Африканская слононосая рыба генерирует слабые электрические импульсы, чтобы ориентироваться в окружающей среде. Это чувство локализации, по-видимому, демонстрирует поразительное сходство со зрением, как теперь показывает исследование, проведенное Боннским университетом. Исследование показывает, что разные объекты имеют разные электрические «цвета». Рыбы используют эти цвета, например, чтобы отличить свою любимую пищу - личинок комаров - от других мелких животных или растений. Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
Слононосые рыбы ведут ночной образ жизни, а это значит, что они не могут полагаться на свои глаза при охоте за добычей. Но им это и не нужно: в хвосте у них есть что-то вроде «электрического фонарика», который они используют для генерации коротких электрических импульсов с частотой до 80 раз в секунду. Их кожа, особенно подбородок, похожий на хобот, покрыта электрорецепторами: маленькими датчиками, с помощью которых они могут измерять, как эти импульсы отражаются окружающей средой.
И в этом они стали чемпионами: своим электрочувством они могут определять расстояния, различать формы и материалы, различать мертвые и живые объекты. И более того: за доли секунды они могут определить, прячутся ли личинки комаров, их любимая еда, в гравии или песке на дне их среды обитания. Они могут делать это с большой точностью, практически не обращая внимания на личинок других насекомых.
Как они это делают, долгое время оставалось неясным. Объекты, безусловно, характерным образом изменяют интенсивность электрического сигнала - одни значительно его уменьшают, другие лучше отражают. «Однако этого недостаточно, чтобы четко идентифицировать животных-жертв», - объясняет Мартин Готвальд из Института зоологии Боннского университета. «Например, мощность сигнала также уменьшается по мере увеличения расстояния». Но есть и другая характеристика живых организмов: они также изменяют форму электрических импульсов. Но даже это изменение сигнала зависит от расстояния, размера и положения.
Комбинация двух характеристик сигнала может решить эти проблемы. Человеческий глаз работает аналогичным образом: его сетчатка содержит рецепторы для красного, зеленого и синего света. Затем наш мозг использует «соотношение смешивания» для вычисления цвета объекта, который мы видим. И это остается в значительной степени постоянным, независимо от того, насколько велик или далеко находится рассматриваемый объект.
Два разных типа рецепторов
Однако до сих пор не было доказательств того, что подобный процесс происходит у слононосых рыб. Тем не менее ясно, что у животных есть два разных типа электрических рецепторов. Один измеряет только интенсивность сигнала, другой дополнительно измеряет его форму. «Теперь мы смогли продемонстрировать, что рыба использует взаимосвязь между этими двумя измерениями, чтобы идентифицировать свою добычу», - объясняет профессор доктор Герхард фон дер Эмде, который руководил исследованием..
Сначала ученые определили, как интенсивность и форма сигнала локализации ведут себя по отношению друг к другу в зависимости от типа объекта. «Мы обнаружили, что это отношение всегда постоянно для одних и тех же объектов», - говорит фон дер Эмде. «И это применимо независимо от их расстояния или других параметров окружающей среды». «Поэтому личинка комара на самом деле имеет постоянный «электрический цвет», который явно отличается от цвета других личинок, частей растений, представителей того же вида или других рыб», - добавляет Готвальд.
Исследователи теперь изучили, в какой степени их лабораторные животные использовали эту информацию. Они подарили им различные электронные «мини-чипы» диаметром всего один миллиметр. Некоторые микросхемы давали разные электрические цвета; например, они светились, как личинки комаров или личинки других насекомых. Другие чипы были электрически «бесцветными», похожими на гальку.
Жажду чипсов
Эффект был поразительным: если чипсы были окрашены в цвет их любимой еды, слононосая рыба рефлекторно жевала. Они позволяли себя одурачить таким образом в 70 процентах случаев, хотя бутафорские блюда совсем не пахли типичной добычей. Даже после многочисленных экспериментов животные не научились избегать чипсов. Они в основном отвергали разноцветные чипы и даже полностью игнорировали электрически бесцветные. «Это может свидетельствовать о том, что цвет добычи запрограммирован в мозгу рыбы», - размышляет фон дер Эмде.
В этом есть смысл: электрические свойства живых существ (а значит, и их цвет) в решающей степени определяются их внутренней структурой. И это не может быть легко изменено. Поэтому для личинки комара едва ли возможно просто добавить камуфляж.