Электричество — явление в природе универсальное. Электрические поля сопровождают грозные явления природы (землетрясения, цунами), колебания магнитного поля Земли, изменение солености отдельных участков водоемов, почти все погодные явления, движение молекул в жидкости (броуновское движение). Все живые организмы также окружены электрическими полями: каждое живое существо, каждый его орган, единичная клетка, каждая живая молекула окружены биоэлектрическими полями. Вся информационная система между органами и клетками работает главным образом на электрической основе.

Между условиями жизни водных обитателей и обитателей суши есть принципиальное различие. Если наземные существа живут в атмосфере, являющейся изолятором и уберегающей их от вредных порой электрических явлений, то рыбы живут в условиях, можно сказать, сильно разведенного электролита. По словам известного русского ученого В.Л. Данилевского, их жизнь протекает в условиях постоянно меняющегося электрического поля. Электрический фактор по своему значению занимает особое положение среди других воздействующих извне факторов. В чем это выражается?

Считается, что наиболее универсальными из известных сейчас носителей информации в системах живого организма являются электрические импульсы, передаваемые нервной системой и отличающиеся друг от друга частотой, длительностью и особенностями чередования промежутков между ними. Универсальное действие электрического тока как раздражителя разных отделов нервной системы объясняется общими механизмами участия электрических процессов в генерации и проведении нервных импульсов.

Что это может означать для рыб на практике? Большинство органов чувств, получая из окружающей среды раздражение (информацию), с помощью электрических импульсов посылают ее в центральную нервную систему для анализа, но в случае возникновения вблизи рыб посторонних электрических полей эта информация может исказиться или вообще не дойти до нервных центров. Эти перебои в работе рецепторов могут иметь для рыб тяжелые последствия.

Конечно, такие перебои могут быть вызваны и другими физическими явлениями. Но сам собой напрашивается вывод, что причины бесклевья в большинстве случаев связаны с электрическими процессами, происходящими в природе.

Вместе с тем следует учитывать, что в процессе длительной эволюции рыбы не могли не обзавестись системами защиты от вредных (в том числе и электрических) внешних воздействий. Все внутренние органы и системы рыб работают безотказно, несмотря на то, что они живут в «электролите». Не приходится сомневаться в том, что кожа и слизистые оболочки рыб хорошо выполняют функции изоляторов. Таким изолятором может служить, я уже говорил об этом, темная миелиновая пленка, выстилающая внутренности рыб, подчешуйную поверхность тела и т. п. Однако органы чувств должны быть в постоянном соприкосновении с окружающей средой. Уже говорилось о расположении многих рецепторов в коже. Это светочувствительные, тепловые и холодовые клетки, тактильные и вибрационные окончания анализаторов. Слух, зрение и способность контролировать равновесие представлены отдельными органами. Но есть группы рецепторов (возможно, большая их часть), которые расположены в боковой линии рыб. Высказывалось мнение, что боковая линия является органом чувств, она, как и орган электрорецепции, была названа шестым органом чувств. Думаю, что это не один орган, а система органов, связывающая хорошо изолированный от внешней среды организм рыбы с этой средой. Можно предположить, что в эту систему входят органы электролокации, хеморецепторы, клетки, воспринимающие инфразвуки, вибрацию, а также образования, дублирующие функции большинства известных органов чувств. Установлено, что боковая линия рыб буквально усеяна электрорецепторами, способными принимать окружающее их внешнее или генерируемое ими самими электрическое поле.

Поговорим о группе рецепторов, раздражителем которых является электричество. Об этих рецепторах довольно много написано, но они до сего времени не признаны официально в качестве органов чувств.

Считается, что у рыб наиболее совершенно развито электрочувство. Многие уверены, что у рыб есть электрорецепторы благодаря тому, что они живут в воде, которая обладает высокой электропроводностью, электрические поля рыб, вырабатываемые их органами, воспринимаются другими рыбами почти без потерь. Установлено, что с помощью электрорецепторов рыбы не только определяют наличие окружающих их предметов, но и фиксируют разницу в их электропроводности. Вместе с тем известно, что рецепторы воспринимают не само электрическое поле, а его изменения и деформации, вызванные появлением посторонних предметов.

Многие считают, что особенностью этих «приборов» является пульсирующее электрическое поле, которое используется рыбами для «видения».

Сегодня никто не может точно сказать, сколько органов чувств обслуживается этой группой рецепторов, но электролокатор, как уже говорилось, был неофициально назван шестым органом чувств. Выше, в разделе об органах локации, было высказано сомнение автора в существовании электролокации у рыб. Но о возможности существования такого органа говорят все чаще. В боковой линии рыб найдены радар и сонар, осуществляющие эту функцию электролокации. Литературные источники дают основание говорить еще о нескольких типах электрорецепторов.

Итак, что известно о способностях рыб воспринимать явления, сопровождающиеся возникновением электрических полей? Рыбы обладают высокой чувствительностью к электрическим полям. Установлен но, что они реагируют на электрические поля малой напряженности, соизмеримые с энергией, затрачиваемой на броуновское движение молекул. Такую электрическую напряженность создает помещенная в воду батарейка карманного фонаря, электроды которой разведены на 450 км. Пока невозможно объяснить, каким образом рыбы могут воспринимать такие слабые сигналы. Для чего же нужна рыбам такая чувствительность? Видимо, не только для того, чтобы обнаружить врага или найти пищу. Ведь стационарные электрические поля, окружающие водных обитателей, даже если на них накладываются колебания, возникающие при дыхании и движении, превышают чувствительность электрорецепторов в 1000 раз.

Установлено, что рыбы обладают способностью улавливать электросейсмические сигналы, воспринимать биоэлектрические поля живых организмов, получать информацию от других особей. У многих исследователей не вызывает сомнения участие электрорецепторов в ориентировочно-навигационных процессах. Кроме того, рыбы обладают способностью различать положительный и отрицательный заряды электричества.

А теперь о фактах, подтверждающих эти способности рыб и дающих основание говорить о существовании соответствующих органов чувств.

В странах, подверженных частым землетрясениям, в частности в Японии, для их прогнозирования используют аквариумных рыбок, чаще всего нильских сомиков, которые меняют свое поведение за 3-4 дня до наступления землетрясения. Известно, что многие животные также обладают такими способностями, но наиболее надежны в этом отношении рыбы. Рыбы способны ощущать изменения всех явлений природы, предшествующих землетрясениям: электрического поля, инфразвуковых и вибрационных колебаний. Другие животные, как правило, реагируют только на изменение двух последних факторов. Этого вполне достаточно, чтобы говорить о существовании у рыб органа сейсмочувствительности. Я уже упоминал, что эта способность рыб была признана официально и названа сейсмическим слухом. Наверное, правильнее было бы назвать этот орган органом сейсмочувствительности. Слух — это привязка к другому органу чувств.

Но и это название вызывает сомнения в его правильности. До сих пор не выяснено, для чего нильскому сомику сейсмочувствительность, ведь на территории, по которой протекает Нил, данной проблемы не существует, и никакого практического значения этот орган иметь не должен. Видимо, рыбы чувствуют какие-то процессы, вызывающие не только землетрясения, но и другие катаклизмы, которые оказывают на жизнь рыб непосредственное влияние. Скорее всего, это процессы, вызывающие какие-то погодно-климатические изменения. Известна, например, связь атмосферных явлений с землетрясениями. Какова эта зависимость, пока не выяснено, но замечено, что рыбы способны задолго предчувствовать наступление неблагоприятной погоды. Исследователи считают, что сейсмочувствительность рыб определяется наличием боковой линии и называют ее сейсмочувствительной линией. Но есть и мнение, что механизм восприятия сейсмической опасности как у рыб, так и у других животных комплексный.

Высказанное выше сомнение в правильности названия этого органа основано на том, что на рыб сейсмологическая ситуация влияния не должна оказывать, они реагируют на что-то другое, и название органу, который это воздействие регистрирует, следует давать по этому неизвестному нам пока процессу.

Несколько издалека начну разговор о другом органе, имеющем электрорецепторы. Рыбы «научились» не только защищаться от влияния электричества, но и стали использовать его в целях нападения.

Об этом я говорил выше, но еще раз повторюсь об органах, вырабатывающих электрический ток. Эти сведения не имеют прямого отношения к органам чувств, но могут навести на интересные мысли, в том числе о стайном поведении рыб, в котором можно усмотреть действие «коллективного» рецептора.

Известно не менее 300 видов рыб, имеющих электрические органы. Самым мощным электрическим органом обладает угорь. В тканях этого органа, состоящих из измененных мышечных волокон, находится до 2 миллионов «электрических батареек», каждая из них обладает электрическим потенциалом около 0,1В. Эти «батарейки» соединены так же, как элементы в аккумуляторе. Около 8000 электрических клеток, образующих элемент, дают напряжение около 500В, число таких элементов у угря достигает 140. Сила тока «батарей» угря достигает 1А. Многие «электрические» рыбы способны создавать напряжение разрядов около 10-15В.

Существует классификация, по которой рыбы делятся на сильно-, слабо- и неэлектрические. К последним относят почти всех пресноводных рыб. За основу этой классификации берут наличие электрорецепторов, а разделение рыб осуществляют в зависимости от наличия электрического органа. Но эту классификацию, я думаю, также можно принять с определенными оговорками. Ведь установлено, что большинство рыб могут генерировать слабые электрические разряды.

Известно также, что, например, такие «неэлектрические» рыбы, как щука, окунь и угорь, выясняют свои отношения не только с помощью различных поз, но и выделением электрических разрядов, значения которых расшифровать пока не удалось.

Есть у электрического органа и другая функция. Согласно гипотезе, высказанной английским ученым Лиссманом, электрические разряды, постоянно посылаемые этим органом, создают вокруг тела рыбы электрическое поле правильной формы. При появлении в этом поле посторонних предметов искажаются его силовые линии, потенциалы на поверхности тела перераспределяются, и это дает рыбе возможность определять расположение окружающих ее предметов. Искажение силовых линий различно в зависимости от того, является ли предмет проводником или диэлектриком. Это дает рыбам возможность ориентироваться в окружающей обстановке, своевременно обнаруживать врага, отыскивать пищу. Это — как бы локационный орган, но к органам локации отнесен он быть не может, так как не обнаружены ни радар, ни сонар, являющиеся неотъемлемой частью локации.

Практикой и наукой доказано, что рыбы действительно обладают рецепцией биоэлектрических полей. Они их ощущают на близких расстояниях, не превышающих полуметра. Мало того, они способны чувствовать состояние биопотенциала противостоящего объекта. Известно, что при агрессивном состоянии резко увеличивается частота разрядов электрического органа. Было обнаружено, что рыбы испускают электрические сигналы различных типов, причем необходимость многих из них пока не нашла объяснения. Предполагается, что часть этих сигналов используется рыбами для общения с другими особями.

Таким образом, можно, видимо, говорить еще об одном органе чувств рыб. Его, наверное, можно назвать органом электроосязания. Этот орган может воспринимать и электрические поля, окружающие рыб — биополя, и слабые электрические разряды, которые генерируют так называемые «неэлектрические» рыбы. Не исключено, что электрические и неэлектрические рыбы для электроосязания пользуются различными по происхождению электрическими полями.

Возможно, природе «легче» было бы использовать для электроосязания постоянно действующее электрическое поле, даже если бы оно было существенно слабее упомянутого выше, но для этого природа должна была создать высокочувствительный к электричеству орган. Рыбам с помощью этого органа вполне достаточно возможностей для «прощупывания» всего окружающего ее пространства. С этих позиций — позиций электрорецепции — можно попытаться объяснить особенности стайного поведения рыб. Здесь можно предположить участие электроосязания рыб, но делать это надо с некоторыми оговорками.

Рыбы или собираются в стаи в определенные периоды жизни, или же проводят в стае всю свою жизнь. У рыб, объединенных в группы, стада, косяки, стаи, проявляется так называемое групповое поведение, при котором действия отдельных рыбок согласованы во времени и пространстве. В некоторых случаях между членами группы существует четкое распределение обязанностей. Стайный образ жизни в большей мере характерен для планктоноядных морских рыб. Среди пресноводных рыб таких видов немного, к ним относятся уклея, гольян, пескарь и некоторые другие. Некоторые пресноводные рыбы объединяются в стаи только в начальный период жизни (форель, жерех, язь, судак). Есть рыбы, которые объединяются в период нереста (линь, лещ, щука, окунь), некоторые собираются в стаи только на время зимовки (судак, сом, плотва). Стая каждого вида рыб характеризуется определенной, четко выраженной структурой, размерами и формой, которые обусловливают ее движение и ориентацию. У разных видов рыб конфигурации движущейся и неподвижной стай различны. В отличие от млекопитающих и птиц, у рыб в стае не бывает постоянного вожака. Идущие впереди рыбы через некоторое время отходят назад, уступая место другим особям.

Образование стаи имеет большое защитно-приспособительное значение. Стая рыб раньше, чем отдельные ее особи, обнаруживает опасность и легче может ее избежать. При приближении хищника стайные рыбы или рассредоточиваются, дезориентируя его, или же, наоборот, уплотняются настолько, что хищник не может выхватить из стаи ни одной рыбины. Стая гораздо быстрее обнаруживает скопление корма и интенсивнее питается. Рыбы, объединенные в стаи, быстрее находят миграционные пути. Размеры миграционных стай у разных видов рыб различны. Чаще всего они образуют скопления (временные группировки) из нескольких стай. Однако вопрос о размерах нерестующих и зимовальных скоплений рыб недостаточно изучен.

В зимовальных скоплениях при залегании рыб в ямы наблюдается четко выраженное видовое обособление. В зимовальных ямах скапливаются обычно рыбы одного вида и возраста, что обеспечивает им лучшие условия зимовки. Считают, что при массовом скоплении процессы обмена в организме каждой рыбы Менее интенсивны, рациональнее используется слизь, выделяемая телом рыбы и являющаяся изолирующим средством.

Примеров, подтверждающих мнение о том, что стая является защитным приспособлением для рыб, достаточно. Описано, например, поведение стаи черноморской хамсы. При приближении ставриды хамса сбивается в плотную стайку, которая иногда начинает двигаться по кругу. К тому времени, когда ставриде удастся разбить стаю, она не будет способна схватить ни одной рыбки. То же самое происходит при нападении пеламиды на ставриду, тунца — на сардину, акулы — на мелкую рыбу. Сомнительно, что и жерех ударом хвоста глушит рыбу. Скорее всего, этим действием он пытается разбить стаю, чтобы легче добыть отбившуюся рыбку.

Как объяснить стайное поведение рыб? Почему рыбе, находящейся в стае, легче защититься от хищников, быстрее найти корм, спокойнее расположиться в зимовальных ямах, не опасаясь быть съеденной хищниками и т. п.?

Казалось бы, если рыбы сбились в плотный ком, то хищнику легко оторвать от него столько рыб, сколько ему требуется. Например, налим в течение его любимого времени года — зимы — мог бы облюбовать такую зимовальную яму с подходящей по вкусу рыбой и питаться ею до самой весны. Однако же такого на самом деле нет.

Как можно объяснить мгновенное синхронное изменение направления движения всей стаи рыб, причем ни одна из рыбок не делает ошибок? Стая действует подобно единому живому организму.

Ученые объясняют это следующим образом. Органы боковой линии через систему нервных тканей управляют волнообразными движениями осевой мускулатуры резкими бросками из стороны в сторону, которые рыба совершает при Действии сильных и неприятных раздражителей. Этот стереотип движения называется реакцией «страха и боли».

Думается, что этого объяснения недостаточно, чтобы понять сущность явления. Зрение в поведении стаи, конечно, может играть определенную роль, но вряд ли оно может оказать существенную помощь рыбам при нахождении их, например, в зимовальных ямах или рыбам, сбившимся в кучу. Несомненно, какую-то роль здесь играет боковая линия, но этим объяснением не исчерпывается существо вопроса.

Поведение стаи, скорее всего, определяется работой электрических органов (электрорецепторов). Попытаюсь дать свое объяснение этому явлению.

Стая мгновенно меняет направление движения, при этом все ее особи совершают маневр с удивительной синхронностью. Можно предположить, что каждая из рыбок, составляющих стаю, обладает каким-то малым электрическим зарядом (может быть, на уровне ее биопотенциала), а возможно, зарядом, образуемым ее электрическим органом (той единственной «батарейкой», которых много у электрических рыб). Все эти малые заряды в стае суммируются таким образом, что образуют общий электрический потенциал, создавая вокруг стаи довольно сильное электрическое поле строго определенной конфигурации, которое при движении способно «ощупывать» пространство и при встрече с хищником или с препятствием и дает возможность всей стае менять направление движения благодаря мгновенной передаче сигнала от общего электрического поля на каждую единичную ячейку. То же самое происходит при поисках пищи и т. д.

Стая — это как бы единый организм с одним общим электрорецептором (электроосязанием). Такое положение трудно себе представить, но функционально это выглядит именно так. Почему сбившихся в ком рыб в зимовальной яме хищники не трогают? Думаю, что здесь срабатывает суммарный отрицательный или положительный электрический заряд всех членов стаи, отталкивающий от нее хищников. Одновременно могут действовать химические вещества — репелленты, также отрицательно влияющие на хищников.

Известно, что на свойстве рыб по-разному относиться к катоду и аноду основан способ ловли хамсы. С помощью постоянного тока отпугивают рыб от гидросооружений. Почему рыбы плывут от одного магнитного полюса к другому, пока неизвестно. Возможно, отрицательные явления в природе, оказывающие влияние на рыб, также связаны с «отношением» их к полюсам.

Почему некоторые стаи рыб при встрече с хищником начинают двигаться по кругу? Это можно объяснить следующим образом. С помощью круговых движений стая пересекает магнитные силовые линии Земли, при этом у всех ее членов происходит как бы «подзарядка» электрического потенциала, что способствует созданию более мощного электрического общего поля или заряда, препятствующего действиям хищника.

Отсутствие вожака в стае объясняется, по-моему, тем, что идущие во главе стаи рыбы принимают на себя большую нагрузку и потому быстрее устают. Усталость одних может привести к непоправимым для всей стаи последствиям, поэтому и усталость должна распределяться между всеми членами стаи равномерно. Вместе с тем рыбы, идущие впереди, и насыщаются быстрее других членов стаи, а насыщение также должно быть равномерным.