У хиротевтиса необыкновенно длинные тентакулы. Их тончайшие стебли усажены фотофорами
У таксеумы и батотаумы, причудливых обитателей глубин, глаза сидят на длинных стебельках, и каждый глаз наделен мощными фотофорами. У этих кальмаров, замечает Фрэнк Лейн, сразу два оптических прибора — дальномеры и прожекторы.
Фотофоры на глазах обнаружены не только у кальмаров, но и у некоторых глубоководных раков и рыб. Очевидно, приближенный к самым глазам источник света помогает рассматривать близко находящиеся предметы. О дальнем зрении на глубинах не может быть и речи.
Светящиеся органы кальмаров работают очень экономно: 80 и даже 93 процента излучаемого ими света составляют лучи с короткой волной и только несколько процентов — тепловые лучи. В электрической лампочке лишь четыре процента подведенной энергии преобразуется в свет, а 96 процентов — в тепло. В неоновой лампе коэффициент полезного действия несколько выше — до 10 процентов.
Удалось ли биологам установить, какие процессы протекают в миниатюрных природных фонариках, заставляя их гореть без огня, светиться без накаливания?
Два вещества необходимы для производства биологического света — люциферин и люцифераза.
Люциферин, очень сложное органическое вещество, близкое к витамину К и содержащее, по некоторым данным, фосфор, образуется в светящихся органах животного под влиянием фермента фотогеназы.
Еще одно вещество принимает участие в производстве «холодного огня» — кислород. Без кислорода свет не возникает, потому что биолюминесценция — это ведь медленное сгорание, окисление высокопродуктивного горючего — люциферина[24]. «Воспламенителем» служит фермент люцифераза (белок, содержащий, по-видимому, тяжелый металл, подобно гемоглобину крови). Взаимодействие люциферина, люциферазы и кислорода происходит в фотогенной массе фотофора.
Хотя производящие свет вещества вырабатываются тканями живого организма, их дальнейшие преобразования, производящие свет, представляют собой чисто химический процесс.
Иногда наблюдали свечение фотофоров даже у мертвых животных. Извлеченное из светящихся органов и высушенное фотогенное вещество начинает светиться в пробирке, если его слегка смочить водой. Высушенные рачки остракоды, например, более 30 лет сохраняют способность светиться.
В минувшей войне сушеные рачки заменяли японским офицерам потайные фонарики: взяв на ладонь щепотку остракод и слегка смочив их, можно было прочесть донесение или рассмотреть карту.
Зоологами описано уже 27 видов светящихся каракатиц — около 12 процентов всех известных науке видов этих животных. Светящихся кальмаров значительно больше — свыше 100 видов (60 процентов). Дело в том, что среди кальмаров много глубоководных видов. А светящиеся органы развиваются главным образом у обитателей глубин. Каракатицы держатся у берегов на небольшой глубине, обычно до 200 метров, то есть выше так называемого светового порога.
Обычные спруты — тоже жители прибрежных вод. Но есть и глубоководные осьминоги, однако и они лишены, как правило, фотофоров. Факт этот тем более странный, что родные их братья кальмары производят свет в расточительном изобилии.
До недавнего времени известно было только два вида светящихся осьминогов — адский осьминог-вампир и слепая цирротаума. У черного, как ночь, осьминога-вампира спина усеяна мелкими светящимися точками. А в основании щупалец у него две большие яркие «фары».
Глубоководные кальмары. Под № 6 адский осьминог-вампир (вампиротевтис инферналис); он не относится к настоящим осьминогам, а представляет особый отряд вампироморфа, занимающий промежуточное положение между осьминогами и кальмарами (№ 7 — тоже вампиротевтис, только более молодого возраста)
Цирротаума — животное безглазое, хрупкое и прозрачное, как медуза. И светящиеся органы у нее необычные: спрятаны в присосках. Вернее, в бывших присосках. Чашечки их атрофировались, а ножки вздулись в виде усеченных веретен.
В веретенах и разместились источники света. Однако предположение о том, что измененные присоски цирротаумы заполнены именно светящимися органами, еще не доказано.
Летом 1953 года в северо-западной части Тихого океана плавало небольшое судно СРТ-662 — средний рыболовный траулер Дальневосточного флота. На корабле работали научные сотрудники Института океанологии АН СССР.
Однажды ночью они заметили в море каких-то крошечных созданий, окруженных сияющим ореолом, которые лениво «парили» у самой поверхности, медленно шевеля щупальцами. Свет исходил от концов щупалец.
Зоологи поймали стайку светлячков. Так был добыт третий член светящегося трио осьминогов.
Мне посчастливилось изучить эту находку. Осьминог оказался неизвестным науке видом. Принадлежит он к роду мелких пелагических осьминогов — тремоктопусов, но отличается от них светящимися органами, которых лишены все известные до сих пор тремоктопусы. Крупными фотофорами наделены у него только самки. Я назвал этого редкостного осьминога светящимся тремоктопусом — Tremoctopus lucifer. Возможно, что тремоктопус-люцифер только первый из восьмируких «светлячков», которых предстоит еще изучить зоологам.
Свечение осьминогов (и даже не пелагических, а обыкновенных, прибрежных) описали некоторые заслуживающие полного доверия исследователи. Чарлз Дарвин — один из них. Во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль» он держал в каюте осьминога. Когда наступала ночь, осьминог начинал тускло фосфоресцировать. Свет исходил не от каких-либо определенных органов, а от всей его поверхности. Очевидно, светился не сам осьминог, а бактерии, которые поселились в покрывающей его слизи.
По той же причине одна садовая улитка с Тенерифе наделала как-то много шуму. Известно, что сухопутные моллюски не светятся[25], а эта улитка светилась. Решили было, что она принадлежит к особому роду светящихся улиток, и назвали ее фосфораксом.
Выяснилось, однако, что и другие улитки и слизни влажными теплыми ночами тускло фосфоресцируют. Светятся бактерии, которые находят приют на слизистой поверхности их тела[26].
Нечто подобное, очевидно, происходит и с осьминогами. А когда-то, миллионы лет назад, случилось и с каракатицами. Их предки сумели тогда извлечь пользу из временного поселения на своей спине светящихся бактерий. Они позаботились приготовить для них квартиру со всеми удобствами — в процессе эволюции образовался мицетом. И бактерии с поверхности тела переселились на постоянное местожительство под мантию своего гостеприимного хозяина, в «пузырек».
Из случайной встречи развились и многие другие формы симбиоза.
Миллионы украшенных огнями «живых ракет» снуют взад и вперед в глубинах океана. Ночью глубоководные кальмары поднимаются к поверхности моря, и тогда великолепное зрелище подводной иллюминации становится доступным для людей. Но, увы, не многим исследователям посчастливилось быть свидетелями этой сверкающей пантомимы.
Люди, видевшие светящихся кальмаров во всем блеске их великолепия, описывают свои наблюдения словами, полными восторга и восхищения.
Зоологи с немецкого исследовательского судна «Вальдивия» поймали однажды в глубинах Индийского океана двух небольших кальмарчиков. Их немедленно посадили в ледяную морскую воду. Кальмары некоторое время жили и озаряли затемненную каюту мерцанием своих чудесных огней.
Карл Хун, зоолог с «Вальдивии», пишет, что со стороны казалось, будто «тело кальмара украшено диадемой из драгоценных камней. Средние фотофоры на глазах животного сверкали ультрамариновой лазурью, свет крайних напоминал блеск жемчуга, а огни нижней поверхности мантии сияли рубином.
Фотофоры позади них испускали снежно-белое сияние, кроме одного в центре, свет которого был небесно-голубым. Это было великолепное зрелище!».
Кальмар-светляк, хотару-ика, обитает в глубинах Тихого океана. Каждый год в апреле — июне миллиардные стаи хотару-ика подходят к самым берегам Японии (главным образом в залив Таяма) для размножения. Рыбаки в эту пору вылавливают тонны сверкающих кальмаров, которые идут — увы! — на удобрение, так как не годятся в пищу из-за своих мелких размеров.
Японский ученый Ватасе, именем которого был назван позднее кальмар-светляк, описал один из таких уловов.
Когда сети подтягивали к берегу, они сверкали тысячами голубоватых искорок.
Кальмар «волшебная лампа», которого описал Карл Хун — немецкий зоолог с исследовательского судна «Вальдивия»
«Сотни маленьких пятнышек разбросаны по всему телу кальмара… Днем это невзрачные точки, но ночью они сияют, как звезды на небе. Очень интересно рассматривать их под микроскопом. Каждое пятнышко затянуто наползающими друг на друга черными клетками (хроматофорами). Открыто лишь небольшое отверстие, через которое пробивается свет. Он так ярок, что напоминает луч солнца, проникающий в темную комнату через дыру в оконной занавеске. Когда кальмар хочет погасить свет, хроматофоры расширяются и покрывают весь орган».
Хотару-ика невелик, не больше указательного пальца, но у него по три крупных фотофора на концах нижней пары щупалец, по пять на каждом глазу и сотни мелких органов рассеяны по всему телу. Они могут вспыхивать одновременно или порознь. Сияние огней на концах щупалец затмевает своим блеском свет других фотофоров.
Эти огоньки горят так ярко, пишет биолог Ишикава, что «в темноте заметны лишь два быстро двигающихся лучезар