Рыбы, как правило, должны оставаться в движении, чтобы удовлетворять свои потребности, и оказываться в определенных местах в определенное время, если собираются и дальше успешно продолжать жить и производить на свет еще больше рыб. Как и мы сами, в разное время дня часть рыб возвращается в одни и те же места вроде кормовых участков, укрытий, мест для сна и станций очистки. В определенное время года они возвращаются в места брачных игр, на нерестилища и гнездовые участки. Проживая в сложной объемной среде обитания, рыбы сталкиваются с пространственной обстановкой, заставляющей мозг работать.

Рыбы – превосходные навигаторы; они используют самые разнообразные методы прокладки пути следования как на малых, так и на больших дистанциях. Слепые пещерные рыбы живут в относительно маленьких пещерных биотопах, но большинство их обитает в полной темноте, поэтому для них особенно важно наличие хороших навигационных способностей. Эти маленькие рыбки могут запоминать последовательный порядок чередования ориентиров на пути к месту назначения, ощущая завихрения воды, отражающейся от подводных препятствий. Меч-рыбы, рыбы-попугаи и лосось нерка пользуются солнечным компасом, соотнося направление своего движения с углом к солнцу. Однако другие рыбы могут производить счисление пути – они совершают многочисленные исследовательские вылазки по извилистым маршрутам из исходной точки, а затем возвращаются домой по прямой.

Навигационные достижения лососей уже вошли в легенду. Способность к возвращению на нерест в родные ручьи после нескольких лет в открытом океане возводит этих анадромных (то есть живущих большую часть времени в море и мигрирующих на нерест в пресные воды) рыб в число обладателей одной из самых лучших встроенных систем глобального позиционирования в природе. Насколько нам известно, для полноценной работы эта система задействует по крайней мере два, а то и три сенсорных инструмента: геомагнитное чувство, обоняние и, возможно, зрение.

Подобно акулам, угрям и тунцам, эти рыбы, путешествующие на большие расстояния, ориентируются по магнитному полю Земли. У некоторых рыб существуют специальные магниторецепторные клетки, содержащие микроскопические кристаллы магнетита и действующие как стрелки компаса. Выделяя клетки обонятельного эпителия радужной форели (Oncorhynchus mykiss) (очень близких родственников лососей) и помещая их во вращающееся магнитное поле, команда исследователей из Германии, Франции и Малайзии обнаружила, что поворачиваются сами клетки. Частицы магнетита прочно прикреплены к оболочке клетки, и, постоянно выстраиваясь вдоль линий магнитного поля, эти частицы порождают крутящий момент на мембране клетки, когда лосось изменяет направление движения. Этот крутящий момент должен передаваться на те или иные чувствительные к напряжению преобразователи, потому что свидетельства указывают на то, что лососи могут его ощущать.

Также лососи пользуются своим потрясающим обонянием. Двигаясь вниз по течению в сторону океана, молодые лососи «записывают» химические показатели воды по пути следования. Годы спустя они вновь проделывают свой путь, следуя за отличительной «запаховой меткой» родной реки, словно идут по своему следу в обратном направлении. Лишенные обоняния лососи, ноздри которых биологи заткнули в целях эксперимента, чтобы лишить их способности ощущать запахи, оказались в случайных реках, тогда как рыбы, не подвергшиеся надругательству, вернулись на нерест в родные речки.

В менее остром эксперименте та же самая исследовательская команда во главе с покойным ныне Артуром Хаслером из Висконсинского университета разделила группу молодых кижучей на две подгруппы, каждая из которых подвергалась воздействию одного из двух различных, безвредных, но пахучих химических соединений – морфолина и фенилэтилового спирта (ФЭС). По окончании периода воздействия лососи из обеих групп были выпущены вместе прямо в озеро Мичиган. Полтора года спустя, во время нерестовой миграции лососей исследователи капнули морфолин в одну реку, а ФЭС – в другую, расположенную на расстоянии 8 километров от первой. Почти все вновь пойманные лососи в реке с запахом морфолина были из «морфолиновой группы», и почти все их сородичи из «группы ФЭС» направились во вторую реку.

Может ли лосось также пользоваться зрением, чтобы помочь себе ориентироваться? Японская команда исследователей стремилась выяснить это в ходе исследования, включавшего выпуск в океан и повторный отлов нерки. Ученые ослепили перед выпуском некоторое количество рыб, вводя в их глаза углеродистый краситель и кукурузное масло. В ходе повторного отлова через пять дней оказалось, что в родной реке было поймано лишь 25 % этих лососей по сравнению с 40 % в случае рыб из контрольной группы. Авторы предположили, что эти рыбы все же пользуются зрением, чтобы добраться до входа в родную реку, но я нахожу данный результат неубедительным. Я подозреваю, что боль, страдание и последующая дезориентация, вызванные ослеплением лосося при введении чужеродных веществ, могли бы объяснить их меньший успех в поиске дороги домой. Чтобы лучше проконтролировать это, следовало бы ввести некоторым лососям сходное количество раствора, который не вызывает слепоту. Но я этого не рекомендую.

Рыбы не только способны самостоятельно прокладывать свой путь; у них есть и другая система ориентации, которая позволяет им точно отслеживать движения соседей. Подобно стайным птицам, которые пользуются зрением и легко запускаемыми рефлексами для координации направления полета со своими соседями, большие стаи рыб могут менять направление движения на первый взгляд как единое целое, словно подчиняясь некоторому внутреннему знанию о решении всех остальных особей. Неясно, кто запускает все это и не начинается ли цепная реакция со случайной особи, делающей первое движение.

Некоторые натуралисты прошлого приписывали это поведение форме телепатии, но анализ последовательности движений, зафиксированной методом замедленной съемки, дает нам весьма прозаичное объяснение: мельчайшие задержки в распространении движения по стае показывают, что рыбы реагируют на движения друг друга. Их сенсорные системы работают с такой малой задержкой по времени, что создается впечатление, будто они все меняют направление как единое целое.

В дневное время острое зрение помогает стайным рыбам двигаться синхронно, как птицы. Но в отличие от птиц (или от людей, которые решатся попробовать) они продолжают двигаться как единое целое даже в темноте. Как же им это удается? Это происходит благодаря так называемой боковой линии, образованной специализированными чешуями, которые тянутся вдоль боков рыб. Боковая линия обычно заметна как тонкая темная линия, потому что в каждой чешуйке имеется углубление, создающее тень. Углубление наполнено нейромастами – группами чувствительных клеток, каждая из которых снабжена похожим на волосок выростом, заключенным в крохотную гелевую капсулу. Изменения давления и турбулентности воды, в том числе волны, образующиеся при движении самой рыбы и отраженные от окружающих объектов, приводят к отклонениям волосков нейромастов, которые вызывают появление нервных импульсов, поступающих в мозг рыбы. Поэтому боковая линия действует подобно системе гидролокаторов и особенно полезна ночью и в мутных водах.

Благодаря боковой линии рыбы, плавающие близко друг к другу, фактически находятся в физическом контакте; передача сигналов между ними сопоставима с передачей визуальной информации и вызывает формирование гидродинамических образов. Именно способность формировать последние позволяет слепым пещерным рыбам обнаруживать неподвижные объекты вроде камней и кораллов по искажению обычно симметричного фонового потока, который окружает рыбу в открытой воде. Слепые пещерные рыбы способны создавать когнитивные карты – это навык, очень полезный для плавания существ, лишенных приспособлений для зрительной ориентации.

В настоящее время известно, что латерализация мозговых функций широко распространена среди рыб, и эти умные маленькие рыбки также используют свою боковую линию несимметрично, сталкиваясь с незнакомыми предметами. Когда в аквариуме у середины одной из стенок поместили новый пластмассовый ориентир, слепые пещерные рыбы предпочитали проплывать мимо него, задействуя боковую линию на правой стороне тела. Это предпочтение исчезло через несколько часов, когда рыбы познакомились с новым ориентиром и потому чувствовали себя комфортно. Поскольку зрительная система и боковая линия работают у рыб независимо, данный результат позволяет предположить, что латерализация мозга – давно устоявшееся явление. Уже было известно, что рыбы, обладающие зрением, склонны использовать правый глаз в стрессовой ситуации, например при изучении нового (и потому вызывающего страх) объекта.

Как и большинство биологических конструкций, боковая линия несет следы неизбежных компромиссов. Поток воды, возникающий при плавании, воздействует на нейромасты, и этот «фоновый шум» притупляет способность рыбы реагировать на окружающие движения. Эксперименты показывают, что плавающие рыбы отреагируют на движения находящегося неподалеку хищника лишь с половинной вероятностью по сравнению с теми, что стояли на месте. При этом рыба способна обнаруживать искажения фронтальной волны, образующейся перед ее собственным носом, когда она плывет вперед, и таким образом не врезаться в объекты, ставшие для нее невидимыми из-за темноты или прозрачности (как стенка аквариума). К сожалению для рыб, эта система плохо пригодна для обнаружения присутствия рыболовной сети.

Наличие органа чувств, позволяющего вам избегать столкновения со стеной в темноте, весьма полезно, но представьте себе, что вы умеете обнаруживать присутствие чего-либо по другую сторону стены, когда не можете этого увидеть или услышать. Добро пожаловать в мир электрорецепции.

Электрорецепция – это способность животных воспринимать электрические сигналы окружающей среды. Она почти уникальна для рыб; единственные известные исключения – однопроходные млекопитающие (утконосы и ехидны), тараканы и пчелы. Чувствительность к электричеству распространена у акул и скатов. Среди костистых рыб (их 30 000 с лишним видов) более трехсот видов буквально получают заряд жизни, и он, скорее всего, должен быть достаточно ценным в плане адаптивности, потому что эта особенность независимо появлялась у рыб в процессе эволюции по меньшей мере восемь раз. Ее широкое распространение в водных биотопах связано с высокой электропроводностью воды по сравнению с воздухом.

Электрорецепция – это способность к восприятию информации электрической природы. Вероятно, все пластиножаберные рыбы обладают способностью к электрорецепции; они могут обнаруживать электрические раздражители, но не генерируют электричество самостоятельно. Они воспринимают его при помощи сети заполненных гелем пор и каналов, стратегическим образом распределенных по голове. В каналах находятся так называемые ампулы Лоренцини, названные в честь Стефано Лоренцини – итальянского врача, который впервые описал их в 1678 году. Отметив скопление черных пятнышек, которые окружают рыло у акул, словно щетина на небритом лице, Лоренцини удалил кожу и обнаружил трубчатые каналы, к которым подходят нервы. Некоторые из этих каналов были толщиной с нити спагетти.

Роль ампул Лоренцини в электрорецепции оставалась недостаточно изученной до 1960 года. Они обнаруживают малейшие изменения электрических полей, вызываемые нервными импульсами других организмов, хорошо распространяющимися в воде. Чувствительность этой системы такова, что простого биения сердца рыбы, прячущейся под 15-сантиметровым слоем песка, может быть достаточно, чтобы выдать ее присутствие голодной акуле или сому.

Некоторые костные рыбы активно производят собственные электрические разряды. Без сомнения, вы слышали об электрических угрях. Эти речные жители из Южной Америки могут вырастать до двух с небольшим метров и весить до 20 кг. Они получили свое название за удлиненную форму и не являются настоящими угрями, но принадлежат к семейству гимнотовых. Низковольтные разряды помогают этим рыбам искать дорогу в их мутных биотопах путем распознавания электрических полей, которые отражаются от твердых объектов. Но больше они известны способностью испускать оглушающие добычу электрические разряды напряжением до 600 вольт и больше. Электрические органы располагаются в объединенных в столбики клетках в толще мускулатуры тела. В сложенных столбиком клетках батареи электричество может накапливаться, пока в нем нет необходимости, а затем, если угорь решит им воспользоваться, испускается одномоментно. Это встроенное электрошоковое оружие может использоваться для оглушения или умерщвления добычи, а также для отпугивания нежелательных пришельцев.

Сила напряжения разрядов электрических угрей и некоторых других рыб вроде электрических скатов снискала им название сильноэлектрических рыб. Но с моей точки зрения, самый интересный способ применения электричества остается за слабоэлектрическими рыбами, которые используют его для более мирной цели – общения с другими особями своего вида. Большинство этих рыб принадлежит к двум группам: к разнообразным рыбам-слоникам из Африки, получившим свое название за удлиненные, направленные книзу рыла, и к ножетелкам из Южной Америки, названным так за похожую на нож форму тела. Как и многие рыбы, владеющие технологиями невидимости, они населяют мутные воды, которые, вероятно, послужили поводом для адаптации – выработки новых невизуальных способов общения. Они общаются при помощи высокочастотных разрядов электрического органа (РЭО) – до 1000 импульсов в секунду, или до 1 килогерца (кГц); это более чем вдвое превышает частоту импульсов у электрического угря.

Они очень умело интерпретируют эти сигналы. Иллюстрация к этому – вид рыб-слоников, который живет в реках и прибрежных бассейнах Западной и Центральной Африки. Когда биологи Штефан Пайнтнер и Бернд Крамер из Института зоологии в Регенсбургском университете (Германия) предложили им искусственные РЭО, рыбы продемонстрировали «поразительную» способность различать разницу во времени импульса вплоть до миллионной доли секунды. Это составляет конкуренцию эхолокации летучих мышей в качестве самой быстрой формы связи в животном мире.

Изменяя темп, продолжительность, амплитуду и частоту своих РЭО, рыбы-слоники могут обмениваться информацией, касающейся вида, пола, размера, возраста, местоположения, расстояния и готовности к размножению. РЭО также говорят о социальном статусе и эмоциях, в том числе об агрессивности, подчинении и привлечении брачного партнера, для которого сигналы складываются в брачные «песни», что позволяет исполнить серенаду для потенциального спутника жизни при помощи экзотичной композиции из щебетания, скрежета или скрипов. (Когда вы общаетесь со своим объектом страсти при помощи электричества, выражение «между ними проскочила искра» приобретает дополнительный смысл.) Рыбы-слоники могут идентифицировать других особей по их РЭО-подписям, которые отличаются друг от друга и, вероятно, остаются постоянными с течением времени.

Доминирующие особи могут изгонять нарушителей со своей территории, когда обнаруживают их РЭО; это, вероятно, объясняет, почему рыбы зачастую почтительно заглушают свои РЭО, проплывая через территорию соседа. Пары или группы рыб также координируют свои РЭО, создавая «эхо» и запевая «дуэтом». Самцы чередуют импульсы РЭО с другими самцами, тогда как самки синхронизируют их с оцениваемыми самцами.

Если поблизости обменивается сигналами другая группа рыб-слоников или ножетелок, могут возникнуть помехи. Рыбы преодолевают их, используя так называемый прием ухода от помех: если частоты разрядов двух рыб слишком близки и сложно отличить их друг от друга, они исправляют ситуацию, усиливая различия в сигналах. Рыбы в социальной группе поддерживают отличие от сигнала соседей порядка 10–15 Гц, и это гарантирует, что каждая особь обладает персонифицированной частотой разрядов.

Записи сигналов генерирующих РЭО рыб-слоников на Верхней Замбези позволяют предположить, что они используют свои сигналы и для сотрудничества. РЭО, вырабатываемые рыбами, которым угрожает сидящий в засаде хищник, стимулируют соседей присоединиться к тому, что можно назвать системой раннего обнаружения опасности. Если охотничьи успехи хищников будут невелики, это принесет пользу всем рыбам по соседству. Сигналы, которыми обмениваются знакомые друг с другом соседи, могут гарантировать, что все в порядке, и тем самым позволяют избежать необходимости в дорогостоящей защите территории. Такие «заклятые друзья» также становятся партнерами по стае, когда ощущается нехватка пищи.

Если все это кажется вам слишком сложным для рыбы, придется потратить некоторое время и пересмотреть свое восприятие рыбьего интеллекта. Имейте в виду, что у рыб-слоников самый крупный мозжечок среди всех рыб, и он в большей мере связан с электрокоммуникацией.

Использование электричества для обмена информацией имеет свою цену. Обладающие способностями к электрорецепции хищники могут перехватить сигнал. Это происходит у нильских клариевых сомов, охотящихся стаями во время впечатляющих ежегодных миграций в верховья реки Окаванго в Южной Африке. Значительную часть их рациона в это время составляет вид рыб-слоников, называемый бульдогами. Сомы распознают местоположение несчастных бульдогов, подслушивая их РЭО. Но здесь все обстоит еще хитрее. Исследования в неволе установили, что РЭО самок бульдогов слишком короткие, чтобы их могли обнаружить сомы, тогда как РЭО самцов – в десять раз длиннее, и сомы могут легко распознавать их. Распределение по размерам бульдогов, обнаруженных в животах у сомов, показывает, что съедаются главным образом самцы. В ходе эволюционной гонки вооружений, когда нужно избежать возможности стать чьим-то обедом, можно ожидать от самцов бульдогов укорачивания их РЭО.

Если боковая линия и разряды электрических органов чужды нашим сенсорным системам, то осязание конечно же нет. В ходе обсуждения этого знакомого чувства у рыб я хочу объединить его с другим видом ощущений, которое мы часто выводим из прикосновения и редко рассматриваем как часть жизни рыб. Я говорю о чувстве удовольствия.

В своей поэме «Рыба» Д. Г. Лоуренс писал:

Мне нравятся эти строки, и мне ясно, что имел в виду Лоуренс: для человека, дышащего воздухом, рыбы, навсегда заключенные в своей более тяжелой и вязкой среде, выглядят ужасно одинокими.

Но Лоуренс, писавший в начале 1920-х годов, не обладал преимуществами тех знаний о жизни рыб, которыми мы располагаем в наше время. Рыбы не одиноки. Они знают друг друга как личности, и у них есть свои предпочтения в том, с кем проводить время. Они общаются при помощи разнообразных сенсорных каналов. У них есть сексуальная жизнь. Вопреки представлению о том, что рыбы держатся обособленно, оказалось, что они очень чувствительны к прикосновениям, и обмен осязательными ощущениями обогащает жизнь многим из них.

В ходе изучения материалов для этой книги я получил по почте видеоклип от удивленного зрителя, который не мог понять, почему рыба – в том случае ярко-оранжевая цитроновая цихлазома (Amphilophus citrinellus), которая выглядит совершенно как дружелюбный персонаж из мультфильма «В поисках Немо», – раз за разом возвращается, чтобы человек погладил ее, вынул из воды и бросил обратно, продолжая игру с ней.

Что могло побудить рыбу делать это?

Я полагаю, что ответ на этот вопрос таков: ей это нравится. Рыбы часто прикасаются друг к другу, чтобы получить удовольствие. При ухаживании они могут тереться друг о друга или нежно прикусывать губами. Рыбы-чистильщики из кожи лезут вон перед своими драгоценными клиентами, лаская их плавниками, – это способ укрепления отношений между чистильщиком и клиентом. Мурены и груперы подплывают к знакомым ныряльщикам и получают поглаживания и почесывание «подбородка».

Во время неформального исследования восприятия рыб обществом я получил сообщения от восьми из тысячи случайных респондентов. Люди прислали их по собственной инициативе и описали нечто похожее на поведение цитроновой цихлазомы, о которой мы только что говорили. Рыбы позволяли своим людям ласкать, трогать, держать и поглаживать себя. Позже автор Кэти Анрах написала мне о полосатом мероу (Epinephelus striatus), которого она назвала Ларри. Всякий раз, когда Кэти и другие ныряльщики спускаются к нему на риф, Ларри выплывает, чтобы его ласкали. По словам Кэти, похоже, что Ларри нравится тесно общаться и следить за пузырями воздуха у ныряльщиков. Он даже перекатывается с боку на бок, «выпрашивая» ласку, как это делает собака или свинья. В настоящее время можно найти видео рыб, резвящихся среди ныряльщиков; иногда они прижимаются к ныряльщикам, которые осторожно поглаживают их по телу, словно это домашние кошки. Также появляется все больше и больше видео с аквариумными рыбами, которые раз за разом заплывают в руку заслужившего доверие владельца, чтобы их с любовью погладили.

Другая крупная группа рыб, акулы и скаты, также выказывает удовольствие в ответ на прикосновения. Ныряльщик Шон Пейн описал свою встречу с молодым скатом мантой близ побережья Флориды. Рыба подплыла к Пейну и неоднократно терлась об него, закружив его в танго, которое бросило ее тело к нему в руки. «Когда я провел руками по ее коже, кончики ее крыльев задрожали, словно лапа собаки, которой особенно приятно чешут живот», – рассказал Пейн.

Андреа Маршалл, основательница Ассоциации морской мегафауны, описывает скатов мант как очень любопытных существ, ищущих общения с людьми. Эти массивные пластиножаберные рыбы, обладающие одним из самых больших мозгом среди всех рыб, любят получать пузырьковый массаж от Маршалл. Она проплывает под ними и выпускает пузыри из регулятора своего акваланга. Если она перестает это делать, скаты отплывают, но вскоре возвращаются, желая продолжения. Похожая история произошла в Аквариуме Шедда в Чикаго, где две из пяти зебровых акул в резервуаре объемом 1,5 миллиона литров любят плавать среди штатных сотрудников-ныряльщиков. «Я думаю, им нравится чувствовать пузыри воздуха, выходящие из наших регуляторов, – говорит Лиз Уотсон, заведующая коллекцией «Дикий риф». – Во время погружений для обслуживания аквариума, если мы помещаем свои регуляторы под ними, они плавают кругами, пока воздушные пузыри щекочут им живот».

Кроме прикосновений, есть много других способов получения рыбами удовольствия. На ум приходят еда, игра, секс и ощущение комфорта как таковое. Южные голубые тунцы в водах Австралии часами плавают, повернувшись на бок и подставляя тело лучам солнца. В точности неизвестно, почему они это делают. Один из возможных ответов состоит в том, что они греются на солнце, чтобы поднять температуру тела, а это, в свою очередь, помогает им быстрее плавать и реагировать на ситуацию, делая их более успешными охотниками. Думаю, тепло солнца также приятно тунцу, поскольку в процессе эволюции удовольствие возникло как поощрение полезной формы поведения.

Луна-рыба получила свое английское название за любовь к солнечным ваннам, когда она лежит на боку под самой поверхностью воды. Эти огромные рыбы – еще и настоящие гостиницы для наружных паразитов: там находят приют минимум сорок разных видов таковых, в том числе крупные веслоногие раки, которые могут достигать более 15 сантиметров в длину. Луны-рыбы встают в очередь под плавучими скоплениями водорослей, ожидая, пока их обслужат рыбы-чистильщики. Первая луна-рыба в этой очереди плавает на боку, сигнализируя о своей готовности к чистке.

Но некоторые из паразитов слишком крупные, чтобы их могли удалить рыбы; это как раз тот случай, когда луна-рыба обращается к другому специалисту. Всплывая на поверхность, гигантская рыба приглашает чаек удалить внедрившихся кожных паразитов хирургическим путем, с помощью мощных клювов. Наблюдения показали, что луны-рыбы искали расположения птиц, следуя за ними и плавая рядом с ними на боку.

Имеем ли мы право думать, что луна-рыба знает о чувстве облегчения после раздражения кожи и понимает причинно-следственную связь между птицей и паразитом? Это наилучшее объяснение, которое я могу придумать для мудрого старого существа, способного прожить целый век и преодолеть в своих странствиях тысячи километров открытого океана.

Чтобы познать удовольствие, нужно познать и боль. Или же нам просто кажется, что так и должно быть. Но все же, несмотря на устойчивый прогресс в понимании полнокровной жизни рыб, вопрос об их способности ощущать боль остается предметом обсуждения. А вот стоит ли его обсуждать? Давайте выясним.