо подходят точечки, пятнышки и бахрома на плавниках. Огненные рыбы, являясь дневными и сумеречными хищниками, используют, по сути, ту же самую систему, что и крылатки. Только их рисунок из поперечных полос подстать тем вертикальным структурам рифа, вдоль которых они двигаются. Только с помощью такой маскировки они не выжидают появления жертвы, а активно и незаметно приближаются к ней!

Генетическая ловушка

В одном из моих аквариумов живет небольшая группа популярных среди аквариумистов тюлевых кардиналов (Pterapogon kauderni) с поперечным рисунком и один кардинал Кука (Apogon cookii), который хотя и окрашен в черно-белый цвет, имеет все-таки продольные полосы. В «банке» достаточно большое количество обрастаний: в распоряжении рыб, прежде всего, высшие водоросли, также несколько горгоний и немного дискоактиний. Для тюлевых кардиналов это как раз то, что нужно: они двигаются между водорослями и веточками горгоний, а точнее сказать, вверх и вниз – по их высоте. А вот кардинал Кука чувствует себя неуютно. И немудрено: он один, тюлевые его недолюбливают, ведь он для них пищевой конкурент. Да и к тому же двигается он уж очень нервно: вылетает, словно молния, из одного укрытия к другому, при этом по ходу за кем-то охотится, и снова прячется. В конце концов у меня появилась возможность улучшить его жилищное положение. Я пересадила его в более крупный рифовый аквариум со всевозможными кораллами и большим диадемовым морским ежом и не прогадала! Вот это да! Едва очутившись в воде, кардинал Кука тут же спрятался между ежовых иголок. Однако в способе его передвижения ничего не изменилось: он так же, как и прежде резко выскакивает из спасительных игл, если углядит вдруг что-то съедобное, и сразу же возвращается к «своему» ежу. Добавленный к тюлевому трио широкополосный кардинал с поперечным рисунком (Apogon angustatus) тоже не внес никаких изменений в жизнь рыбок: вчетвером они вели себя, как и раньше.

Сейчас с группой увлеченных студентов мы прорабатываем тему «Морфологические механизмы приспосабливания». А поскольку нам интересна не только теория, но и практика, был придуман следующий эксперимент. Выловив одного тюлевого кардинала и одного кардинала Кука, я на короткое время поместила их в абсолютно «голый» аквариум. Правда. Что они должны были там делать, я толком не знала…

Итак, вчетвером мы сели у аквариума и уставились на бедных дезориентированных рыбок. Немного успокоившись, оба испытуемых… взялись за старое: поперечнополосатый тюлевый кардинал «приклеился» к углу аквариума и начал медленно покачиваться то вверх, то вниз, а продольнополосатый кардинал Кука носился слева направо и назад – всегда стремительно и по прямой. Мои студенты принялись размышлять о различном типе движения в зависимости от строения тела: один плавает медленно, другой - быстро и т.д. Длинный и продольнополосатый против высокоспинного и поперечнополосатого? Не очень содержательный, но вполне пригодный подход. Лишь позже, когда я уже сидела одна и готовилась переселить моих измученных рыб обратно «домой», мне стало ясно, отчего все это происходит. В момент опасности и тот, и другой вид становятся необычайно быстрыми! Но один убегает по плоскости, так сказать, по горизонтали, а другой «катапультирует» вверх и почти выпрыгивает из аквариума! Первый с поперечными полосами, второй - с продольными! Не здесь ли собака зарыта?

С тех пор прошло много лет, но в рамках своих «Этологических упражнений» я неизменно предлагаю студентам выполнить это примитивное задание, порой с единственной целью – проверить их способность концентрировать внимание. Установка одна и та же: «Как плавают продольнополосатые рыбы? А как поперечнополосатые?» Для этого у нас имеются прозрачные пленки с нанесенными линиями измерений, которые легко приклеиваются к стеклу – достаточно наложить их и слегка придавить. Большинство рыб к ним привыкают быстро, некоторым такое «самоуправство» вообще не нравится (например, хирургам и ангелам), в результате чего приходится ждать несколько дней, пока они снова начнут вести себя «нормально». Один и тот же эксперимент проводится один, а то и несколько раз и дает массу данных, которые при неизменности метода исследования и постоянстве рыбьей стаи остаются константными! Однако время от времени появляются студенты, у которых результаты наблюдений совершенно не совпадают с ожидаемыми и объявляются «прорывом в науке». Подобные «прорывы» приходится залатывать: я провожу повторный эксперимент уже вместе с «мошенником», пытавшимся путем подтасовки результатов получить зачет, доказывая, что это не рыба ведет себя «ошибочно», а он (или она) не умеет наблюдать. Прошу прощения за это отступление: рассматривайте его в качестве заметки на полях!

Результаты

Если коротко, то результаты наших исследований были следующие: поперечнополосатые меняют траекторию движения чаще и плавают в основном в вертикальной плоскости. Продольнополосатые, напротив, относительно постоянно перемещаются в горизонтальной плоскости. Другие, не совсем однозначные, данные: «продольнополосатики» плавают быстрее, то есть за определенный период - у нас максимально 20 минут - они проплывают бóльшие дистанции. У «поперечнополосатиков», похоже, другие стратегии поиска пищи. Им требуется больше времени для приема пищи, которую они отщипывают или соскабливают. Если же они хищники, то подкарауливают свою добычу, прячась в укрытиях. Первые охотятся активнее, большинство из них планктоноядные рыбы. Тем не менее, все это относится только к рыбам, активным в дневное время, сумеречные охотники могут вести себя иначе (Chapman et al., 1996). И конечно, всегда существуют исключения, не вписывающиеся в эту схему, например, губаны-чистильщики: имеют великолепный продольный рисунок, но плавают то вверх, то вниз! Также в нашем исследовании мы не брали во внимание рыб-клоунов, поскольку среди них находится только один вид с единственной продольной линией - Amphiprion akallopisos, специальные механизмы приспособляемости которого очень не просто каталогизировать.

Такие способы поведения абсолютно разных семейств рыб можно не только наблюдать, но сравнить, облачив результаты в цифры. Поперечнополосатый острорылый иглобрюх Валентини (Canthigaster valentine) и поперечнополосатый «осужденный» хирург (Acanthurus triostegus) в течение 20 минут набирали и снижали высоту траектории своего движения 38–40 раз, при этом мы обращали внимание на разницу скорости обеих рыб (за одно и то же время иглобрюх проплыл 10 см, а хирург – все 80 см). Если же сравнивать рыб в рамках семейства или видов, то в случае с иглобрюхом Валентини и коричневополосым иглобрюхом (Canthigaster rivulata) это выглядит так: первый меняет высоту кривой движения 38 раз, второй – только 11. Время здесь не учитывалось, поскольку обе рыбы двигались одинаково задумчиво-медленно. Та же ситуация с хирургами: Acanthurus triostegus меняет высоту 38 раз, а Acanthurus sohal - 10! Правда, здесь нужно учитывать скорость передвижения рыб, так как Acanthurus sohal плавает намного быстрее. Чтобы добыть неопровержимые доказательства, следовало бы, конечно, измерить разницу показателей высоты движения у разных рыб (мы сделали это, но затем просто запутались в исчислениях), что более весомо подкрепило бы наши сегодняшние результаты. Возможно, методика выглядит сложной, однако таковой не является. Нужно знать только высоту и скорость движения, определить время (20 минут при полной концентрации мы выдержали) и фиксировать данные в рабочую таблицу. Разумеется, их можно было бы заносить сразу в компьютер, но ошибки лучше всего видны все же на бумаге. Приведу пример: чтобы выявить разницу в паре Acanthurus sohal vs. Acanthurus triostegus, потребовалось 4687 отдельных параметра, полученных за 5 лет, а в случае с иглобрюхами мы обошлись «всего» 761 параметром. Однако, внимание: если необходимо сравнить иглобрюха с хирургом, то берется одинаковое количество данных на каждую рыбу. В нашем эксперименте их было 700. В любом случае достаточно!

Что во всех этих (мне абсолютно несимпатичных) подсчетах отсутствует, так это важные методические предпосылки:

  • рыбы должны быть в идеальной форме;
  • метод содержания должен быть одинаковым;
  • во время наблюдений рыб нельзя кормить;
  • не экспериментировать на новых, только что приобретенных рыбах (иногда такое происходило, но потом результаты перепроверялись повторными опытами);
  • каждая рыба, выбранная для исследования, должна прожить в экспериментальном аквариуме минимум 6 месяцев (то есть находиться в своем нормальном, привычном окружении);
  • в целом «контингент» аквариума, где каждый «знает» каждого, не должен существенно меняться.


Этология – занятие для усидчивых

Раньше многие мои опыты рассматривались студентами-непоседами как небольшое развлечение. Но это было раньше, теперь настало время серьезных исследований. Что нас, и в особенности меня, занимает все больше, так это тот факт, что эксперименты удаются при самых разнообразных условиях. Ведь в действительности только в редчайших случаях аквариумная среда отвечает запросам и потребностям исследуемых рыб. При всем желании невозможно создать в нормальном аквариуме рыбье сообщество, близкое к естественному, посадить типичные кораллы, губки, водоросли, дать питомцам возможность добывать пищу естественным способом или предлагать им натуральные корма. Опыты так или иначе проходили в искусственной среде, а рыбы - эти легко приспосабливающиеся, да что и говорить, умные существа - хорошо справлялись с «невозможными» ситуациями. Но ведь в таких случаях их поведение должно было бы соответствующим образом измениться? Наши наблюдения, охватывающие маленькую, но фундаментальную область этологии, а именно способ передвижения, доказали, что так называемые «врожденные» стратегии поведения не меняются даже под влиянием абсолютно новой среды обитания.

Обладая таким знанием, начинаешь по-другому воспринимать, оценивать и, наконец, понимать плавающих то вверх, то вниз огненных рыб, растворяющихся в кораллах и горгониях благодаря рисунку из тонких, причудливых линий. Или, например, воинственных хирургов-сохалов, несущихся над рифом навстречу друг другу. Становятся ближе нежные апогоны, которые плавают горизонтально мимо пещер или между иглами морских ежей, рыбы-пинцеты, скрывающиеся в узких расщелинах между камнями, полосатые ангелы с вызывающими продольными полосами, патрулирующие на границе рифа, или поперечнополосатый малый ангел, почти невидимый среди дендронефтий. Сразу же становится понятно, почему у лирохвостых ангелов-зебр (Genicanthus melanospilos) почти одноцветные самки прячутся среди рыб-девушек, имеющих схожую окраску, а шикарно окрашенные самцы, словно подвешенные на нитку, танцуют над ними - вверх-вниз, вверх-вниз! Поперечнополосатые бабочки, дасциллусы и другие рыбы держатся преимущественно в коралловых зарослях, напоминающих структуру их рисунка, и двигаются в основном по вертикали. Приготовьтесь наблюдать, как ваша огненная рыба будет плавать между камнями, то набирая, то снижая высоту (так ей положено!). То же самое, только вдоль затененной стенки аквариума, будет проделывать маленький тюлевый кардинал, а продольнополосатый губан, например, Anampses neoguineacus, будет беспокойно «прыгать» из стороны в сторону, выискивая что-то у дна. А по-другому и быть не может. Ведь все они «угодили» в генетическую ловушку, из которой невозможно убежать.

А что же нам делать с одноцветными или пятнистыми рыбами, которые не укладываются в эту поперечно-продольную систему? Наблюдать дальше! Ответ обязательно найдется!