О боковой линии рыб и инфразвуковой локации

После прошедшей бури и обильных дождей вода в заливе помутнела. Хищники, еще неделю назад пировавшие на отмелях водохранилища, неподвижно и терпеливо дожидались своего часа в засадах, поджидая потенциальных жертв. Вот осторожно, «в разведку» двинулись из камышовых зарослей стайки плотвичек. В условиях отвратительной видимости старая многоопытная щука, занявшая боевой пост возле границы «яма - отмель», буквально всем телом воспринимала разнообразные гидроакустические сигналы: полагаться на безотказное обоняние после дождей, привнесших в воду огромное количество пахнущих веществ, не приходилось.

Далеко в стороне протарахтела моторка, всплеснул на поверхности потревоженный сом, с шумом и плеском вломились в камыши непоседливые лысухи с выводком… Звуковые колебания водной толщи, ослабленные расстоянием, достигли тела хищницы, преобразовались в слабые нервные импульсы, но… это была не добыча!

Внезапно словно электрический импульс пронзил щуку - где-то на расстоянии не более трех метров слабые вибрации указывали на появление долгожданной жертвы. Волновые сигналы становились сильнее – рыба приближалась. Определив «на ощупь» удаленность, направление движения, размер и скорость обреченной жертвы, щука со стремительностью разворачивающейся пружины бросает тело вперед. Мгновение – и невидимая ранее плотвичка забилась в зубастой пасти хищницы…

Локация – способ ориентации в пространстве, обнаружения и опознавания движущихся в пространстве объектов.

Акустическая локация - процесс посылки и приема отраженных звуковых или ультразвуковых сигналов в водной среде.

Рыбы, как и другие животные, ориентируются в пространстве и получают информацию об окружающей их среде при помощи органов зрения, слуха, осязания, обоняния, вкуса. Правда, до конца XIX века существовало мнение, что рыбы – очень примитивные, глупые существа, не обладающие не только слухом, осязанием, но даже развитой памятью. Несмотря на публикацию интересных материалов, опровергающих эту точку зрения (Паркер, 1904 – о наличии слуха у рыб, Ценек, 1903 – наблюдения за реакцией рыб на звук и др.), даже в 40-х годах некоторые ученые придерживались старых воззрений.

Однако вскоре оказалось, что рыбы прекрасно слышат низкие звуки от 50 Гц (для сравнения: частота звука гитарной струны – 40 Гц), а по чувствительности к звукам, лежащим в диапазоне от 500 до 1000 Гц, слух рыб не уступает слуху млекопитающих. Обитатели царства Нептуна – чемпионы по количеству своеобразных химических рецепторов – вкусовых почек. Вся полость рта рыб от пищевода до губ буквально усыпана ими. У многих рыб они находятся на усиках, губах, голове, плавниках и даже разбросаны по всему телу. Вкусовые почки информируют хозяина обо всех веществах, растворенных в воде. Рыбы могут ощущать вкус даже теми частями тела, где нет вкусовых сосочков – с помощью обычных кожных покровов. (Кстати, среди биологов существует мнение, что так называемый «стук» окуня или щуки по блесне, когда хищник с закрытой пастью бьет по приманке, не схватывая ее, - это специфическое «ощупывание» и «обнюхивание» ими странной жертвы).

В настоящее время достаточно хорошо изучено зрение рыб. Известный американский ученый Роберт Вуд впервые показал, как рыбы могут видеть из воды. Острота зрения у морских и пресноводных рыб зависит от прозрачности воды, ее вязкости. В прозрачной воде (например, в наших водохранилищах зимой) рыбы практически могут видеть на расстоянии 15 м, однако четко различают предметы, их форму, цвет в пределах 1-1,5 м.

Кроме вышеперечисленных пяти органов чувств, природа вознаградила рыб особым органом восприятия колебаний движения и движения воды – боковой линией.

Известно, что акустическое давление в воде в 2 раза больше, чем акустическое давление в воздухе. Вода практически не сжимаема, плотность ее в 800 раз превосходит плотность воздуха. Все это создает благоприятные условия для распространения в водной среде колебаний, вихрей, струй, вызываемых движением различных тел. органы боковой линии рыб предназначаются для улавливания как механических смещений частиц воды, так и звуков (преимущественно низких частот). Любое существо, передвигающееся вблизи рыбы, вызывает хотя бы небольшое движение воды и тем самым обнаруживает себя. Чувствительность боковой линии рыб удивительна: в опытах рыбы улавливают движение стеклянного волоска толщиной 0,25 мм на расстоянии от 20 до 50 см.

Что представляют собой органы боковой линии и как они функционируют?

По обоим бокам тела рыбы визуально обнаруживаются пунктирные линии, идущие от головной части к хвосту рыбы. Присмотревшись внимательнее, можно обнаружить, что каждый пунктир представляет собой канал или борозду, заполненную слизью. Чувствительные клетки боковой линии собраны в почкообразные группы и спрятаны в каналы, которые омываются водой. Тела чувствительных клеток содержат волосок, который при воздействии воды на слизь в канале сгибается и посылает сигнал в слуховой центр рыбы. Такие волосковые клетки называются невромастами. Невромасты органов боковой линии густо покрывают голову и боковую поверхность у медленно плавающих придонных рыб. У малька леща, например, имеется почти 2000 таких клеток. Они позволяют мальку воспринимать детальную картину струйных течений, узнавать о направлении пробега волн на поверхности воды, ориентироваться (без помощи зрения) в рельефе дна, движениях добычи или соседей по стае, даже знакомиться с формой предметов, обмахивая их с расстояния 3-4 см плавниками. Слепой окунь, например, отыскивает движущегося, прыгающего мотыля с расстояния до 4 см, незнакомые предметы обследует с расстояния, направляя в их сторону колебания и токи воды, создаваемые движением грудных плавников, жаберной крышки, рта и хвоста. Несмотря на название, органы боковой линии обнаруживаются по всему телу, вплоть до плавников. У щуки они легко обнаруживаются на нижней челюсти в виде отверстий в коже – генипор.

Фактически, боковая линия выполняет функцию дистантного осязания. Для рыб оно более необходимо, чем зрение. Заядлые рыболовы небезосновательно утверждают, что при ловле щук не имеет значения, как выглядит блесна, - достаточно, чтобы она просто поблескивала в воде. Гораздо важнее, как она движется и вибрирует при проводке. Установлено, что боковой линией как хищников, так и мирных рыб, прекрасно улавливаются инфразвуки, которые образуются в результате срыва вихрей с поверхности любых обтекаемых тел (рыб, приманок, лодок, подводных охотников и т.п.). Инфразвуковые шумы очень «громки» при резких изменениях скоростей рыб (бросках, поворотах, ускорениях) и наиболее интенсивны у рыб с плохо обтекаемой формой тела. Мирные рыбы, улавливая инфразвуковые колебания от приближающихся объектов, больших по размерам, спасаются бегством; хищные рыбы, ориентируясь на инфразвуковые шумы от мелких объектов – вероятных жертв, приближаются к источнику звука. Многие спиннингисты порой по наитию используют определенные методы проводки или любой иной приманки, не подозревая о подоплеке этих методов. Например, дают приманке после заброса полежать на дне и резким рывком, «отрывая» ее от дна, начинают следующий цикл проводки. При стремительном «прыжке» приманки (блесны, джиг-головки с виброхвостом, твистером и т.д.) образуются мощные вихревые потоки – источники инфразвуковых колебаний. Спиннингисты отмечают, что хватки щуки, окуня, судака случаются буквально на первом метре проводки. Кроме того, приобретают все большую популярность так называемые акустические шумящие блесны. Автор неоднократно использовал при ловле окуня и щуки тяжелые вращающиеся блесны с большим углом отклонения лепестка (блесны типа «Флаттер»). При проводке приманка идет в толще воды очень «туго», с ощутимым гулом, а ее рабочие качества и уловистость сравнимы в одних и тех же условиях с колеблющимися блеснами типа «Ложка» и «Шторлек».

Обнаружение рыбами подводных предметов – это пассивная локация. Рыб можно с уверенностью назвать первыми животными, которые научились владеть активной локацией. Она основывается на том, что при движении в воде любой предмет вызывает ее волнообразные колебания. Волны давления, распространяясь впереди плывущей рыбы, движутся гораздо быстрее ее. Колебания первыми докатываются до встречных предметов (камней, коряг), отражаются от них, возвращаются назад и улавливаются волосковыми клетками органов боковой линии. Примечательно, что у глубоководных рыб боковая линия развита лучше, чем у живущих на мелководье.

Если рыба сплавляется по течению, т.е. когда частицы воды перемещаются вместе с рыбой, то боковая линия не работает, рыба ориентируется только зрительно. Если она преодолевает течение и находится в турбулентном потоке, боковая линия постоянно воспринимает токи воды, обеспечивая ориентацию рыбы без помощи зрения.

Выше отмечалось, что органы боковой линии рыб хорошо воспринимают звуки низкой частоты. От чего они возникают? Шаги рыболова на берегу, падение тела или рюкзака (лодки) на мягкий песок или грунт вызывают излучение низкочастотных колебаний. Учитывая, что в воде звук распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе, (за 1 секунду он преодолевает более 1,5 км!) можно понять, почему на рыбалке необходимо соблюдать тишину. Причем, сидя на берегу, разговаривать вполголоса можно, так как по касательной на границе воздух-вода отражается около 99,9% энергии звука. Но беседовать или возиться в металлической лодке, находясь на рыбалке, не рекомендуется: морские рыбы (треска, ставрида) улавливают звуки на поверхности на расстоянии до 10 м, пресноводные (карп, карась, щука) – до 5 м.