Беспозвоночные. Ископаемые животные
Шрифт:
Так Жан Батист Верани, молодой французский натуралист, открыл в 1834 году биолюминесценцию головоногих моллюсков. Свои наблюдения Верани опубликовал только в 1851 году. Он не ошибся, когда решил, что многочисленные голубоватые точки на теле животного — светящиеся органы (фотофоры). У глубоководного кальмара гистиотевтиса, которого исследовал Верани, около двухсот таких фонариков, некоторые из них достигают в диаметре 7,5 миллиметра — настоящие прожекторы!
У гистиотевтиса около 200 светящихся органов. Некоторые
Устройство светящихся органов у кальмаров иное, нежели у каракатиц, и с точки зрения оптической техники более совершенное. Фотофор по конструкции напоминает прожектор или автомобильную фару. И форма у него приблизительно такая же — полусферическая. Орган покрыт со всех сторон, кроме обращенной наружу светящейся поверхности, черным, светонепроницаемым слоем. Дно выстлано блестящей тканью. Это зеркальный рефлектор. Непосредственно перед ним расположен источник света — фотогенное тело, масса фосфоресцирующих клеток. Сверху «фара» прикрыта прозрачной линзой, а поверх нее — диафрагмой: слоем черных клеток-хроматофоров. Наползая на линзу, хроматофоры закрывают ее — свет гаснет.
Фотофоры на глазах кальмара эноплотевтиса
Светящиеся органы кальмаров наделены еще целым рядом других оптических устройств. У каллитевтиса, например, исходящий от фотогенной массы свет пересекает косо поставленное «зеркало». Особые мускулы поворачивают зеркало в разные стороны, и луч света меняет свое направление.
Есть в фотофорах и светофильтры — экраны из разноцветных клеток. Иногда роль светофильтра выполняет цветной рефлектор. Нередко один моллюск обладает осветительными средствами десяти различных конструкций.
Некоторые кальмары буквально усеяны крупными и мелкими фотофорами, и не только снаружи, но и изнутри. Многие носят под мантией «пояс огненных драгоценных камней». Свет от сияющих «камней» проникает наружу через прозрачные «окна» в коже и мускулатуре этих животных. Часто фотофоры сидят на глазах — на «веках» или даже на самом глазном яблоке, а иногда они сливаются в сплошные полосы, окружающие глазную орбиту светящимся полукольцом.
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
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.
24
Капля светящейся слизи гетеротевтиса, накрытая покровным стеклом, быстро гаснет. Если стекло снять, то приток свежего кислорода вновь ее «воспламеняет». Гаснет светящаяся слизь и в вакууме или в камере с углекислым газом.
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)