). Представители последнего подкласса все ископаемые. Удивительный камерный глаз головоногих развился у двужаберных - к ним относятся десятиногие (кальмары - Loligo и др. и каракатицы - Sepia и др.) и осьминоги (Octopus и др.). Глаза у двух этих отрядов похожи и считаются среди зоологов выдающимся примером конвергентной эволюции . Глаза не только практически идентичны у этих двух отрядов двужаберных, но и их структура и функция поразительно схожи с глазами рыб , хотя и построены из совершенно иных элементов. И это при том, что общий предок головоногих и рыб существовал около полумиллиарда лет назад в докембрийском периоде. Похоже на то, что за более чем 500 миллионов лет свободноплавающие позвоночные и головоногие нащупали аналогичные решения проблемы зрения. Интересующиеся философскими аспектами биологии могут поразмыслить над такой поразительной конвергенцией, (см также гл. 4), и над тем, что эволюционный отбор приводит к сходным решениям в очень удаленных друг от друга линиях. Два латеральных глаза двужаберных располагаются на стебельках по обе стороны головы и защищены соединительной тканью и хрящевидной капсулой. Глаза - крупные и выступающие над поверхностью тела. У небольшого осьминога Octоpus диаметр глаза 10 -15 мм, но у гигантского кальмара Architeuthis, по некоторым сообщениям, он может достигать почти полуметра (40 см)! Внешние мышцы глаза обеспечивает возможность глазному яблоку двигаться в глазной впадине; есть данные, что имеются и оптокинетические рефлексы, до некоторой степени схожие (хотя и более медленные) с рефлексами позвоночных. Радужина также снабжена мышцами, так что апертура зрачка может изменяться в ответ на изменения интенсивности освещенности. Перед хрусталиком располагается заполненная водянистой жидкостью полость, спереди ограниченная прозрачной роговицей. У некоторых видов передняя камера открыта во внешнюю среду и, потому заполнена морской водой. Позади хрусталика глазной бокал заполнен стекловидным телом, которое, как и у позвоночных, удерживает на месте сетчатку. Сам хрусталик удерживается на месте цилиарным телом, однако метод фокусировки радикально отличается от такового у позвоночных. Вместо изменения кривизны хрусталика цилиарные мышцы сжимают само глазное яблоко и, таким образом, передавая давление на стекловидное тело, сдвигают хрусталик вперед. Иными словами, глаз головоногого фокусирует свет на сетчатке подобно тому, как в фотокамере. Серебристый эпителий покрывает радужину и простирается еще несколько кзади. Рис 14.12 показывает поперечный срез типичного глаза головоногого.
Возможно, наиболее интересной особенностью глаза головоногих является их сетчатка . И у десятиногих, и у восьминогих фоторецепторы - рабдомерные и называются клетками ретинулы ( рис. 14.13а). Сетчатка белемноидов не страдает от нелепостей морфогенеза сетчатки позвоночных: клетки ретинулы не покрыты нейральной сетчаткой и не отвернуты от поступающего света, а примыкают к стекловидному телу и направлены к хрусталику. С другой стороны, клетки ретинулы схожи с палочками позвоночных (которые, естественно, являются клетками ресничного типа) тем, что в них выражены наружный и внутренний сегменты. Наружный сегмент - очень длинный и тонкий (200 - 300 мкм х 3 мкм), с двумя стопками микроворсинок, направленных в диаметрально противоположных направлениях и ортогональных длинной оси сегмента ( рис. 14.13б). Эти микроворсинки также очень длинные и тонкие (1 мкм х 0,06 мкм, т.е. 60 нм) и представлены во множестве - по 200 000 - 700 000 в каждом ряду. Существуют надежные данные, что фотопигмент родопсин концентрируется в мембранах микроворсинок. Середина наружного сегмента заполнена пигментными гранулами, которые мигрируют к внутреннему сегменту в условиях темноты. Есть данные, что сами наружные сегменты способны к сокращению - при интенсивном освещении. Внутренний сегмент располагает богатым набором митохондрий, пигментных гранул, мембран, называемых сомальными или миелоидными тельцами, там же располагаются ядра. От внутреннего конца внутреннего сегмента отходит аксон, образующий одно из волокон зрительного нерва, направляющегося в зрительную долю. Таким образом, клетки ретинулы, в отличие от палочек и колбочек позвоночных, являются нейросенсорными клетками.
В сетчатке осьминога Octopus около 2 х 107 ретинулярных клеток, и, как показывает рис. 14.13а , их наружные сегменты плотно упакованы и разделены лишь тонкими заполненными пигментом выростами опорных клеток. Перикарионы расположены под базальной мембраной, а нервные волокна, отходящие от их базальной части дают коллатерали, образующие плексиформный слой (сплетение). Этот слой также содержит глиальные клетки и эфферентные волокна из зрительной доли. Есть сведения о наличии щелевых контактов ( gap junction) между внутренними сегментами ретинулярных клеток, а также между мембранами эфферентных волокнами и волокнами зрительного нерва. Хотя такой плексиформный слой не может сравниться по сложности с плексиформным слоем сетчатки позвоночных (см. раздел Сетчатка), тем не менее, он дает возможность для первичной обработки зрительной информации. Основная же переработка информации происходит в расположенной поблизости зрительной доле ( рис. 14.14), которая иногда называется (по Кахалю) глубокой сетчаткой. Рис. 14.13б показывает, что наружные сегменты ретинулярных клеток образуют очень точную мозаику. Микроворсинки соседних ретинулярных клеток ориентированы под прямыми углами друг к другу. Это означает, что, когда глаз находится в естественном положении, микроворсинки ориентированы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Полагают, что это связано с хорошо известной чувствительностью головоногих к плоскости поляризации света (см. РЕДКИЕ ЧУВСТВА). Молекулярная биология зрения белемноидов в некоторых отношениях схожа, а в каких-то - отличается от позвоночных. Основным зрительным пигментом является родопсин. Как и у позвоночных, родопсин состоит из семидоменного белка опсина и хромофора. Кроме того, в миелоидных тельцах внутренних сегментов обнаружен еще один зрительный пигмент ретинохром , который участвует в регенерации родопсина. В большинстве случаев у белемноидов обнаруживается один тип родопсина с лямбда max от 470 до 500 нм. У одного из глубоководных биолюминесцентных кальмаров (Watasenia scintillans), однако, присутствует три типа родопсинов с лямбда max 470, 484 и 500 нм. Существенно ли цветовое зрение, возможность которого обеспечивается наличием трех различных фотопигментов, для жизни этих биолюминесцентных кальмаров - неизвестно.
Литература: Messenger, J. B., 1991 , ibid. Saibil, H. and E. Hewat, 1987 , "Ordered transmembrane and extracellular structure in squid photoreceptor microvilli", Journal of Cell Biology, 105, 19-28 Young, J. Z., 1962a , The retina of cephalopods and its degeneration after optic nerve section", Philosophical Transactions of Royal Society, B, 245, 1-18 Young, J. Z., 1962b , "The optic lobes of Octopus vulgaris", Philosophical Transactions of the Royal Society, 245, 19-58
С появления на экранах склочного« коллеги Пруля», головоногого профессора с планеты Океан, который посетил Землю в фильме« Через тернии к звездам», о мыслительных способностях осьминогов осведомлены и школьники. Но это привычное представление не дает нам как следует прочувствовать действительно поразительные возможности этих головоногих. Изучающий их уже много лет испанский биолог Антонио Барроу утверждает: иногда, пока люди не видят, осьминоги покидают свой аквариум, добираются до соседнего, где хранится рыба на корм, и, перекусив, тихонько возвращаются обратно. Они единственные беспозвоночные, обращение с которыми в Европе контролируется директивой 2010/63/EU, главные герои которой — родные нам млекопитающие.
Роман Фишман
Осьминоги возводят укрытия для потомства из подручных материалов и запоминают сложные «карты» окружающего ландшафта. Они крадут улов у рыбаков и легко добираются до лакомства, запертого под закручивающейся крышкой или даже в бутылочке с защитой «от детей» — задача, не всегда посильная и для взрослого. Весной 2016 года один из них сбежал из аквариума в Новой Зеландии, выбравшись в море через канализацию. Осьминоги различают людей и могут всерьез невзлюбить их. Они решают нестандартные задачи, с которыми ни само животное, ни его предки не встречались, подобно признанным умницам вроде собак, воронов или людей. Но если бы когда-нибудь в прошлом — или где-нибудь на другой планете-океане — им удалось развить полноценный разум, то это был бы разум, совершенно непохожий на человеческий и даже собачий.
Инопланетная нервная
От раковины предшественники головоногих отказались еще около 500 млн лет назад, предпочтя свободу и движение. Предки осьминогов, которых сегодня насчитывается около 200 видов, стали активными хищниками и потенциально доступными жертвами и, видимо, не могли не развить сложную, уникальную для беспозвоночных нервную систему. Она содержит порядка 500 млн клеток — больше, чем у крысы, и почти как в головном мозге кошки.
Наша централизованная, иерархически выстроенная нервная система кажется нам чем-то само собой разумеющимся. Однако животные демонстрируют, что все может быть устроено совершенно по‑другому.
Но нервная система осьминогов не сводится к мозгу в обычной для нас роли централизованного органа анализа и управления. Их лишенное скелета тело может изогнуться в любом месте и в любом направлении. Такая гибкость требует столь же сложного и гибкого контроля, и решение этой задачи у головоногих передано «на места» — крупным скоплениям нейронов, расположенным в теле. На центральный головной мозг приходится лишь около 10% клеток, на пару крупных зрительных долей — еще 30%. Остальные находятся в ганглиях конечностей и действуют более-менее независимо — недаром оторванное щупальце еще долго сокращается и двигается.
Когда человек открывает банку, его головной мозг, ориентируясь на сигналы органов чувств, выдает точные сигналы мышцам рук. Осьминогу, видимо, достаточно запустить нужную поведенческую реакцию; как именно ее реализовать и достать из закрытой банки краба, щупальца «решают» сами. Такая распределенная нервная система делает осьминогов чем-то вроде адептов ордена Безликих из «Игры престолов», позволяя им практически не иметь собственного облика, менять цвет, форму и даже текстуру поверхности. «Мыслящие ноги» самостоятельно справляются со сложными манипуляциями и превращениями, получая лишь общие указания из центра.
Морская технологическая
Почему осьминоги не стали доминировать в океанах так, как человек на суше? Причина кроется отнюдь не в нехватке интеллекта. Винить в этом стоит, скорее, некоторые весьма неудобные особенности их анатомии. Например, кровь головоногих использует гемоцианин, который содержит не железо, как наш гемоглобин, а медь. Она менее эффективна в доставке кислорода, поэтому на многие сложные задачи осьминогам просто не хватает «дыхания». Осьминоги не слишком социальны, не передают опыт из поколения в поколение и живут не более нескольких лет — каждому из них приходится начинать познание мира с нуля. Если б не эти факторы, головоногие и их родственники могли бы создать впечатляющие образцы разумности, и однажды двуногие «цари суши» вступили бы в великую войну с цивилизацией восьминогих «царей моря».
Мировой океан предоставляет достаточно средств для развития технологий. Подводные вулканы, приливы и отливы, солнце, волны и ветер могут служить источниками энергии. На дне скрываются ресурсы нефти и газа, залежи никеля, марганца и кобальта. Еще больше металлов извлекается из морской воды — для получения килограмма железа понадобится профильтровать лишь 50 тыс. м3. Разнообразие живых форм моря обеспечит хорошую основу для развития биотехнологий, включая биолюминесцентные средства освещения на основе глубоководных организмов и строительство с использованием коралловых полипов. Электролиз воды даст возможность получать кислород и водород — топливные компоненты, которые позволяют начать реактивное движение сперва в воде, а затем в атмосфере и ближнем космосе. Однако наша планета предоставляет для такого сценария не так уж много возможностей. Вода покрывает больше 70% ее поверхности, но по массе на нее приходится лишь около 0,05%. А между тем далекие экзопланеты состоят из воды на 10 и больше процентов. Например, сразу шесть планет системы Kepler-11 покрыты океанами целиком и на глубину в сотни километров. Возраст этой звезды оценивается в 8,5 млрд лет — примерно вдвое больше, чем нашей. Так почему бы в глубоких мирах-океанах под этим древним светилом не появиться разумным обитателям, подобным нашим головоногим? А если так, то почему бы однажды команде ученых с Kepler-11 во главе с новым профессором Прулем не попробовать вступить с нами в контакт?.. Если верить фильму, ждать осталось недолго, всего лишь до XXIII века.
10 удивительных фактов об осьминогах
1. Сетчатка их глаз содержит лишь один тип пигментов, позволяя видеть только в черно-белых тонах. Возможно, цветное зрение осьминогам дает особая анатомия зрачков.
2. Это единственные беспозвоночные, обращение с которыми в Европе контролируется директивой 2010/63/EU, в остальном посвященной «умным» млекопитающим.
3. В среднем на каждое щупальце приходится по 240 присосок, всего же их получается больше 1900.
4. Чернила некоторых головоногих дают стойкий коричневый цвет и с древности используются художниками. Название тона «сепия» произошло от Sepiida, то есть «каракатица».
5. У них три сердца, два из которых заняты только щупальцами, а одно омывает кровью внутренние органы. При плавании работа этого сердца останавливается, так что обычно они предпочитают ползать.
6. Аристотель считал их недалекими: «Осьминоги — создания глупые и сами подплывают к руке, если опустить ее в воду», — писал он в «Истории животных» за 350 лет до н. э.
7. Расшифрован полный геном осьминога O. bimaculoides. Длина его составляет 2,7 млрд пар оснований, почти как у человека и в разы больше, чем у любого другого беспозвоночного.
8. Чернила, которые они выбрасывают в случае опасности, не только маскирэксуют осьминога, но и токсичны. Осьминог, вовремя не покинувший собственное чернильное облако, может погибнуть.
9. Самка откладывает до сотен тысяч яиц и месяцами активно «вентилирует» их, ни на минуту не покидая гнездо. Это занятие полностью истощает и в конце концов убивает ее.
10. Самцы умирают еще раньше, после оплодотворения. Видимо, ни один осьминог еще никогда не встречался со своими родителями.
Жанна Резникова, доктор биол. наук, профессор Кафедры общей биологии НГУ
«Наравне с самыми «продвинутыми» видами млекопитающих и птиц головоногие способны к одной из высших форм обучения — подражанию. Еще в 1990-х было показано, что осьминог, наблюдавший за тем, как его сородич в соседнем аквариуме обучается выбирать предмет определенного цвета, впоследствии, решая эту задачу самостоятельно, выбирал предмет того же цвета, что и «учитель». Этот эксперимент с осьминогами подвергался критике как недостаточно строгий, однако недавно ученые убедительно продемонстрировали обучение по подражанию и у других головоногих — каракатиц».
Органы чувств и повадки головоногих
(по материалам статей «Сахалин»)
Глаз человека и глаз осьминога удивительно похожи не только своим устройством, но часто даже и выражением — странный факт, который всегда поражал натуралистов.
Роговица у глаза осьминога не сплошная, а с широким отверстием в центре. Аккомодация (установка зрения на разные дистанции — фокусировка) у человека достигается изменением кривизны хрусталика, а у осьминога — удалением или приближением его к сетчатке, подобно движению объектива в фотоаппарате. Веки осьминога смыкаются кольцевой мускулатурой и, закрывая глаз, затягивают его словно занавеской на кольцевой вздёржке.
Ни у кого из обитателей моря нет таких зорких глаз, как у осьминога и его родичей. Только глаза совы, кошки да человека могут составить им конкуренцию.
На одном квадратном миллиметре сетчатки осьминожьего глаза насчитывается около 64 тысяч воспринимающих свет зрительных элементов, у каракатицы еще больше — 105, у кальмара — 162, у паука же их только 16, у карпа — 50, у кошки —-397, у человека — 400, а у совы даже 680 тысяч.
И размер глаз у головоногих моллюсков рекорд-ный. Глаз каракатицы лишь в десять раз меньше ее самой, а у гигантского спрута глаза величиной с небольшое колесо. Сорок сантиметров в диаметре! Даже у тридцатиметрового голубого кита глаз не превышает в длину 10—12 сантиметров (в 200— 300 раз меньше самого кита).
Но самые необыкновенные глаза — у глубоководных кальмаров: у одних они торчат вверх теле-скопами, у других на тонких стебельках вынесены далеко в стороны, а есть н такие кальмары, у кото-рых (небывалое дело!) глаза асимметричные: левый в 4 раза больше правого. Как плавают эти животные: ведь голова у них неуравновешенная... Немалые, наверное, приходится им прилагать уси-лия, чтобы плыть вперед и не переворачиваться.
Профессор Джильберт Босс из Океанографи-ческого института в Майами (США) думает, что большой глаз приспособлен к глубинам, он соби-рает своей мощной оптической системой рассеян-ные там крохи света. Маленьким же глазом каль-мар обозревает окрестности, всплывая на поверх-ность. Это вполне возможно.
У кальмаров есть и совсем особенные глаза, не обнаруженные ни у кого в природе, — термоскопические. Они «видят»... тепло. На плавниках кальмара мастиготевтиса около 30 миниатюрных «термолокаторов», способных, оче-видно, воспринимать тепловые лучи. Темными точ-ками они рассеяны в коже. Под микроскопом вид-но, что орган состоит из шаровидной капсулы, наполненной прозрачным веществом. Сверху кап-сула прикрыта толстым слоем красных клеток - это светофильтр, он задерживает все лучи, кроме инфракрасных.
По-видимому, в термоскопических глазах каль-маров происходят фотохимические процессы такого же типа, как и на сетчатке обычного глаза или на фотопластинке. Поглощенная органом эне-ргия приводит к перекомбинации светочувствитель-ных (у кальмаров — теплочувствительных) моле-кул, которые воздействуют на нерв, вызывая в мозге представление о наблюдаемом объекте.
У гремучих змей Америки и щитомордников, которые водятся и у нас в Сибири, тоже есть на голове своеобразные термолокаторы, но устроены они иначе: по принципу термоэлемента.
Змеи при помощи термолокаторов разыскивают в темноте теплокровных грызунов и птиц, которые, как и всякое нагретое тело, испускают инфракрас-ные лучи.
А зачем термоскопические глаза кальмарам? Ведь на глубинах, где они обитают, нет теплокров-ных животных...
Нет ли? А кашалот? Этот прожорливый кит ныряет очень глубоко и охотится в морской бездне на кальмаров. Съедает их в день несколько тонн. Я просмотрел содержимое желудка нескольких сот кашалотов, добытых нашими китобойными флоти-лиями, и убедился, что большую часть меню ста-рины Моби Дика составляют глубоководные каль-мары. Сотни тысяч кашалотов пожирают ежеднев-но сотни миллионов кальмаров, преимущественно глубоководных.
Вот почему, отмечает И.Акимушкин, развились у жителей холодной пучины глаза, которые «видят» тепло. Местных теплокровных животных там нет, это правда, зато сверху, с сияющей лазури моря, втор-гаются в царство вечного мрака огромные прожор-ливые звери. Сигналы об их приближении подают кальмарам термолокаторы.
Осьминог-наседка
Однажды, пишет Фрэнк Лейн, в морском аква-риуме в Калифорнии осьминожиха по кличке Мефиста отложила яйца — маленькие студенистые комочки. Свои восемь рук Мефиста сплела наподо-бие корзины. Это было гнездо. Два месяца, пока осьминожиха вынашивала в нем яйца, она ничего не ела.
Если кто-нибудь из служителей осмеливался подбросить кусочек мяса к самой ее голове, Мефиста вспыхивала в гневе кирпично-красным цветом, освобождала руку из импровизированной корзины и отбрасывала любимую прежде пищу — ведь этот «мусор» мог попасть на ее драгоценные яйца!
Когда Мефисту не тревожили, она нежно пере-бирала яйца, покачивала их, словно баюкая, и поли-вала водой из воронки.
Но вот из яиц вывелись маленькие осьминожики (каждый размером с блоху) и, сверкая новыми нарядами, отправились на поиски приключений в водяные джунгли. Выводок покинул Мефисту — ее долг выполнен, однако ей по-прежнему необходимо было кого-то баюкать и оберегать. Увы! У нее остались лишь пустые скорлупки.
День за днем, по-прежнему отказываясь от пищи, Мефиста теперь уже бессмысленно обере-гала то, что давно следовало выбросить. Однажды утром ее нашли на прежнем посту, но Мефиста не проявляла бдительности. Кусочки пищи, обрывки водорослей окружали скорлупки, которым она отдала жизнь.
Другая осьминожиха, из Брайтонского аквари-ума, не была так безрассудна. Она отложила яйца (на иллюстрации) в углублении искусственной скалы (близко от стекла, так что за животными легко было наблюдать). Свое гнездо окружила крепостным валом, прита-щив несколько десятков живых устриц и нагромоз-див их друг на друга. За этой баррикадой устроилась сама, только выпуклые глаза выглядывали из крепости, зорко осматривая окрестности. Два самых длинных щупальца осьминожиха вытянула за укрепление, их концы постоянно извивались, слов-но выискивая возможных врагов.
Самка двухпятнистого осьминога, соотечествен-ница Мефисты, когда из бассейна, где она высижи-вала яйца, слили для очередной чистки воду, отка-залась покинуть свой пост. Уровень воды неумо-лимо понижался, осьминог-самец опускался вместе с ним, отступая шаг за шагом вслед за родной стихи-ей.
Но осьминожиха-наседка оставалась на суше 20 минут и, пока чистили аквариум, прикрывала яйца своим телом. И долго еще после того, как пущенная в бассейн вода вновь покрыла ее, осьминожиха не могла отдышаться.
Еще Аристотель заметил, что самки осьмино-гов, высиживая яйца, голодают в течение многих
недель. Лишь редкие осьминожихи решаются при-нять немного пищи вблизи от охраняемых яиц. Обычно же они ничего не едят месяц, и два, и даже четыре месяца, пока длится насиживание.
Аскетизм этот вызван стремлением предохра-нить яйца от загрязнения. Даже взрослые осьми-ноги не переносят несвежую воду. Поэтому насижи-вающие осьминожихи постоянно поливают яйца струей из воронки — промывают их. Все, что может гнить, изгоняется осьминогом из гнезда. Вода должна быть чистой: Ради этого осьминожихи голодают: боятся уронить даже крошки со своего стола на драгоценные яйца, в которых заключено будущее их вида.
Фанатичная преданность своим материнским обязанностям, продиктованная суровым инстин-ктом, часто наносит непоправимый вред здоровью осьминогов. Большинство из них погибает, дав жизнь новому поколению.
Дом в бутылке
Французские аквалангисты Кусто и Дюма, известные нашим читателям по книге «В мире без-молвия», нашли как-то недалеко от Марселя зато-нувшее древнегреческое судно. Трюмы его были набиты амфорами — огромными кувшинами, в которых греки хранили вино. Почти в каждой амфоре сидел осьминог. Гибель триеры, говорит Кусто, дала тысячу готовых квартир осьминогам, испытывающим, как видно, острый недостаток в жилплощади. «Несомненно, они населяли судно в течение двух тысячелетий». Входы в амфоры были забаррикадированы осколками посуды, раковина-ми, галькой, обрывками водорослей, которые «века-ми собирали верные своим привычкам осьминоги».
Страсть осьминогов к посуде, их стремление забираться в различные полые предметы известны давно. Сто пятьдесят лет назад об этом писал фран-цузский зоолог Орбиньи. Но еще раньше и с боль-шой выгодой для себя использовали эту осминожью страсть рыбаки с берегов Средиземного моря. Как использовали — расскажу несколько позже.
Самки осьминогов охотно забираются в боль-шие раковины морских улиток — ищут там безопас-ный приют для своего потомства, к которому, как мы уже знаем, относятся с трогательной преданно-стью. Одного осьминога извлекли вместе с яйцами из разбитой бутылки. Другого обнаружили внутри человеческого черепа, выловленного в Средизем-ном море вблизи Посилиппо. Осьминогу очень при-глянулось это мрачное жилище, и он ни за что не хотел его покинуть. Рассказывают про водолаза, которого до смерти напугал осьминог, забравшийся в брюки, лежавшие в каюте потонувшего корабля. Водолаз протянул к ним руку, а штаны вдруг подскочили и пустились наутек.
Однажды осьминога нашли внутри двухгаллонной бутылки, добытой со дна Ла-Манша. Гор-лышко бутылки было не больше пяти сантиметров в диаметре. Однако осьминог сумел протиснуть в него свое «резиновое» тело, ширина которого пре-вышала тридцать сантиметров. Канистра для бен-зина с потерпевшего аварию самолета тоже дала приют находчивой осьминожихе с ее многочислен-ными яйцами.
Небольшие осьминоги забираются внутрь рако-вин устриц, предварительно съев законного хозя-ина. Там присасываются сразу к обеим створкам и таким способом держат их плотно сомкнутыми. Зоолог М. Уэллс подобрал однажды на песчаных отмелях Флориды двадцать устриц, наполненных яйцами осьминогов. В пятнадцати раковинах прята-лись не пожелавшие покинуть свой выводок осьминожихи, а одна мамаша в раздумье сидела рядом, решая мучительную задачу — бежать или остаться?
Вопрос о том, как осьминоги открывают прочно сомкнутые раковины устриц, давно дискутируется в тевтологической науке. Две тысячи лет назад рим-ский натуралист Кай Плиний Старший полагал, что осьминоги хитростью овладевают крепостями, в которых прячутся лакомые моллюски. Запасаясь терпением и камнями, они подолгу будто бы дежу-рят у закрытой раковины. Как только она рас-кроется, осьминог тотчас бросает внутрь камень. Створки уже не могут сомкнуться, и осьминог пре-спокойно, как на блюде, съедает устрицу, а потом поселяется в ее доме.
История эта и ныне хорошо известна многим рыбакам с берегов Средиземного моря. Очевидно, о хитроумных проделках осьминогов они узнали не из античных манускриптов. Однако многие ученые относятся к рассказу Плиния с большим скептициз-мом.
Сделали такой опыт: в аквариуме дали голод-ным осьминогам плотно закрытые раковины мол-люсков, выдали им и камни. Стали наблюдать. Ось-миноги вели себя так, словно и понятия не имели о способе, рекомендованном Плинием Старшим.
Однако наиболее горячих энтузиастов эта неудача не остановила. Ведь хорошо известно, что многие животные ведут себя в неволе не так, как в природе. И вот, пишет Фрэнк Лейн, двум исследо-вателям удалось своими наблюдениями подтвердить старую легенду об осьминогах, бросающих камни в раковины моллюсков.
На островах Туамоту путешественник Уильмон Монард, вооружившись ящиком со стеклянным дном, через который ловцы устриц и жемчуга высматривают на дне добычу, много раз видел, как осьминоги нападали на устриц, бросая в их рако-вины куски коралла.
Реактивный двигатель
Мы переходим к описанию самого интересного органа головоногих моллюсков — реактивного дви-гателя. Обратите внимание, как просто, с какой минимальной затратой материала решила природа сложную задачу.
Снизу, у «шеи» кальмара (рассмотрим в ка-честве примера этого моллюска), заметна узкая щель — мантийное отверстие. Из нее, словно пуш-ка из амбразуры, торчит наружу какая-то трубка. Это воронка, или сифон, — «сопло» реактивного двигателя.
И щель, и воронка ведут в обширную полость в «животе» у кальмара: то мантийная полость — «ка-мера сгорания» живой ракеты. Всасывая в нее воду через широкую мантийную щель, моллюск с силой выталкивает ее затем через воронку. Чтобы вода не вытекала обратно через щель, кальмар ее плотно замыкает при помощи особых «застежек-кнопок», когда «камера сгорания» наполнится забортной водой. По краю мантийного отверстия расположены хрящевые грибовидные бугорки. На противоположной стороне щели им соответствуют углубления. Бугорки входят в углубления и прочно запирают все выходы из камеры, кроме одного — через воронку.
Когда моллюск сокращает брюшную мускулату-ру, сильная струя воды бьет из сифона. Отдача тол-кает кальмара в противоположную сторону.
Воронка направлена к концам щупалец, поэтому головоногий моллюск плывет хвостом вперед. Вот почему каракатица в «Тараканище» Корнея Чуков-ского «так и катится, так и пятится» — обстоятель-ство, которое, помню, очень смущало меня в дет-стве.
Реактивные толчки и всасывание воды в мантий-ную полость с неуловимой быстротой следуют одно за другим, и кальмар ракетой проносится в синеве океана. Если бы толчки были отделены друг от друга значительными промежутками времени, как у гребешка или эшны, то животное не получило бы особых преимуществ от такого передвижения. Чтобы ускорить темп реактивных «взрывов» и довести его до бешеной скорости, необходима, оче-видно, повышенная проводимость нервов, которые возбуждают сокращение мышц, обслуживающих реактивный двигатель.
Проводимость же нерва при прочих равных условиях тем выше, чем больше его диаметр. И действительно, у кальмаров мы находим самые крупные в животном царстве нервные волокна. Диаметр их достигает целого миллиметра — в 50 раз больше, чем у большинства млекопитающих, — и проводят возбуждение они со скоростью 120 мет-ров в секунду.
У трехметрового кальмара дозидикуса (он оби-тает у берегов Чили) толщина нервов фантасти-чески велика — 18 миллиметров. Нервы толстые, как веревки. Сигналы мозга — возбудители сокра-щений — мчатся по нервной «автостраде» кальмара со скоростью гоночного автомобиля — 90 километ-ров в час!
Кальмары, как ракеты, стремительно проносятся в толще океанских вод
Когда в начале нашего века были открыты эти сверхгигантские нервы, ими тотчас заинтересова-лись физиологи. Наконец-то нашли они подопыт-ное животное, у которого в живые нервы можно было вставлять игольчатые электроды. Исследова-ние жизнедеятельности нервов сразу продвинулось
Испуганный кальмар с помощью «реактивного двигателя» рывком уходит назад
вперед. «И кто знает, — пишет британский натура-лист Фрэнк Лейн, — может быть, «есть сейчас люди, обязанные кальмару тем, что их нервная система находится в нормальном состоянии».
Как осьминоги по суше путешествуют
С этими животными случаются самые невероят-ные происшествия.
Американский зоолог Пауль Батш рассказы-вает: однажды рыбаки поймали осьминога. Они хотели сварить его и съесть. Осьминог был неболь-шой — длиной около полуметра. Потом уже сообразили, что он притворился мертвым. Его положили в котел и развели под котлом огонь.
Повар отлучился ненадолго. Он вернулся и поднял крышку у котла, чтобы попробовать, какая из осьминога вышла похлебка. Котел был пуст, то есть в нем была вода, но осьминога в нем не было. Нашли его на крыше дома.
Когда в котле стало жарко, осьминог поднял крышку своей темницы. По дымоходу поднялся на крышу. Вылез через трубу, как заправский трубо-чист, и остановился в раздумье лишь перед новым
препятствием — воздушной стихией, которая вне-запно разверзлась перед ним.
Когда осьминоги отправляются в путешествия по суше, они уносят с собой частичку моря. Воду хранят в мантийной полости, плотно запирая все входы и выходы из нее. Запаса кислорода, раство-ренного в этой воде, мускусному спруту, например, хватает для дыхания на суше в течение четырех часов. Фрэнк Лейн рассказывает, что обычные ось-миноги, брошенные на дно лодки — их собирались потом разрезать для наживки, — жили без воды двое суток!
Мнение исследователей о том, с какой скоро-стью осьминоги передвигаются по суше, единодуш-ным не назовешь. По одним наблюдениям, спрут ползет по земле, преодолевая за минуту около вось-ми ярдов (430 метров в час). Другие утверждают, что осьминог бегает еще быстрее — человек ско-рым шагом с трудом будто бы догоняет его. Мой же собственный опыт говорит мне, что осьминог едва ли вообще в состоянии передвигаться по суше. Впрочем, может быть, как полагает советский исследователь головоногих моллюсков Н. Конда-ков, разные виды осьминогов обладают неодинако-вым умением ходить по земле. Осьминоги, о кото-рых сейчас будет рассказано, очевидно, принадле-жали к другим, более подвижным на суше видам, чем те, за которыми мне приходилось наблюдать.
Тэккер Эботт, американский зоолог, в книге о моллюсках описал похождения спрута, убежавшего из аквариума на Бермудских островах. Осьминог сам поднял крышку бассейна, в котором его дер-жали в плену, спустился на пол, вышел на веранду и направился к морю. Он проковылял по земле около 30 метров и был атакован полчищами муравьев.
Осьминог, завезенный на сушу, всегда безоши-бочно узнает, в какой стороне море. Он ползет к нему с такой прямолинейностью, что, как утверждают некоторые наблюдатели, скорее прой-дет через горящий костер, встретившийся на пути, чем отклонится на два шага от избранного курса. Какое чувство указывает ему правильную дорогу: обоняние или восприятие неведомых нам инфра- и ультразвуковых шумов моря? Пока это не ясно. В последние годы наука значительно продвинулась вперед в познании способов ориентировки живот-ных. Возможно, скоро будут разгаданы и таин-ственные способности осьминогов безошибочно находить свой дом.
Рыбаки в Ла-Манше поймали вместе с рыбой небольшого осьминога и бросили его на палубе. Через два часа вспомнили о нем, стали искать и нашли в... чайнике, который стоял в рубке. Осьми-ног взобрался по трапу на капитанский мостик и, конечно, не мог побороть своего природного влече-ния к посуде.
«Ги Джильпатрик, — пишут Кусто и Дюма, — рассказывает о том, как одного осьминога выпу-стили на свободу в библиотеке. Он принялся носи-ться вверх и вниз по полкам, швыряя книги на пол; это была, очевидно, запоздалая месть писателям!»
Сам Джильпатрик несколько иначе описывает это приключение. Он принес в библиотеку ведро с осьминогом, чтобы показать своим приятелям. Пока их дожидался, увлекся чтением. Вдруг слы-шит шум: осьминог, конечно, выбрался из ведра, проковылял по полу — этакий хроменький гномик! — и начал восхождение на стеллажи с книгами. С тру-дом добрался до третьей полки и остановился в изнеможении перед толстым томом. Видно, осьми-ног-альпинист надорвался — он побледнел и вдруг замертво рухнул на пол.
Возможно, была и другая причина его трагичес-кой кончины. Джильпатрик утверждает, что книга, которая произвела столь удручающее впечатление на осьминога, была его, Джильпатрика, собствен-ным сочинением...
Вкус осьминога
Даже ослепленные осьминоги видят свет. Вер-нее, ощущают его всей поверхностью тела. Оно у них очень чувствительное: в коже рассеяны осяза-тельные, светочувствительные, обонятельные и вкусовые клетки.
Вкус пищи, предлагаемой экспериментаторами, осьминоги распознавали не только языком. И даже главным образом не языком, а руками. Вся вну-тренняя поверхность щупалец (но не наружная) и каждая присоска участвуют в дегустировании пищи. Чтобы узнать, соответствует ли его вкусу предла-гаемое блюдо, осьминог пробует его кончиками щупалец. Если это съедобный кусочек, тянет его в рот, не считаясь с мнением других чувств, например осязания. Давали осьминогам пористые камни, смо-ченные мясным экстрактом. На ощупь можно было заключить, что предмет этот несъедобен, но щупальца-дегустаторы, соблазненные соком жар-кого, не обращали внимания на протесты осяза-тельных нервов. Осьминог подносил камень ко рту, пытался его разгрызть и лишь потом выбрасывал. Напротив, вполне съедобные куски мяса, но лишен-ные соков, осьминог с презрением отвергал, слегка коснувшись их кончиком одной из восьми рук.
Чувство вкуса у осьминога настолько тонко, что он, видимо, и врагов распознает на вкус. МакГинити, американский океанолог, выпустил из пипетки около спрута капельку воды — воду экспериментатор засосал в другом аквариуме поблизости от мурены, злейшего врага осьминогов. Спрут посту-пил соответственно имитированной ситуации: испу-гался, побагровел и пустился наутек.
Впрочем, это еще вопрос, каким чувством он распознал врага — вкусом или обонянием. Разница
между этими чувствами невелика, а у осьминогов и вовсе, похоже, ее нет. Мы уже знаем, что органы вкуса, способные отличать сладкое от кислого, горькое от соленого, расположены у осьминога помимо языка и губ еще и на внутренней стороне щупалец. Но щупальцами осьминог отлично распо-знает и запахи: запах мускуса и других пахучих веществ. Какое чувство оповещает, например, лишенного зрения спрута о том, где лежит мертвая рыба? Он безошибочно находит ее даже на рассто-янии полутора метров. Вкус? Обоняние?
Сытый осьминог не проявляет обычно интереса к пище — он не обжора, но отрезанное у того же осьминога щупальце, лишенное контроля: голов-ного мозга, упорно ползет за лакомым кусочком по-видимому, у осьминогов (и, конечно, у кальма-ров и каракатиц) вкус и обоняние неразделимы.
Осталось упомянуть еще об одном чувстве — о слухе. Слышат осьминоги или они ко всему глухи?
Наверное, немного слышат, если крикнуть им в самое ухо. Впрочем, сделать это не просто: сна-ружи осьминожье «ухо» найти нелегко. Никаких внешних признаков, которые указывали бы на его существование, нет. Но если разрежем хрящевой череп осьминога, внутри найдем два пузырька с заключенными в них кристалликами извести. Это статоцисты — органы слуха и равновесия. Удары звуковых волн колеблют известковые камешки, они каса-ются чувствительных стенок пузырька, и животное воспринимает звук, очевидно, как неясный гул.
Кристаллики извести сообщают осьминогу также о положении его тела в пространстве. Осьми-ноги с удаленными статоцистами теряют ориенти-ровку: плавают спиной вниз, чего нормальные животные никогда не делают, а то начнут вдруг вертеться волчком или путают верх и низ бассейна.
Почему у зайца шкура тонкая?
Попробуйте схватить ящерицу за хвост — хвост останется у вас в руках, а ящерица юркнет в щель в старом пне. Хвост у ящерицы скоро снова вырас-тет.
Схватите кузнечика за ножку-ходулю — он оторвет ее и ускачет на одной ноге.
Голотурия, спасаясь бегством, оставит в ваших руках ту половину, за которую вы успели схватить. А иные голотурии выбрасывают через рот, словно из катапульты, свой кишечник — на, мол, ешь, только меня оставь в покое!
У зайца нет длинного хвоста, как у ящерицы, с которым он мог бы при необходимости расстаться. Не может он пожертвовать и ногой, как кузнечик. Ведь быстрые ноги — его единственное спасение.
Другое дело — оставить в пасти хищника шерсти клок... Вот почему у зайца шкура тонкая. Схватит лисица зайчишку за бок, он рванется и убежит. Не была б у него кожа тонкая, как пергамент, не рва-лась бы легко, и косой так дешево не отделался бы.
На месте содранной шкуры у зайца не появится ни кровинки, и рана скоро зарастет новой шерстью.
Легко расстаются со своей шубой и другие зверьки. Садовая соня, маленькая, похожая на белочку зверюшка, «выскакивает» из своего хвос-тика, если хищник схватит за него. Пушистая
шкурка легко лопается, и соня убегает с голым хвостиком, но живая.
Суслик и бурундук, говорят, поступают так же.
А маленькая коричневая ящерица, что живет на островах Палау в Тихом океане, моментально выс-какивает из своей кожи, если вы накроете ее рукой. В руке останется тонкая шкурка, а голенькая яще-рица юркнет под камень.
Такое безжалостное, но спасительное самокале-чение ученые называют автотомией — саморазре-занием. Многие животные прибегают к этой опера-ции, чтобы избежать неминуемой гибели.
Автотомия — древнейшее средство страхования жизни — есть в арсенале защитных приспособлений и у осьминога. Восемь длинных рук, которые иссле-дуют каждую пядь незнакомого пространства, когда осьминог выходит на добычу, чаще других частей тела подвергаются опасности.
Щупальца прочные — ухватившись за одно, можно всего осьминога вытащить из норы. Вот тут спрут «автотомирует» себя: мышцы попавшего в плен щупальца спазматически сокращаются. Сокращаются с такой силой, что сами себя разры-вают. Щупальце отваливается, словно ножом отре-занное. Хищник получает его в виде выкупа за жизнь. Осьминог Octopus defilippi в совершенстве постиг искусство автотомирования. Схваченный за руку, он тотчас расстается с ней. Щупальце отча-янно извивается — это ложный маневр принесен-ного в жертву камикадзе: враг бросается на него и упускает главную цель. Отверженное щупаль-це долго еще дергается, а если отпустить его на сво-боду, пытается даже ползти и может присасывать-ся.
Осьминог отбрасывает обычно около 4/5 всей руки, хотя может оторвать щупальце и в любом другом месте. Ящерица не обладает такой свободой действия: она переламывает свой хвост только в строго определенной точке по заранее намеченной природой линии.
Рана на месте оторванного щупальца не крово-точит, кровеносные сосуды сильно сокращены и тем самым как бы сами себя зажимают. Кожа на конце обрубка начинает быстро нарастать на рану и затягивает ее почти всю. Приблизительно через шесть часов после автотомии кровеносные сосуды расширяются, и из пораненных тканей начинает слабо струиться кровь, которая плотным сгустком, словно тампоном, закрывает не затянутую еще кожей оперированную поверхность щупальца.
На вторые сутки рана полностью заживает, и на месте утерянного органа начинает расти новое щупальце. Через полтора месяца оно уже на 2/3 приближается к своему номинальному размеру.
Хотя автотомия и достаточно надежный способ страхования жизни, однако способ этот очень рас-точителен. А нельзя ли придумать какой-нибудь менее болезненный и более экономный заменитель самокалечения?
И такая замена была найдена природой.
Головоногие моллюски в процессе эволюции приобрели уникальнейшее чудо-оружие — черниль-ную бомбу. Вместо куска живой плоти кальмар выбрасывает перед раскрытой, чтобы съесть его, пастью грубую подделку собственной персоны. Он как бы раздваивается на глазах и недругу оставляет своего бесплотного двойника, а сам быстро исчеза-ет, очень довольный проделкой.
Но прежде чем рассказать об этом удивитель-ном приспособлении, смысл которого был отчет-ливо расшифрован биологами лишь сравнительно недавно, необходимо, хотя бы вкратце, описать, что такое чернила моллюска, для чего и где они образуются, так как именно из чернил кальмар изготавливает своего двойника.
Чернильная бомба
Издавна известно умение головоногих «пускать пыль в глаза». В минуту крайней опасности они выбрасывают из воронки струю черной жидкости. Чернила расплываются в воде густым облаком, и под прикрытием «дымовой завесы» моллюск более или менее благополучно уходит от погони. Ныряет в какую-нибудь расщелину или удирает, оставляя врага блуждать в потемках.
В чернилах содержится органическая краска из группы меланинов, близкая по составу к пигменту, которым окрашены наши волосы. Оттенок чернил не у всех головоногих одинаков: у каракатиц он сине-черного тона (в сильном разведении цвета «се-пии»), у осьминогов — черный, у кальмаров — коричневый.
Чернила вырабатывает особый орган — груше-видный вырост прямой кишки. Его называют чер-нильным мешком. Это плотный пузырек, разделен-ный перегородкой на две части. Верхняя половина отведена под запасной резервуар, в нем хранятся чернила, нижняя заполнена тканями самой железы. Ее клетки набиты зернами черной краски. Старые клетки постепенно разрушаются, их краска раство-ряется в соках железы — получаются чернила. Они поступают на «склад» — перекачиваются в верхний пузырек, где хранятся до первой тревоги.
Не все содержимое чернильного мешка выбрыз-гивается за один раз. Обыкновенный осьминог может ставить «дымовую завесу» шесть раз подряд, а через полчаса уже полностью восстанавливает весь израсходованный запас чернил. Красящая спо-собность чернильной жидкости необычайно вели-ка. Каракатица за пять секунд окрашивает изверг-нутыми чернилами всю воду в баке вместимостью в 5,5 тысячи литров. А гигантские кальмары извер-гают из воронки столько чернильной жидкости, что морские волны мутнеют на пространстве в сотню метров!
Головоногие моллюски рождаются с мешком, наполненным чернилами. Одна почти микроскопи-ческая крошка каракатица, едва выбравшись из оболочки яйца, тут же окрасила воду пятью чер-нильными залпами.
И вот какое неожиданное открытие было сде-лано биологами в последние десятилетия. Оказа-лось, что традиционное представление о «дымовой завесе» головоногих моллюсков следует основа-тельно пересмотреть. Наблюдения показали, что выброшенные головоногими чернила растворяются не сразу, не раньше, чем на что-нибудь наткнутся. Они долго, до десяти минут и больше, висят в воде темной и компактной каплей. Но самое поразитель-ное, что форма капли напоминает очертания выбросившего ее животного. Хищник вместо убе-гающей жертвы хватает эту каплю. Вот тогда она «взрывается» и окутывает врага темным облаком. Акула приходит в полное замешательство, когда стайка кальмаров одновременно, как из много-ствольного миномета, выбрасывает целую серию чернильных бомб. Она мечется туда-сюда, хватает одного мнимого кальмара за другим и вскоре вся скрывается в густом облаке рассеянных ею чернил.
Зоолог посадил кальмара в кадку и попытался поймать его рукой. Когда его пальцы были уже в нескольких дюймах от цели, кальмар внезапно потемнел и, как показалось Хэлу, замер на месте. В следующее мгновение Хэл схватил... чернильный макет, который развалился у него в руках. Обман-щик плавал в другом конце кадки.
Хэл повторил свою попытку, но теперь внима-тельно следил за кальмаром. Когда его рука вновь приблизилась, кальмар снова потемнел, выбросил бомбу и тут же стал мертвенно-бледным, затем невидимкой метнулся в дальний конец кадки.
До чего тонкий маневр! Кальмар ведь не просто оставил вместо себя свое изображение. Нет, это сцена с переодеванием. Сначала он резкой сменой краски привлекает внимание противника. Затем тут же подменяет себя другим темным пятном — хищ-ник автоматически фиксирует на нем свой взгляд — и исчезает со сцены, переменив наряд. Обратите внимание: теперь у него окраска не черная, а белая.
Хитра на выдумки природа.
Вильгельм Шефер считает, что, по-видимому, есть две группы головоногих моллюсков: одни производят быстро рассеивающиеся в воде чернила (типа дымовой завесы), чернила других изобра-жают в воде грубую модель их обладателя (типа чернильной бомбы).
Мне кажется, что каждый моллюск в зависимо-сти от обстоятельств может извергать чернила того или другого типа. Ведь чтобы чернильную бомбу превратить в дымовую завесу, достаточно неболь-шого препятствия, о которое ее можно предвари-тельно разбить.
В 1878 году Фредерик писал, что каракатица сепиола выбрасывает чернильные капли, похожие на нее по форме, и благодаря такой имитации спасается от хищников Но этому наблюдению не придали значения. Так нередко случалось и с другими открытиями, идущими вразрез с общепринятым мнением некоторых осьминогов внутри воронки есть такое препятствие: клапан, который перекрывает ее просвет. Когда нужно выбросить бомбу, клапан может быть плотно прижат к стенке воронки. Если моллюск чуть приподнимет его, он рассечет бомбу на мелкие осколки еще внутри сифона, и наружу извергнется рассеянное облако чернил.
Могут быть и другие способы предварительного взрыва бомбы: например, более сильное и резкое, под большим давлением, выбрасывание чернил или пульсирующие («жующие») движения самой ворон-ки. Возможно, что в преобразовании одной формы чернил в другую принимает участие и загадочный «орган воронки» — фигурное утолщение на ее вну-тренней стенке, о назначении которого существуют пока лишь одни сомнительные догадки.
У осьминога всё есть
Даже новорожденные осьминоги не остаются безоружными. Пока не развились еще их собственные боевые средства, малютки вооружаются ядовитыми стрелами медуз. Немецкий ученый Адольф Нэф ловил в Средиземном море личинок тремоктопусов — миниатюрных пелагических осьминогов и с удивлением обнаружил, что каждая личинка держит перед собой в слабеньких «ручонках» заграждение из обрывков щупалец медуз. Нэф решил, что стрекающие клетки, которыми усажены медузины щупальца, служат осьминожьим младенцам в качестве оружия.
Владеет ли еще какое-нибудь живое существо таким разнообразием защитных инстинктов и столь совершенной «боевой техникой», как головоногие моллюски?
У них есть: 1) восемь (или десять) мускулистых рук; 2) на руках когти и 3) сотни присосок; 4) хищный клюв; 5) яд; 6) глаза зоркие, как у орла; 7) инфракрасное зрение; 8) «реактивный двигатель»; 9) умение парить над морем; 10) запас воды за пазухой для путешествия по суше; 11) автотомия; 12) регенерация оторванных щупалец; 13) дымовая завеса; 14) чернильный «козел отпущения»; 15) наркотик для хищных рыб; 16) самый совершенный в мире камуфляж и, наконец, 17) огнеметы, прожекторы и опознавательные огни (о них узнаем в следующей главе).
Кобра вооружена только ядом, удав — силой могучего тела, заяц и лань — быстротой ног, орел — клювом и когтями. А у осьминога и ног восемь, и есть все перечисленные выше виды вооружения. Прав Джильберт Клинджел, утверждая: «Если бы осьминоги сумели преодолеть береговой барьер и выйти из океана на сушу, они, вероятно, заселили бы ее бесконечным множеством удивительных органических форм». Недаром Герберт Уэллс произвел своих марсиан от осьминогов.
Сила присосок
Исследуем присоски осьминога — самое опасное, по общему мнению, его оружие. Каждая присоска представляет собой не сосущий рот, как думал Виктор Гюго, а скорее миниатюрную медицинскую банку. В момент, предшествующий присасыванию, мускулистые стенки «банки» сокращаются, ее полость уменьшается; дно присоски, похожее на пистон, поднимается бугром, приближаясь вплотную к ее отверстию, которое плотно прилегает к телу жертвы. Затем все мускулы присоски быстро расслабляются, «пистон» опускается — внутренняя полость «банки» увеличивается, давление внутри нее резко падает, и она прочно присасывается.
Присоска диаметром в 2,5 миллиметра может удержать 47 граммов, а диаметром в 6 миллиметров — почти 170 граммов. На каждом щупальце осьминога их насчитывается до 100 и больше (в зависимости от вида и возраста животного). Допустим, что на каждом щупальце у осьминога 100 присосок диаметром в 6 миллиметров. На восьми щупальцах их будет 800. Вес, который они в состоянии удержать общими усилиями, равен в этом случае 136 килограммам. Конечно, это только теоретический подсчет суммарной присасывающей силы среднего осьминога. В действительности никогда все присоски не бывают приведены в действие одновременно, да и мускулатура животного едва ли выдержит нагрузку в 100 килограммов.
Обычно на каждом щупальце приходит в действие десяток, не больше, присосок. Если осьминог схватит человека, скажем, пятью щупальцами, а другими тремя будет держаться за камни, то его 50 присосок, приведенные в соприкосновение с противником, разовьют «силу притяжения», равную восьми с половиной килограммам.
Усилие небольшое, но его вполне достаточно, чтобы под водой подтянуть к себе взрослого человека. Приблизительно такие размеры отверстий присосок у осьминогов длиной около полутора-двух метров. В зависимости от вида и пола животного величина присосок сильно варьирует. Присоска осьминога (вверху) и кальмара (внизу). У первой в отличие от второй широкое основание и нет снабженного зубцами рогового кольца века (ведь в воде человек теряет более 95 процентов своего веса). Но это возможно лишь при одном непременном условии — схваченный человек не должен сопротивляться! Если же он сильно дернется, то мощь даже восьмисот присосок осьминога его не удержит. Одной рукой сильный человек может совершить рывок, равный по силе 200 килограммам. Популярный одно время цирковой силач Юджин Сэндоу показал на динамометре усилие в рывке двумя руками в 450 килограммов.
Кулак человека, выброшенный вперед в сильном ударе, обрушивается на противника тяжестью двадцатипудовой гири. Правда, под водой сопротивление среды значительно выше, и человек здесь более слабый боец, чем на суше. Однако и среди волн морской стихии, как показали испытания Принстонского университета, хороший пловец не уступает в силе акуле средних размеров (разумеется, без учета боевой мощи ее зубов), которая без труда справляется с любым осьминогом. Подтянуть к берегу пловца, привязанного к леске, оказалось труднее, чем акулу или меч-рыбу. Приборы подсчитали, что человек «на удочке» развивал на каждый килограмм своего веса тяговое усилие в триста граммов — почти вдвое больше, чем акула.
Вряд ли стоило бы серией этих примеров доказывать физическое превосходство человека над осьминогом, если бы очевидность такого положения всем была ясна. Напротив, многие сочинения об осьминогах переполнены драматическими эпизодами прямо противоположного свойства.
На рисунке сверху показана присоска осьминога, снизу - кальмара.
Осьминоги — самые известные из головоногих моллюсков, но, тем не менее, скрывающие много секретов своей биологии. В мире насчитывается 200 видов осьминогов, выделенных в отдельный отряд. Их ближайшими родственниками являются кальмары и каракатицы, а дальними — все брюхоногие и двустворчатые моллюски.
Гигантский осьминог (Octopus dofleini).
Внешний вид осьминога немного обескураживает. Все в этом животном неочевидно — непонятно, где голова, где конечности, где рот, где глаза. На самом деле все просто. Мешковидное тело осьминога называется мантией, на передней стороне она сращена с крупной головой, на верхней поверхности которой расположены выпуклые глаза. Рот у осьминогов крошечный и окружен хитиновыми челюстями — клювом. Клюв необходим осьминогам для измельчения пищи, так как целиком глотать добычу они не могут. Кроме того в глотке у них расположена особая терка, которая перетирает кусочки пищи в кашицу. Рот окружен щупальцами, число которых всегда равно 8. Щупальца осьминога длинные и мускулистые, их нижняя поверхность усеяна разновеликими присосками. Щупальца соединены небольшой мембраной — умбреллой. У 20 видов плавниковых осьминогов по бокам тела есть небольшие плавники, которые используются больше как рули чем двигатели.
Плавниковых осьминогов из-за крыловидных плавников, напоминающих уши, в английском языке называют осьминогами Дамбо.
Если присмотреться повнимательнее, то под глазами можно увидеть отверстие или короткую трубочку — это сифон. Сифон ведет в мантийную полость, в которую осьминог набирает воду. Сокращая мускулы мантии он с силой выдавливает воду из мантийной полости, тем самым создавая реактивную струю, которая толкает его тело вперед. Вот только получается при этом, что плавает осьминог задом наперед.
Чуть ниже глаза виден сифон осьминога.
У осьминогов довольно сложное устройство внутренних органов. Так, их кровеносная система почти замкнутая и крошечные артериальные сосуды почти соединяются с венозными. У этих животных целых три сердца: одно большое (трехкамерное) и два маленьких — жаберных. Жаберные сердца толкают кровь к главному сердцу, а оно направляет поток крови ко всему телу. Кровь у осьминогов… голубая! Голубой цвет обусловлен присутствием особого дыхательного пигмента — гемоцианина, который у осьминогов заменяет гемоглобин. Сами жабры находятся в мантийной полости, они служат не только для дыхания, но и для выделения продуктов распада (вместе с почечными мешками). Обмен веществ у осьминогов необычный, потому что азотистые соединения у них выводятся не в виде мочевины, а виде аммония, который придает мышцам специфический запах. Кроме того, у осьминогов есть особый чернильный мешок, в котором накапливается красящее вещество для защиты.
Воронковидные присоски осьминога используют присасывающую силу вакуума.
Осьминоги являются самыми интеллектуальными среди всех беспозвоночных животных. Головной мозг у них окружен особыми хрящами, которые удивительно напоминают череп позвоночных животных. У осьминогов хорошо развиты органы чувств. Наивысшего совершенства достигли глаза: они не только очень крупные (занимают большую часть головы), но и сложно устроены. Устройство глаза осьминога принципиально ничем не отличается от глаза человека! Видят осьминоги каждым глазом раздельно, но когда хотят рассмотреть что-то повнимательнее сближают глаза и фокусируют их на объекте, то есть и у них имеются зачатки бинокулярного зрения. Угол зрения выпуклых глаз приближается к 360°. Кроме того, в коже осьминогов рассеяны светочувствительные клетки, которые позволяют определять общее направление света. Вкусовые рецепторы у осьминогов расположены… на руках, точнее на присосках. У осьминогов нет органов слуха, но они способны улавливать инфразвуки.
Зрачки у осьминогов прямоугольной формы.
Окрашены осьминоги чаще в бурый, красный, желтоватый цвет, но они могут менять окраску не хуже хамелеонов. Смена окраски осуществляется по тому же принципу, что и у рептилий: в коже осьминогов расположены клетки-хроматофоры, содержащие пигменты, они могут растягиваться и сокращаться в считанные секунды. Клетки содержат только красный, бурый и желтый пигмент, попеременное растягивание и сокращение клеток разного цвета создает разнообразнейшие узоры и оттенки. Кроме того под слоем хроматофоров расположены особые клетки-ирридиоцисты. В них находятся пластинки, которые поворачиваются, меняют направление света и отражают его. В результате преломления лучей в ирридиоцистах кожа может окрашиваться в зеленый, голубой и синий цвет. Так же как и у хамелеонов смена окраски осьминогов напрямую связана с цветом окружающей среды, самочувствием и настроением животного. Испуганный осьминог бледнеет, а разгневанный краснеет и даже чернеет. Интересно, что смена окраски напрямую зависит от визуальных сигналов: ослепленный осьминог теряет способность менять цвет, ослепленный на один глаз меняет цвет только на «зрячей» стороне тела, некоторую роль играют и осязательные сигналы от щупалец, они тоже влияют на цвет кожи.
«Разъяренный» голубой рифовый осьминог (Amphioctopus marginatus) необычной окраски. В спокойном состоянии эти осьминоги бурые с голубыми присосками.
Самый крупный гигантский осьминог достигает в длину 3 м и весит при этом 50 кг, большинство видов среднего и мелкого размера (0,2-1 м в длину). Особое исключение представляют самцы осьминога аргонавта, которые значительно мельче самок своего вида и едва достигают длины 1 см!
Ареал обитания различных видов осьминогов охватывает почти весь мир, только в полярных областях их не встретишь, но все же они проникают на север дальше других головоногих моллюсков. Чаще всего осьминоги встречаются в теплых морях на мелководьях и среди коралловых рифов на глубине до 150 м. Глубоководные виды могут проникать на глубину до 5000 м. Мелководные виды обычно ведут малоподвижный придонный образ жизни, большую часть времени они прячутся в укрытиях рифа, между скал, под камнями и выходят оттуда только для охоты. Но среди осьминогов встречаются и пелагические виды, то есть такие, которые постоянно перемещаются в толще воды вдали от берегов. Большинство пелагических видов глубоководные. Осьминоги живут поодиночке и очень привязаны к своему участку. Активны эти животные в темное время суток, спят они с открытыми глазами (только сужают зрачки), во сне осьминоги желтеют.
Тот же голубой рифовый осьминог в спокойном состоянии. Эти осьминоги очень любят обустраиваться в раковинах двустворчатых моллюсков.
Бытует мнение, что осьминоги агрессивны и опасны для человека, но это не более чем предрассудки. В действительности реакцию угрозы аквалангистам демонстрируют только самые крупные виды и только в период размножения. В остальном же осьминоги трусливы и осторожны. Даже с равным по размерам противником они предпочитают не связываться, а от крупных прячутся всеми возможными способами. Способов защиты у этих животных множество. Во-первых, осьминоги могут быстро плавать. Обычно они передвигаются по дну на полусогнутых щупальцах (словно ползут) или медленно плывут, но при испуге могут совершать рывки на скорости до 15 км/час. Убегающий осьминог стремиться спрятаться в укрытии. Так как у осьминогов нет костей, то их тело обладает удивительной пластичностью и способно протиснуться в очень узкую щелку. Более того, осьминоги собственноручно сооружают укрытия, окружая расщелины камнями, ракушками и прочим мусором, за которым прячутся словно за крепостной стеной.
Осьминог в укрытии окружил себя строительным материалом — створками ракушек.
Во-вторых, осьминоги меняют цвет, маскируясь под окружающий ландшафт. Делают они это даже в спокойной обстановке («на всякий случай»), причем искусно имитируют любую поверхность: камень, песок, битые раковины, кораллы. Осьминог-имитатор из индонезийских вод подражает не только окраске, но и форме 24 видов морских организмов (морским змеям, скатам, офиурам, медузам, камбалам, и т.д.), причем осьминог всегда подражает тому виду, которого боится напавший на него хищник.
Осьминог-имитатор (Thaumoctopus mimicus), маскирующийся под лангуста.
На мягких грунтах осьминоги зарываются в песок, откуда торчит только пара пытливых глаз. Но все эти способы защиты ничто в сравнении с ноу-хау осьминогов — «чернильной бомбой». К этому способу защиты они прибегают только при сильном испуге. Уплывающий осьминог выпускает темноокрашенную жидкость из своего мешка, которая дезориентирует противника и не только… Жидкость влияет на нервные рецепторы, например, на некоторое время лишает обоняния хищных мурен, известен случай, когда жидкость попала в глаза аквалангисту и изменила его цветовосприятие, несколько минут человек видел все в желтом цвете. У мускусного осьминога чернила еще и пахнут мускусом. Более того, зачастую выпущенная жидкость не растворяется в воде мгновенно, а несколько секунд сохраняет форму… самого осьминога! Вот такую подсадную утку и химическое оружие подсовывает осьминог своим преследователям.
И это осьминог-имитатор, но уже притворяющийся скатом.
Наконец, если все ухищрения не помогли, осьминоги могут вступить в открытый бой с противником. Они проявляют несгибаемую волю к жизни и сопротивляются до последнего: кусаются, стараются перегрызть сети, пытаются мимикрировать до последнего вздоха (известен случай, когда осьминог, вытащенный из воды, воспроизвел на своем теле… строки из газеты, на которой лежал!), схваченные за одно щупальце, осьминоги жертвуют его врагу и отбрасывают часть руки. Некоторые виды осьминогов ядовиты, их яд не смертелен для человека, но вызывает отеки, головокружение, слабость. Исключение представляют синекольчатые осьминоги, их яд нервно-паралитического действия смертелен и вызывает остановку сердца и дыхания. К счастью, эти австралийские осьминоги невелики и живут скрытно, поэтому несчастные случаи с их участием редки.
Большой синекольчатый осьминог (Hapalochlaena lunulata).
Все осьминоги — активные хищники. Они питаются крабами, лангустами, донными моллюсками, рыбой. Подвижную добычу осьминоги ловят щупальцами и обездвиживают ядом, причем присасывающая сила щупалец велика, ведь только одна присоска крупного осьминога развивает усилие в 100 г. Раковины малоподвижных моллюсков они прогрызают клювом и перетирают теркой, яд также слегка размягчает панцири крабов.
Плывущий гигантский осьминог движется тыльной стороной тела вперед, а головой назад.
Кладка колючего осьминога (Abdopus aculeatus) проглядывает между щупальцами заботливой матери.
Самки осьминогов — образцовые матери. Они оплетают кладку руками и бережно убаюкивают ее, сдувают мельчайший мусор водой из своего сифона, все время насиживания (1-4 месяца) они ничего не едят и в конце концов погибают от истощения (у них иногда даже зарастает рот). Самцы также после спаривания гибнут. Личинки осьминогов рождаются уже с чернильным мешком и могут делать чернильную завесу с первых минут жизни. Кроме того маленькие осьминоги иногда украшают свои щупальца стрекательными клетками ядовитых медуз, которые заменяют им собственный яд. Растут осьминоги быстро, живут мелкие виды всего 1-2 года, крупные — до 4 лет.
Гигантский осьминог демонстрирует перепонку (умбреллу) между расправленными щупальцами.
В природе у осьминогов много врагов, ими питаются крупные рыбы, тюлени, морские львы и котики, морские птицы. Крупные осьминоги могут отобедать мелким сородичем, поэтому друг от друга они прячутся не меньше чем от других животных. Люди издавна охотились на осьминогов. Больше всего этих животных добывают в Средиземном море и у берегов Японии. В восточной и средиземноморской кухне существует много блюд с мясом осьминога. При ловле осьминогов используют их привычку прятаться в укромных местах, для этого на дно опускают битые кувшины и горшки, внутрь которых заползают осьминоги, затем их вместе с ложным домом подымают на поверхность.
Обыкновенный осьминог (Octopus vulgaris) Пауль «тянет жребий» — открывает кормушку.
В домашних условиях содержать осьминогов трудно, а в общественных аквариумах они желанные гости. Наблюдать за этими животными интересно, у них можно выработать элементарные условные рефлексы, некоторые задачи осьминоги решают не хуже крыс. Например, осьминоги прекрасно различают всевозможные геометрические фигуры, причем распознают не только треугольники, круги, квадраты, но и могут отличить лежащий прямоугольник от стоящего. При хорошем уходе они узнают ухаживающего за ними человека и приветствуют его, выползая из убежища. Самым знаменитым питомцем был обыкновенный осьминог Пауль из океанариума «Центр морской жизни» в г.Оберхаузен (Германия). Осьминог прославился тем, что безошибочно предсказывал победу немецкой сборной по футболу во время чемпионата мира в 2010 году. Из двух предложенных кормушек осьминог всегда открывал кормушку с символикой команды-победительницы. Механизм «пророчеств» так и остался неизвестным, умер Пауль в 2010 году в возрасте около 2 лет, что соответствует естественной продолжительности жизни.
Спрут - это представитель семейства головоногих моллюсков. В народе он более известен как осьминог, так как имеет восемь огромных щупалец. С древних времён об этом обитателе морей ходит множество легенд и мифов. Например, моряки верили в то, что в океане обитает гигантский спрут-кракен, способный утащить под воду целый корабль. Эти представители головоногих моллюсков образуют два подотрядами: осьминоги глубоководные (Cirrata) и осьминоги настоящие (Incirrata).
Размеры большинства осьминогов не превышают полметра, к крупным относят лишь осьминога обыкновенного, Аполлиона, осьминога Гонконгского и Дофлейна. Некоторые виды ядовиты. Обитают в субтропических и тропических морях и океанах, чаще всего в прибрежных скалистых зонах. Питаются рачками, моллюсками и рыбой. Дышат осьминоги жабрами, непродолжительное время могут находиться вне воды.
Анатомия и физиология спрутов
Спрут или осьминог являет типичным представителем головоногих моллюсков. Тело у них компактное, мягкое, округлое. Длина взрослого осьминога колеблется в диапазоне от 1 сантиметра до 4 метров . Масса спрута может достигать 50 килограмм.
На теле спрута имеется мантия, которая представляет собой кожаный мешок. Длина мантии у самцов достигает 9,5 сантиметра, а у самок - 13,5 сантиметра. У осьминога нет костей . Из-за этой особенности он может легко менять свою форму и пребывать в ограниченном пространстве.
У спрута есть восемь щупалец, которые соединены между собой. В качестве соединителя - тонкая перепонка. На щупальцах расположены присоски в 1−3 ряда . Количество присосок у взрослой особи может достигать двух тысяч. Одна присоска может держать примерно 100 грамм веса. При этом удержание происходит только за счёт работы мышц, а не за счёт прилипания.
Ротовое отверстие находится в месте, откуда растут щупальца. Рот оснащён двумя сильными челюстями , похожими на клюв птиц. В глотке имеется радула, похожая на тёрку, которая перемалывает еду. Анальное отверстие скрыто под мантией.
Обычный спрут может менять цвет . Эта происходит под влиянием сигналов, которые передаёт нервная система в ответ на внешнюю среду. В обычном состоянии спрут коричневый, в случае опасности - белый, а если разъярён - красный.
Глаза у осьминога похожи на человеческие: большие с хрусталиком и ориентированной наружу сетчаткой. Примечательно, что зрачки имеют форму прямоугольника.
Особенности организма спрутов
У этого головоного моллюска три сердца: одно отвечает за распределение крови по всему телу, два других - за проведение крови через жабры.
Спрут имеет высокоразвитый головной мозг и зачатки коры. Форма мозга напоминает бублик. Такая форма позволяет компактно расположить мозг вокруг пищевода. Головоногие способны воспринимать не только обычные звуки, но и инфразвук.
Также благодаря огромному количеству вкусовых рецепторов определяют съедобность пищи. По сравнению с другими беспозвоночными у осьминога очень большой геном . В нём 28 пар хромосом и примерно 33 тысячи кодирующих белки генов. По последнему показателю спрут даже опережает человека.
Образ жизни и поведение осьминогов
Осьминоги живут можно во всех морях и океанах в районе тропиков и субтропиков. Как правило, эти животные ведут придонный образ жизни в одиночестве. Селиться предпочитают среди камней и водорослей
. Могут селиться в пустых раковинах других подводных обитателей.
Для жизни выбирают логово с узких входом, но просторное внутри. Чистоту наводят с помощью воронки. Мусор и объедки внутри места обитания не держат. По твёрдой поверхности, даже по вертикальной, осьминоги передвигаются ползком с помощью щупалец.
Если спруту необходимо плавать, то для этого в полость, где у него расположены жабры, осьминог набирает воду и с силой выталкивают её в обратном движению направлении. Если требуется смена направления, то воронка, через которую выталкивается вода, поворачивается.
Любой из вариантов передвижения осьминога очень медленный, поэтому для охоты животное активно использует засады и изменение окраски для добычи пищи.
Главными врагами спрутов являются:
- дельфины;
- киты;
- морские львы;
- акулы;
- тюлени.
В случае опасности спрут часто спасается бегством , при этом выпускает тёмную жидкость из специальных желёз. Какое время эта жидкость держится компактно в воде, позволяя спруту скрыться. Некоторые зоологи считаются, что эти бесформенные пятна также играют роль ложных целей.
Кроме того, в случае захвата щупальца, оно за счёт сильного сокращения мышц может оторваться. Некоторое время щупальце продолжает двигаться, что позволяет спруту оторваться от врага.
Размножение спрутов
Периоды размножения приходятся на апрель и на октябрь. В отдельных областях сроки сдвинуты и выпадают на июнь и октябрь. Осьминог спаривается путём выделения сперматозоидов из мантии самца в мантию самки.
Самки осьминогов после оплодотворения откладывают яйца . Для кладки они выбирают углубления в грунте и устраивают гнездо, обкладывая его ракушками и камнями. Яйца у спрутов шарообразные, объединённые в группы по 8−20 штук.
В одной кладке может быть 80 тысяч яиц . Спрут ухаживает за яйцами, пропуская воду, убирая грязь и посторонние предметы. Пока яйца не вылупились самка остаётся у гнезда без еды. Случается, что она даже умирает после вылупления молоди.
Первые месяцы новорождённые осьминоги питаются планктоном и ведут только придонный образ жизни. Через полтора месяца они уже достигают 12 миллиметров и веса нескольких грамм, а по достижении 4 месяца весят около килограмма.
Из всей кладки только одна-две особи достигают до половой зрелости. Продолжительность жизни животных может достигать 4 лет, но как в среднем осьминоги живут 1−2 года .
Чем питаются спруты
Придонные спруты по характеру питания относятся к хищникам подстерегающего типа. Притаившись в своём убежище, они терпеливо подкарауливают проплывающих мимо рыб, крабов, омаров, лангустов
и стремительно бросаются на них, обволакивая своими длинными руками. Излюбленной пищей спрутов являются камчатские крабы.
Поймав краба, спрут несёт его, зажав щупальцами, как руками, в своё убежище. Иногда один осьминог тащит сразу несколько крабов. Ловят осьминоги также крупных бычков и камбал . Захват добычи происходит с помощью присосок на щупальцах. Их сила удивительна: присоска диаметром 3 сантиметра выдерживает 2,5-3,5 килограмма.
Это очень много, тем более что присосок у этих животных сотни. Для определения силы присосок были проведены очень остроумные опыты. Осьминогам, содержавшимся в аквариуме, бросали краба, привязанного к динамометру. Он мгновенно хватал краба руками и спешил скрыться с ним в убежище, но привязь не давала ему сделать это.
Тогда спрут прочно присасывался к крабу и начинал с силой тянуть его на себя. При этом он держал краба тремя руками, а остальными присасывался ко дну аквариума. Осьминоги весом около 1 килограмма и более могли развивать силу, равную 18 килограммам.
Вкус пищи осьминоги распознают не языком, преобразованным в тёрку, а руками. Вся внутренняя поверхность щупалец и присоски участвуют в дегустации пищи. Чувство вкуса у этих морских животных необыкновенно тонко, они даже врагов пробуют на вкус.
В пищу спруты предпочитают употреблять:
- Рыбу.
- Ракообразных.
- Морских животных и моллюсков.
Если капнуть около осьминога капельку воды, взятой из аквариума, где живёт мурена - злейший враг моллюсков, осьминог тут же побагровеет и пустится наутёк.
Как и многие другие головоногие моллюски, осьминоги принадлежат к хищным животным . Свою пищу они захватывают щупальцами и умерщвляют её ядом, а только потом начинают употреблять внутрь. Если жертва попалась с раковиной, то её осьминог разбивает своим «клювом», расположенным возле рта.
