А во лбу звезда горит

В вечном мраке глубин обитает немало животных, которые или совсем утратили глаза, или они у них заросли, скрылись под кожей и не способны воспринимать световые лучи. Это кажется естественным. Однако и на пяти‑семикилометровой глубине встречаются рыбы и ракообразные, и таких здесь довольно, владеющие огромными глазами. Большинство из них никогда не поднимается к поверхности, куда проникают солнечные лучи, но их глаза не только не деградировали, а, напротив, приспособлены для использования в условиях минимальной освещенности. Зачем же обитателям бездны понадобились глаза?

Глубоководным животным, лишившимся возможности пользоваться естественным светом, не оставалось иного выхода, как обзавестись собственным освещением. Нигде на нашей планете фонарики не используются так широко, как в океане. Конечно, подводные осветители обладают разной квалификацией. У одних способность продуцировать свет находится в самом зачатке, другие смогли обзавестись мощными прожекторами, умеют устраивать красивые иллюминации или великолепнейшие фейерверки.

Совершенно непонятно, какими принципами руководствовалась администрация Посейдона, предписывая одним подданным обзаводиться освещением, а другим запрещая это делать.

Глубина обитания большого значения не имеет. Многие светящиеся организмы коротают свой век у самой поверхности океана. Но ведь ночи, особенно в тропиках, бывают достаточно темными, и потребность в свете может ощущаться на любой глубине. Фонарики имеют и убежденные домоседы, обосновавшиеся на дне, и планктонные организмы, и самые быстроходные стайеры океана – рыбы и кальмары.

Живой свет возникает в результате высвобождения энергии при сложных химических реакциях. В качестве «керосина» используются специальные вещества, называемые люциферинами. Об их химической природе известно мало. Общим для большинства люциферинов является то, что свечение возникает в результате их окисления с помощью специальных ферментов люцифераз.

Характерная особенность реакций, порождающих свет: выделяющаяся в результате окисления энергия не превращается в тепло, а используется на специфическое возбуждение молекул, способных выделить энергию в виде фотона. У рачков ципридиний, относящихся к классу ракушковых, на окисление 1 молекулы люциферина используется всего 1 молекула кислорода, в результате чего выделяется 1 молекула углекислого газа. Ну а свет? Оказывается, эффективность люциферинов у разных животных неодинакова, но в общем достаточно высока. У разных организмов в свет переходит от 10 до 50 процентов химической энергии, высвобождающейся при окислении люциферина. Это значительно больше, чем у современных ламп накаливания.

Количество испускаемого света зависит от энергоемкости люциферина. Ципридинии, медузы эквории и бактерии должны окислить свыше 3 молекул люциферина, чтобы получить всего 1 фотон. Известны моллюски с более эффективным люциферином, производящим на три окисленные молекулы 2 фотона, а самые квалифицированные осветители синтезируют первоклассный люциферин, способный при окислении 100 молекул обеспечить испускание 90 фотонов. Почти один фотон на одну молекулу «керосина». Общее количество света, испускаемое отдельным световым органом, внушительно. У рыбы‑мичмана каждый «фонарик», а их на теле небольшой рыбки длиной 25–35 сантиметров не меньше 300, испускает за 1 секунду миллиард фотонов.

Морские организмы используют несколько способов свечения. У одних животных гранулы люциферина находятся в клеточной протоплазме и там же окисляются. У них светятся ткани тела. У других животных люциферин выделяется в составе слизи, покрывающей кожу. Сами кожные покровы света не испускают. Наконец, существуют животные, способные выбросить облачко светящейся жидкости, выработанной специальными железками.

Многие морские организмы, охотно пользующиеся освещением, не умеют вырабатывать ни люциферина, ни люциферазы. Эту функцию выполняют многочисленные помощники – микроорганизмы, а их хозяева ограничиваются тем, что создают для крохотных светотехников подходящие условия существования да еще заботятся о рациональном использовании света своих фонариков и прожекторов.

У одноклеточных животных гранулы люциферина равномерно распределены в протоплазме маленького тела. Крошечные существа не располагают достаточными материальными ресурсами для длительного свечения. Маленькая ночесветка зажигает огонь лишь в ответ на механическое воздействие. При этом светится все ее тело. Днем свет невидим, но ночью малявки вспыхивают на гребнях волн, как искры, вылетающие из‑под быстро вращающегося точила.

Ночесветки обитают и в Черном море. Это они создают здесь неповторимые по красоте световые эффекты. Потревоженные движением воды от проходящего судна или в зоне морского прибоя, они на несколько мгновений вспыхивают ярким светом, чтобы, израсходовав запас энергии, погаснуть. Изумительное зрелище представится пловцу тихой августовской ночью, когда в море скопилось много перидиней. Каждое движение вызывает фейерверк. За стеклом подводной маски в разные стороны разлетаются тысячи искр, словно горят десятки бенгальских огней. Зрелище настолько восхитительно, что раз увидевший его запомнит на всю жизнь.

Моллюски, ракообразные и рыбы пользуются специализированными светильниками. Наиболее совершенные из них по своему устройству напоминают прожектор и могут использоваться для избирательного освещения определенного участка пространства. Снаружи световой орган одет темной непрозрачной оболочкой. Внутри она блестящая, хорошо отражающая свет, – это рефлектор. В передней части находится прозрачная линза, концентрирующая световой поток. Внутри – светящаяся в темноте слизь. Края линзы содержат большое количество пигментных клеток. Они выполняют роль диафрагмы, регулирующей размер отверстия, а значит, и ширину светового луча.

В случае необходимости линза полностью теряет прозрачность, и прожектор «выключается». Часто для этого используется шторка – специальная кожная складка, заслоняющая линзу, как веко прикрывает глаз. Еще оригинальнее выключатель у каракатиц. Их фонарики бывают территориально совмещены с чернильным мешочком. Если фонарь нужно выключить, каракатица выпускает в мантийную полость немного чернил. Они покрывают тонкой, но светонепроницаемой пленкой поверхность фонарика, и свет гаснет.

Прожектор, если он действительно используется для освещения, должен располагаться в передней части тела, на голове животного или даже у него на глазах. Огромные глазные яблоки моллюсков, рыб и ракообразных позволяют разместить целое ожерелье фонариков. Направление пучка света, испускаемого прожектором, согласовано с направлением оптической оси глаза. Это упрощает управление освещением. Животному достаточно повернуться в сторону заинтересовавшего объекта или посмотреть на него, и он освещен.

Свет, испускаемый живыми организмами, может быть белым, сине‑зеленым, рубиново‑красным, фиолетовым. Иногда животное снабжено фонариками 3–4 цветов. Для глубоководных организмов более характерен коротковолновый свет, так как для голубых лучей морская вода прозрачней, да и глаза подводных обитателей к ним более чувствительны. Цвет зависит от природы молекул люциферина, от величины энергии перехода электрона на более близкую к ядру орбиту, а также от характера светофильтров, через которые он проходит, и от оптических свойств рефлекторов.

Для поддержания в светильнике «огня» могут использоваться светящиеся бактерии. У рыб они находятся внутри прожектора. Лишь у большеглазовых рыб, апогонов и у малого фонареглаза бактерий в световых органах пока не обнаружили. Видимо, люциферин синтезируется прямо в тканях. Яркий свет подавляет собственное свечение животного или разрушает люциферин. Обитатели верхних слоев океана светятся лишь ночью.

О том, как подданные Посейдона пользуются своими светильниками, известно значительно меньше, чем об интимных механизмах свечения. Попробуйте догадаться, зачем небольшой рыбке апогону, обитающему в получившем со времен вьетнамской войны печальную известность Тонкинском заливе, три отличных прожектора, находящихся в его пищеводе? Может быть, для того, чтобы пойманная добыча не стремилась вырваться, а своим ходом старалась протиснуться в глубь пищеварительного тракта?

Свет помогает обитателям океана решить несколько проблем. Главная, видимо, коммуникация, потребность общения. Как в непроглядной мгле на необозримых просторах океана самцу найти себе пару? Как отбившемуся от своей стаи кальмару вернуться в родной коллектив? Обоняние для поисков непригодно. Вода в глубинах океана перемещается крайне медленно, и запах далеко не распространяется. Звуки тоже не годятся. Они слышны на значительных расстояниях и привлекут внимание врагов. Слабый свет живых фонариков издалека не виден. Им удобно пользоваться в своем мирке. Найти иголку в стоге сена живой свет не поможет, но и разминуться накоротке не позволит.

Эвкариды – крохотные рачки. В полярных районах ими кишит океан. Однако заметить рачков, пока они, зависнув у поверхности, сохраняют неподвижность, практически невозможно. Рачки не имеют пигмента, и поэтому прозрачны. Это помогает им спасаться от врагов, но мешает общению.

Световая сигнализация устраняет затруднения. Органов свечения обычно бывает 10. Они располагаются на глазных стебельках, на грудных ножках и на нижней поверхности брюшных сегментов. Поэтому «светлячки» видны со всех сторон. Их фонарики вспыхивают на несколько секунд зеленовато‑желтым светом, а затем гаснут. Иногда загораются лишь главные огни на глазных стебельках. Световая сигнализация позволяет рачкам собираться в стаи, а самцам находить самок. Ярчайшая вспышка всех десяти светильников, когда рачки подвергаются нападению, несомненно, служит сигналом опасности.

Наиболее яркий пример использования световой сигнализации, в прямом значении этого слова, дают светящиеся черви из загадочного Бермудского треугольника. Самки этих донных животных в период размножения поднимаются к поверхности, где вальсируют, выписывая круги свадебного танца, и при этом испускают яркий свет. Вслед за ними поднимаются самцы. Они устремляются к свету. Самки с потушенными огнями их не привлекают. Если встреча состоялась, самцы включаются в танец и пляшут до упаду, а достигнув оргазма, одновременно со своими партнершами выбрасывают в воду половые продукты, где и происходит их оплодотворение.

Свет широко используется и на охоте. Небольшая глубоководная рыба галатеатума, проголодавшись, располагается где‑нибудь на видном месте и раскрывает рот. В его глубине шевелится что‑то светящееся. Постоянно голодные глубоководные хищники, не колеблясь, засовывают свою голову в пасть галатеатумы, а затем уже не по своей воле отправляются к ней в желудок.

Аналогичным образом поступают представители подотряда глубоководных удильщиков. У них один из лучей спинного плавника достигает очень большой длины и направлен вперед. С «удилища» прямо над пастью коварной рыбы свешивается приманка – грушеобразное утолщение, очень ярко окрашенное, а у действительно глубоководных существ к тому же еще и светящееся. Не нужно объяснять, что подводные обитатели, неосмотрительно заинтересовавшиеся соблазнительной приманкой, вмиг оказываются в зубах зловредного обманщика.

Глубоководные рыбы пользуются несколькими моделями «удочек». У одних они очень короткие, и светящаяся приманка располагается у самой пасти. У гигантактиса «удилище» вместе с «леской» раза в четыре превышает длину самой рыбы. Хищник имеет возможность далеко закидывать «наживку» и облавливать огромное пространство. Лизиогнаты и церации пользуются «спиннингами». Само «удилище» находится в специальном канале на спине рыбы и может выдвигаться оттуда и убираться назад. Пользуясь этим приспособлением, рыбы имеют возможность постепенно подманить поближе к своей пасти даже очень осторожную дичь. У лизиогнат приманка снабжена тремя крючками. Видимо, они позволяют подцепить и подтащить ко рту опешившую от неожиданности добычу.

Нередко бортовые огни спасают их обладателю жизнь. Если животное ядовито или просто несъедобно, имеет смысл оповестить об этом окружающих. Часто яркая вспышка света используется для того, чтобы напугать или хотя бы отвлечь внимание нападающего хищника. Многие животные «зажигают» свои огни, только оказавшись в чьих‑нибудь зубах. Это тоже средство защиты: может быть, хищник испугается или откроет от удивления рот, и тогда удастся удрать. Этим ловко пользуются некоторые черви.

Один из пионеров изучения морских глубин Уильям Биб во время глубоководного погружения увидел за стеклом иллюминатора крупного, слабо светящегося червя. На глазах наблюдателя этот незадачливый червяк, видовую принадлежность которого исследователь определить не сумел, был перекушен надвое. Хвостовой конец вспыхнул ярким светом и был тотчас же проглочен. Напротив, головной обрывок тотчас погасил огни и поспешно скрылся во мраке. У большинства червей сильно развита способность к регенерации утраченных частей тела, видимо, и у этого червя хвост скоро отрастет вновь. Свечение, так же как судорожные подергивания отброшенного ящерицей хвоста, служит только для того, чтобы отвлечь внимание нападающего и, пожертвовав менее ценным, спасти основное.

Более оригинальный и, я бы сказал, дешевый способ использования света для обороны изобрели кальмары и каракатицы, которые спасаются от нападающих хищников тем, что выбрасывают облако светящейся жидкости, по форме и размеру напоминающее их самих. Не мудрено, что преследователю случается обмануться и наброситься на светящуюся подделку, пока ее творец, не теряя времени, скрывается во мраке. Подобной «бомбочкой» пользуется крохотная каракатица двурогая сепиола размером с 15‑копеечную монету, живущая в наших дальневосточных водах. Ночью маленькая сепиола ярко сияет, но если подвергнется нападению, выбрасывает в воду светящееся облачко, а сама, погасив огни, удирает от врага, обманутого светящимся двойником. Так же поступают многие мелкие рачки. Около рта у глубоководных креветок расположены специальные железы, из которых в случае опасности вытекает светящееся облачко. Подвергшаяся нападению стайка креветок тотчас отгораживается от хищника «огненной» завесой из множества светящихся пятен и бросается врассыпную.

В царстве Посейдона с помощью фонариков сообщают о появлении хищника. Яркая вспышка света раненого животного – своеобразный способ предупредить соплеменников об опасности. Скопление рачков, потревоженное напавшими на них рыбами, ярко светится, сигнализируя своим собратьям, что сюда лучше не соваться.

Может показаться невероятным, но свет в царстве вечного мрака помогает рыбам, каракатицам и кальмарам маскироваться. Зоологи обратили внимание на то, что фонарики нередко находятся только на брюхе. Иногда их бывает несколько сот, и чаще всего они располагаются правильными рядами. На небольших глубинах, куда еще проникают солнечные лучи, их голубой свет, если смотреть на животное снизу, должен сливаться с чуть голубым фоном поверхности моря и делать их незаметными. Рыбы с потушенными огнями на светлом фоне океанского «неба» должны казаться серой или совсем темной тенью.