№01 январь 2023

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

«Фантастические твари»: животные, которые нас удивили в 2022 году

К чудесам в медицине, генной инженерии или нейробиологии мы давно привыкли, чего не скажешь о мире животных — если хотите нас по-настоящему удивить, расскажите про рыбьи города, шмелей, которые играют в игрушки или про бактерию размером с муху.

Бактерия размером с муху

Наверняка многие возмутятся — как это мы бактерию относим к миру животных?! Всё так, бактерии никакие не животные, а бактерии, они образуют отдельное царство живых существ. Ну, по крайней мере, их точно можно назвать тварями. Бактерии очень малы, размером в среднем 0,5–5 микрометров, их нужно рассматривать в микроскоп, лучше — сразу в электронный. Но нет правил без исключений: бактерия Thiomargarita magnifica из мангровых зарослей Карибских островов вырастает в длину как минимум до двух сантиметров. T. magnifica велика не только размерами клетки, но и размерами генома — около 11 млн пар оснований, в которых закодировано примерно 11 тыс. генов. («Среднеарифметический» бактериальный геном содержит около 4 млн пар оснований и 3900 генов.)

бактерия.jpg

Бактерия Thiomargarita magnifica. Фото: Jean-Marie Volland et al., bioRxiv (2022).

Ещё одна бактерия-гигант — Thiomargarita namibiensis, открытая в 1999 году. Она, правда, не вытянутая, а шаровидная, и в диаметре может достигать 0,75 мм, то есть размера макового зерна. По сравнению с новой T. magnifica она очень невелика, но для бактерий в целом диаметр клетки в 0,75 мм — это гигантское значение. Обе относятся к роду Thiomargarita, и приставка Thio- означает, что они имеют дело с соединениями серы, используя их как источник электронов для своего метаболизма.

Тихоходки ездят на улитках

Тихоходки знамениты своей устойчивостью к чему угодно: они выдерживают температуру жидкого азота, давление в 6000 атмосфер и дозу радиоактивного излучения, более чем в тысячу раз превышающую ту, что смертельна для человека; их отправляют в открытый космос, из которого многие возвращаются живыми и даже сравнительно успешно размножаются.

На фоне всей этой экстремальщины как-то забывается, что вообще-то тихоходки обитают не в космосе и в жидкий азот сами не ныряют. Живут они действительно повсеместно, от горячих источников до арктических ледников, от Гималаев до морского дна, питаются соками водорослей, растений, некоторые поедают мелких круглых червей, коловраток и другую микроскопическую живность. Хотя сушь они переносят, но воду всё-таки любят больше. И они действительно тихо ходят: при размерах тела 0,1–1,5 мм они за минуту проползают 2–3 мм. Как они тогда расселяются по свету?

тихоходка.jpg

Тихоходка. (Фото jakattack555 / Flickr.com)

Во-первых, их разносят течения и ветра. Но течение и ветер могут занести их в не очень приятное место. Во-вторых, можно прилипнуть к кому-нибудь, кто любит жить там же, где и ты, и отправиться в путешествие на нём. В статье, опубликованной в апреле прошлого года в Scientific Reports, говорится, что тихоходки могут путешествовать на улитках: улитка задевает каплю воды с тихоходкой, и та влипает в улиточью слизь. Правда, попутно оказалось, что лучше перед такой поездкой тихоходкам не засыпать. Дело в том, что пока на теле тихоходки сохраняется плёнка воды, она вполне активна, ползает, питается и размножается. Если же вода пересыхает, тихоходка впадает в ангидробиоз — особое состояние, которое позволяет пережить обезвоживание. Выяснилось, что если улитка заденет сухую спящую тихоходку, та, почувствовав влагу, начнёт просыпаться — но лучше бы ей этого не делать, потому что улиточья слизь быстро высыхает. Полуочнувшаяся тихоходка обнаруживает, что воды на ней нет, но вернуться прямо тут же обратно в ангидробиоз она не может — и погибает.

Дыхание удавов

Что такое охота для удавов и питонов? Подстеречь кого-нибудь, молниеносно броситься и задушить в объятиях. (Точнее, они не столько душат, сколько останавливает течение крови.) Змея должна приложить немалую силу к жертве. Но ведь не только удав давит — тело добычи давит в ответ, просто по законам физики. Пусть ответное давление не такое сильное, но всё равно возникает вопрос, как сам удав с ним справляется. Дело в том, что из-за сильного давления у змеи не смогут двигаться собственные рёбра. Для наглядности можно представить, как мы очень крепко прижали кого-то к груди. Дышать нам станет тяжело, потому что межрёберным мышцам станет трудно расширять объём грудной клетки и лёгких в ней. (Строго говоря, кроме межрёберных мышц, для дыхания нужны ещё мышцы диафрагмы и ещё некоторые другие, но сути дела это не меняет.)

удав.jpg

Удав обыкновенный. (Фото: Claude Valette / Flickr.com)

Но у удавов тут никакой проблемы не возникает, потому что их лёгкое (оно у них, как у большинства змей, одно) может дышать по частям. Удав обвивает добычу, условно говоря, либо задней частью тела, либо передней, и если он сдавливает её задней частью тела, у него двигаются те рёбра, которые ближе к голове, и наоборот, а если он сдавливает её передней частью тела, то тогда он дышит с помощью «задних» рёбер.

Мы говорим только про удавов, потому что именно на удавах ставили соответствующие эксперименты. Но, скорее всего, другие виды «удушающих» змей пользуются такой же дыхательной уловкой.

Город рыб

На дне моря Уэдделла, у берегов Западной Антарктиды, есть огромная гнездовая колония китовых белокровок. Многие рыбы делают гнёзда для икры, и китовые белокровки как раз одни из таких: они выкапывают в донном грунте небольшое углубление, куда откладывают икру, которую потом до появления мальков охраняет самец. Однако до сих пор гнёзда китовых белокровок встречались небольшими скоплениями, где их было в лучшем случае несколько десятков.

рыбий город.jpg

Китовые белокровки и их гнёзда. (Фото: Alfred Wegener Institute)

Колония же в море Уэддела — это настоящий город: около 60 млн гнёзд на площади в 240 км2, то есть как два Парижа. В каждом гнезде лежит более 1700 икринок, их охраняет взрослая рыба. Почему китовые белокровки решили собраться здесь в таком количестве, не вполне ясно; возможно, дело в том, что температура воды на 2°С выше, чем в других районах моря.

Китовые белокровки и другие Белокровковые вообще странные рыбы. Например, у них нет ни гемоглобина, ни каких-то других газотранспортных белков. Белокровки живут в экстремально холодной воде температурой от –1,8°С до 2°С, а чем вода холоднее, тем больше в ней растворено кислорода. Считается, что весь необходимый рыбам кислород поступает из воды через жабры и кожу прямо в кровь; вероятно, чтобы кровь лучше насыщалась О2, белокровные рыбы избавились от чешуи.

Боевые гениталии

У самцов ос и пчёл нет ни жала, ни яда, и от врагов им остаётся только удирать. Но вот у самцов гончарных ос Anterhynchium gibbifrons есть кое-что, чем они могут причинить боль хищнику: на половом органе у них растут парные шипы, которыми они могут ткнуть довольно чувствительно (хотя яда у самцов A. gibbifrons всё равно нет). Генитальные псевдожала помогают отбиться от дальневосточной квакши — в экспериментах из семнадцати самцов из квакшиной пасти освободились шестеро. Если же у самцов псевдожала предварительно удаляли, то квакши съедали их всех.

осы.jpg

Квакша выплёвывает самца гончарной осы. На заднем конце тела у самца виден «трезубец» — половой орган с двумя выростами, которыми он «жалит» нападающего. (Фото: Shinji Sugiura, Kobe University)

А вот против чернопятнистых лягушек боевые гениталии бесполезны — подопытные лягушки съедали всех самцов, которых им давали. Вероятно, у чернопятнистых лягушек рот менее нежный, так что им всё равно, чем им там тычут в слизистую.

То, что псевдожала находятся на половом органе, наводит ещё на мысль, что они как-то используются в брачных ритуалах — например, самцы могут как-то принуждать с их помощью самок к спариванию. Но ничего такого исследователи между самками и самцами не увидели; хотя вполне может быть, что какая-то сексуальная функция у псевдожал всё-таки есть. Однако подобные выросты есть у самцов других видов ос, и возможно, что они тоже используют для защиты — просто до сих пор это никто не проверял.

Печень-невидимка

Ещё один на редкость странный способ защиты демонстрируют стеклянные лягушки. Называются они так из-за своего полупрозрачного тела, которое становится ещё прозрачнее, когда лягушки спят. Дело в том, что на время сна все эритроциты из крови прячутся в специальных печёночных карманах, и сердце перекачивает «обесцвеченную» кровь. Лягушачью печень можно отчасти сравнить с плащом-невидимкой, правда, абсолютно невидимыми лягушки всё-таки не становятся: мышцы, да, становятся прозрачными, но некоторые внутренние органы, в том числе и печень, в них всё-таки можно различить. Тем не менее, трюк с кровью всё-таки делает стеклянных лягушек в два-три раза прозрачнее, когда они спят — что очень кстати, потому что, пока ты спишь, к тебе легче подкрасться с недобрыми намерениями.

стеклянная лягушка.png

Спящая стеклянная лягушка (слева) загоняет все эритроциты в печень и становится ещё более прозрачной, чем когда она бодрствует (справа). (Фото: Jesse Delia / American Museum of Natural History)

Когда лягушка просыпается, эритроциты выходят из печени, и кровь снова окрашивается в красный цвет. Что до дыхания, то, как мы знаем, лягушки дышат не только лёгкими, но и всей кожей. Вероятно, в покое стеклянным лягушкам хватает того кислорода, который проходит сквозь кожу. Кстати, на свете есть как минимум одна лягушка вообще без лёгких – это калимантанская барбурула, обходящаяся всю жизнь только кожным дыханием.

Грозовые пчёлы

О том, что насекомые несут на себе какой-то электрический заряд, известно было и раньше, и можно было предположить, что суммарный заряд целого роя жуков, или мух, или, например, ос будет довольно велик. Однако плотность заряда до 1000 Вольт на метр всё равно выглядит необычайно большой — такая плотность заряда бывает у грозовых туч, и такую же величину получили при расчёте электрических свойств пчелиного роя. Правда, нужно сразу уточнить, что даже самая маленькая грозовая туча всё-таки сильно больше даже самого большого пчелиного роя, так что молниями пчёлы нас поражать не могут, только жалить. Хотя можно нафантазировать, что в один прекрасный момент на земле появился пчелиный сверхрой, который будет разить молниями — правда, самим пчёлам от их молний наверняка придётся несладко.

пчёлы.jpg

(Фото: Niklas Stumpf / Unsplash.com)

Зачем собственный электрический заряд самим насекомым, пока не вполне понятно, хотя можно предположить, что он помогает им ориентироваться на местности, искать еду, общаться друг с другом и т. д.

Шмели играют в игрушки

Эти шмели уже как-то попадали в нашу подборку «фантастических тварей», только тогда они играли в футбол и получали за свою игру какую-то награду, а сейчас оказывается, что они готовы просто играть без всякой награды, — подобно тому, как дети играют в игрушки. Эксперимент выглядел так: шмели жили в гнезде, из которого могли свободно попасть в камеру с сиропом и цветочной пыльцой. Но по пути из гнезда в «столовую» у них была ещё одна камера, где находились шарики, каждый размером чуть больше шмеля. Шарики располагались так, чтобы не загораживать проход, то есть если шмель не хотел обращать на них внимания, он и не обращал — просто пробегал-пролетал камеру с шариками по прямой. Кроме того, шарики были разные: на одной стороне камеры их жёстко прикрепляли к полу, а на другой половине они свободно катались, было бы кому катать. И ещё раз нужно подчеркнуть, что в камере с шариками не было никакого угощения: если шмель хотел скорее добраться до сиропа, он мог просто сразу устремиться в «столовую» — угощение ждало его независимо от того, взаимодействовал ли он с шариками.

Тем не менее, шмели уделяли шарикам какое-то время, и они явно предпочитали те шарики, которые можно было катать. Когда шмели отвлекались на игрушки, они на 50% чаще заходили к свободно катающимся шарикам, чем к прикреплённым. Не всех шмелей одинаково тянуло к шарикам: некоторые катали их всего один-два раза, но зато другие катали их по несколько десятков раз в день. Очевидно, если бы им не нравилось этим заниматься, они бы и не занимались.


В другом варианте эксперимента исследователи меняли на пути из гнезда в «столовую» промежуточную камеру с шариками на камеру без шариков. И если камера с шариками была жёлтого цвета, то камера без шариков была синей. Их несколько раз меняли друг на друга, чтобы шмели усвоили, какой цвет чему соответствует. Затем шмелям снова предлагали пройти из гнезда в камеру с угощением, но теперь перед ними было сразу две промежуточные камеры, синяя и жёлтая, и они могли выбрать, через какую идти (причём на входе они не видели, где шарики есть, а где нет). Путь через камеру с шариками шмели выбирали на 30% чаще. Потом цвета поменяли — так, чтобы шарики были в синей камере, — и повторили опыт. Результаты оказались те же: шмели всё равно предпочитали идти через «комнату с игрушками».

Черепашье многоголосие

Нам черепахи кажутся абсолютно безголосыми существами, но это на самом деле не так, и в прошлом году мы узнали, насколько это не так: сотрудники Цюрихского университета насчитали полсотни видов «поющих» черепах. Разумеется, речь идёт не о сложных песнях, как у птиц, — черепахи щёлкают, цыкают, скрипят и т. д. Но даже с такими звуками у некоторых черепах поразительно богатый репертуар. Например, у южноамериканской килевой черепахи есть более тридцати звуковых сигналов: молодые особи по-особому пищат, взрослые самцы, когда ухаживают за самками, скрипят, подобно несмазанной двери; есть специальные звуки как для выяснения отношений, так и для дружеского приветствия.

черепаха.jpg

Южноамериканская килевая черепаха. (Фото: Bernard DUPONT / Flickr.com)

Одними только черепахами дело не ограничилось. Исследователи обнаружили вокальные способности также у гаттерий, безногих амфибий червяг и у двоякодышащих рыб. У двоякодышащих есть не только жабры, как у всех рыб, но и лёгкие, которыми они могут вдыхать воздух и заодно издавать какие-то звуки. Если проанализировать родство между разными позвоночными, обладающими голосом, можно придти к выводу, что голос у них возник около 407 млн лет назад у общего предка двоякодышащих рыб и наземных позвоночных. Потом у кого-то голос сохранился и изменился до неузнаваемости, а кто-то, наоборот, его потерял.

Сон после любви

Несколько лет назад мы писали, что пчёлы слепнут от любви — в прямом смысле: после спаривания у пчелиных маток ухудшается зрение, и они уже не так хотят встречаться с новыми партнёрами. Нечто похожее происходит у дрозофил: их самки после спаривания спят больше остальных. Самка дрозофилы, в чьей жизни ещё не случалось любовных встреч, будет просыпаться буквально с первыми лучами солнца. А вот те, которые уже с кем-то спаривались, предпочитают ещё какое-то время поспать. Причина — пептиды в семенной жидкости самцов: они добираются до мозга самок и действуют в нём на нейроны, которые управляют поведением мух в зависимости от смены дня и ночи. После спаривания дрозофилы-самки хуже предугадывают наступление дня — то есть, проще говоря, начинают хронически просыпать утро.

дрозофилы.jpg

(Фото: Dimijana / Depositphotos)

Самцы, которые просыпаются раньше, одаривают своим вниманием тех самок, которые тоже просыпаются раньше — тех, которые ещё ни с кем не спаривались. Те самки, которые проснулись позже пользуются меньше популярностью: возможно, потому что самцы уже подустали, а возможно, потому что их меньше привлекают самки, любящие поспать. Так или иначе, с такой уловкой у самцов повышается вероятность того, что потомство самки, с которой он спаривался, будет именно его, потому что после него на неё будут меньше обращать внимания другие самцы.

Свиньи мирят друг друга

Домашние свиньи исключительно социальны, и, как у любых социальных животных, у них нередко случаются конфликты: кто-то кого-то начинает бодать, толкать, кусать и т. д. При этом в каждом конфликте обычно есть зачинщик-нападающий и жертва. Нападающий раз за разом нападает на жертву, как только она попадается ему на глаза, толкает и вообще всячески достаёт. Соответственно, жертва от этого начинает нервничать — она дрожит, невротически чешется, постоянно зевает. И вот тут на сцену выходит свинья-примиритель (или свинья-посредник): она подходит или к жертве, или к нападающему. Если свинья-примиритель общается с жертвой, та быстрее успокаивается после стычек; тревожное поведение быстрее сходит на нет, даже если её продолжают шпынять. Если же свинья-примиритель больше общается с нападающей свиньёй, та становится намного менее агрессивной и почти перестаёт нападать на того, кого по какой-то причине невзлюбила.

свиньи.jpg

(Фото: Kenneth Schipper Vera / Unsplash.com)

Свиньи-посредники вмешиваются в конфликт не всегда. Чаще всего они пытаются уладить дела между близкими родственниками, — возможно, потому, что сами родственники обычно не слишком горят желанием мириться. Притом инициатива должна исходить от свиньи-примирителя. Если затюканная свинья первая начинает общаться с кем-то, то этот кто-то редко отвечает взаимностью, и жертве не остаётся ничего другого, как продолжать нервничать и надеяться, что на неё кто-то самостоятельно обратит внимание.

Котикам нравится сюсюканье

И напоследок, разумеется, котики — куда ж без них? Когда мы с ними общаемся, то, сами того не замечая, начинаем растягивать гласные, говорим высоким голосом, задаём смешные вопросы (типа «кто самый умный мальчик?») и т. д. — в общем, начинаем сюсюкать с ними, как с маленькими детьми. И котикам это нравится. Сотрудники Университета Париж X — Нантер поставили эксперимент с шестнадцатью котиками и их хозяевами. Поскольку с котами иметь дело сложнее, чем с собаками, для эксперимента оборудовали специальную комнату с игрушками, коробками, тайными укрытиями и т. д. Потом записывали, как котовладельцы произносят разные вопросы типа «кто хочет вкусненького?» и «кто у нас хочет поиграть?». Только сначала эти вопросы нужно было произнести так, как если бы ты обращался к взрослому человеку, а потом как если бы ты обращался к котику.

котики.jpg

(Фото: Priscilla Du Preez / Unsplash.com)

Хозяева сидели в той же экспериментальной комнате, что и их котик, но сидели молча. Записанные вопросы звучали из аудиоколонок, причём сначала шли три вопроса «как для взрослого человека», потом был четвёртый «как для котика», а потом пятый снова «как для взрослого». Как по котику определить, что он думает по поводу услышанного? Нужно следить за головой, за ушами — если кошке интересно, она повернётся туда, откуда доносится звук; и нужно вообще следить за поведением, потому что, например, если котик вылизывается, он обязательно прервётся, если его что-то заинтересовало.

Все поведенческие признаки, которые могли свидетельствовать о кошачьем интересе, исследователи свели в 20-балльную шкалу. Когда кошки слышали три фразы «как для взрослых людей», их интерес падал с 13 баллов до 4. На четвёртой фразе, произнесённой «как для котика», интерес взлетал до 14 баллов — а потом снова падал до 6, когда звучал пятый вопрос, записанный «как для взрослого человека». Для сравнения тот же эксперимент повторили с вопросами, записанными незнакомым голосом. В этом случае у котиков сначала появлялся интерес в 15 баллов, потом падал в среднем до пяти, и, что самое главное, потом уже не поднимался — то есть на сюсюканье незнакомым голосом кошки не реагировали.

Кстати, собаки в аналогичном опыте реагируют как на хозяйский голос, так и на чужой голос. Можно, конечно, проинтерпретировать это так, что котики более преданны своим хозяевам, чем собаки. Но, скорее всего дело тут в том, что собаки вообще слышат больше человеческих голосов. С собаками гуляют на улицах и в парках, к ним подходят другие собаки с их владельцами, эти владельцы начинают с ними разговаривать и т. д.; и собаки в принципе склонны доверять незнакомым. Однако многие коты и кошки живут в частных домах, ходят сами по улицам, и среди них есть много вполне общительных созданий — поэтому, может быть, эксперимент с сюсюканьем стоит повторить с бóльшим числом котиков, которые будут отличаться образом жизни и личностными характеристиками.

Автор: Кирилл Стасевич


Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее