Акулы 1

к началу

В отличие от костистых рыб, механизм осморегуляции акул довольно прост и примитивен. По электролитному составу кровь и тканевые жидкости организма почти не отличаются от морской воды, то есть почти полностью изотоничны внешней среде. За счет содержания солей обеспечивается около 50 % осмотического давления крови и тканей. Из-за особенностей азотистого обмена в крови А.  в значительном количестве накапливаются мочевина (довольно токсичное вещество) и триметиламиноксид, плохо диффундирующие через мембраны клеток почек и жабр, за счет чего достигается оставшееся повышение осмотического давления. Результатом всего является повышенное осмотическое давление внутренней среды (26 атм против 24 атм в морской воде), то есть создаются условия для свободного проникновения воды из внешней среды в межклеточную жидкость и кровь, что в итоге приводит к диффузии натрия и калия. Но так как организм А. обладает гомеостазом, то у него есть и специальный механизм для поддержания электролитного состава − для этого существует ректальная железа, выводящая избыток солей в клоаку. 

Большинство А. являются пойкилотермными (холоднокровными) животными. Температура тела А. соответствует температуре окружающей среды. Однако исключениями из этого правила являются некоторые виды пелагических А.— например, мако, белая и голубая А. (всего около 8 видов). Они частично теплокровны и могут иметь температуру тела на 8—11 °C больше, чем температура окружающей среды, за счёт интенсивной работы мышечной системы. Множество мелких вен оплетает крупные мышцы, которые отдают в кровь вырабатываемое тепло. Более высокая температура тела позволяет А. быстрее и эффективнее двигаться. 

На коже, покрывающей подвижные хрящевые челюсти, в несколько рядов располагаются зубы, которые являются преобразованными плакоидными чешуями.

Ротовая полость переходит в глотку, за которой начинается пищевод, без заметных границ переходящий в легко растяжимый U-образный желудок. Концентрация соляной кислоты вжелудочном соке достигает 3 %. От желудка отходит тонкая кишка, переходящая в толстую, которая в свою очередь переходит в прямую кишку, открывающуюся клоакой. Внутри толстой кишки находится спиральный клапан, значительно увеличивающий всасывающую поверхность. От прямой кишки отходит ректальная железа, которая является органом солевого обмена; она удаляет избыток солей, которые попадают в организм вместе с пищей и морской водой. В период размножения железа выделяет пахучую слизь, облегчающую встречу особей разного пола.

Особое место в организме А. занимает массивная трехлопастная печень, масса которой может составлять до 30 % от массы всего тела. Печень накапливает запасы жира (до 70 % от массы печени у гигантской А.), животный крахмал гликоген и некоторые витамины, выполняя функции хранилища энергетических резервов и гидростатического органа для увеличения плавучести.

Достоверно известно, что у хищных А. большую роль в пищеварении играет фермент коллагеназа.

После сытной трапезы А. способны долгое время голодать, медленно и экономно расходуя накопленные ресурсы, и вообще их потребность в пище относительно невелика. К примеру, содержавшаяся в неволе трехметровая австралийская песчаная А. (Carcharias taurus) весом 150 кг за год съедала всего 80—90 кг рыбы.

А. периодически производят эверсию желудка — выворачивают его через рот наружу в водную среду с целью очищения. Любопытно, что при этом никогда не повреждают желудок своими многочисленными зубами.

Органы чувств разных видов А. развиты в разной мере в зависимости от их среды обитания. Спинной мозг А. имеет большую функциональную самостоятельность. У А. особо хорошо развиты сенсоры фото- и химической рецепции, а также акустико-латеральная система.

Обоняние у А.− одна из основных сенсорных систем. Эксперименты показали высокую чувствительность А. к запахам. Органы обоняния представлены ноздрями − небольшими мешочками на морде, пропускающими воду к обонятельным рецепторам. Обоняние задействовано при поиске добычи и партнеров для размножения. У белой А. для обоняния используется 14 % мозга. Особенно хорошо развито обоняние у молотоголовых А. − разнесенные на приличное расстояние друг от друга на голове своеобразной формы ноздри позволяют четче определить направление источника запаха. Исследования показали, что А. лучше реагируют на запахи раненой или встревоженной добычи. Некоторыми учеными высказываются предположения о том, что А. способны улавливать запахи, распространяемые по воздуху, так же хорошо, как и в воде. Белую А. часто наблюдали с мордой, высунутой над поверхностью воды. А. способны улавливать запах крови, разведенной в пропорции 1:1 000 000, что грубо можно сравнить с одной чайной ложкой на плавательный бассейн средних размеров. 

Строение глаза А. по большей части такое же, как и у всех позвоночных, но с некоторыми особенностями. Глаз А. имеет особый отражающий слой −тапетум − расположенный позади сетчатки. Тапетум направляет прошедший сквозь сетчатку свет назад, чтобы он ещё раз воздействовал на рецепторы, таким образом усиливая чувствительность глаза. Это существенно повышает остроту зрения, особенно в условиях недостаточной освещенности. Ещё одной особенностью у некоторых видов является наличие моргающего века, которое закрывает глаз непосредственно во время атаки на жертву, защищая его от повреждений. А., не имеющие моргающего века, при атаке жертвы закатывают глаза. Ранее полагали, что глаз А. содержит слишком мало колбочек и не способен различать цвета и мелкие детали. Однако современные технологии позволили доказать обратное. Острота зрения некоторых видов А. острее человеческого до 10 раз.

Орган слуха у А. − это внутреннее ухо, заключенное в хрящевую капсулу. А. воспринимают преимущественно низкие звуки 100—2500 Гц. Большинство А. способны различать инфразвук с частотой ниже 20 Гц. Внутреннее ухо также является органом равновесия. 

Канал боковой линии проходит по боковой поверхности тела в толще кожи и является сейсмосенсорным органом. Он имеет вид узкой и глубокой кожной борозды, местами ветвящейся. Боковая линия воспринимает механические перемещения частиц воды, а возможно, и инфразвуковые колебания. Она играет важную роль при охоте, видовом общении и ближней ориентации. 

Электрорецепторный аппарат А. представлен ампулами Лоренцини − это погруженные в кожу маленькие соединительнотканные капсулы с исходящими от них трубочками, которые открываются на поверхность кожи. А. реагируют наэлектрические поля напряженностью всего 0,01 мкВ/см. Поэтому они способны обнаруживать жертву по электрическим полям, создаваемым работой дыхательных мышц и сердца. Есть предположения, что они используются акулой и в качестве термодатчиков, определяющих температуру среды с точностью до 0,05 °С.

Наблюдаемая у некоторых видов траектория миграции по прямой линии на довольно большие расстояния натолкнула ученых на мысль о возможности А.  ориентироваться по магнитному полю земли. Исследования, проведенные с содержащимися в неволе песчаными А. (Carcharhinus plumbeus), подтвердили эти догадки — продемонстрированное ими поведение позволяет уверенно говорить о магнитной сенсорике. В восприятии магнитного поля у А. могут быть задействованы: магниточувствительные рецепторы, влияние магнитного поля на химические процессы, электрорецепторный аппарат или всё перечисленное в комплексе. 

Каждый вид имеет свою определенную продолжительность жизни, и непросто оценить её для всех А. В целом А. растут относительно медленно, и в общем случае можно сказать, что большинство видов живёт 20—30 лет. Однако, рекордной продолжительностью жизни отличается пятнистая колючая А., живущая более 100 лет. Известны и китовые А. с подобным возрастом.

У А. свойственное хрящевым рыбам внутреннее оплодотворение, примитивная матка и довольно совершенная плацентарная связь. Плод развивается в матке и появляется на свет хорошо приспособленным к самостоятельной жизни − у новорожденных А.  хорошо развиты опорно-двигательный аппарат, пищеварительная система и органы чувств, что позволяет самостоятельно питаться и быстро наращивать массу. А. производят на свет разное количество детенышей — некоторые виды до 100, другие же всего двух—трех. Белая А. рожает примерно 3—14 акулят за один раз. В отличие от большинства костистых рыб, производящих миллионы икринок, принцип продолжения рода у А. нацелен скорее на качество, чем на количество. Забота некоторых видов о потомстве (акуленок некоторое время находится под опекой матери) позволяет обеспечить А. высокий коэффициент выживаемости, а значит и более низкую плодовитость.

А. разделяются на яйцекладущих, яйцеживородящих и живородящих. Копулятивный орган самцов — пара птеригоподиев, каждый из которых является видоизменённой задней частью брюшного плавника. Во время размножения один из птеригоподиев изгибается вперёд и вводится в клоаку самки.

После оплодотворения яйцо покрывается студенистой белковой оболочкой, а поверх неё у большинства яйцекладущих видов − рогоподобной оболочкой, часто с выростами и жгутами. Это защищает эмбриона от обезвоживания, многих хищников, механических повреждений и позволяет подвешиваться на водорослях. Яйца крупные и содержат много желтка. Обычно одновременно откладываются от 1—2 до 10—12 яиц, и только полярная акула (Somniosus microcephalus) откладывает за раз до 500 яиц длиной около 8 см. Эмбриональное развитие акул идет медленно, но вылупившийся детеныш отличается от взрослой особи только размерами и способен к самостоятельной жизни. Яйцекладущими являются около 30 % видов. При яйцеживорождении оплодотворенные яйца задерживаются в маточных частях яйцеводов. При этом детеныши вылупляются и некоторое время находятся внутри матери, рождаясь в итоге хорошо развитыми и приспособленными к самостоятельному существованию. У сельдевых А. (Lamnidae) детеныши после использования своего желточного мешка поедают скопившиеся в матке неоплодотворенные яйца.

У живородящих видов желточный мешок после использования желтка прирастает к стенке матки, образуя своеобразную плаценту, а кислород и питательные вещества зародыш получает из кровотока матери путем осмоса и диффузии. У куньих А. (Triakidae) одновременно может развиваться до 20, а у молот-рыбы (Sphyrnidae) — до 30—40 зародышей. Срок вынашивания у яйцеживородящих видов точно не известен, однако примерно составляет от нескольких месяцев до двух лет (у пятнистой колючей А.), что является одним из самых продолжительных сроков среди всех позвоночных.

Внутреннее оплодотворение, крупные яйца со значительными запасами питательных веществ, прочная наружная оболочка и широко распространенные яйцеживорождение и живорождение резко снижают эмбриональную и постэмбриональную смертность. Известны также отдельные случаи партеногенеза — женская особь производила потомство без всякого участия самца. Все эти явления имели место у А., содержащихся в неволе. Случаи бесполого размножения А. в естественной среде не известны, и предполагается, что это крайняя мера репродукции в отсутствие особей мужского пола. 

А. распространены по всем океанам и климатическим поясам. В большинстве своем они обитают в морской воде. Некоторые виды, такие как тупорылая А., обыкновенная серая А. и другие способны жить и в пресной воде, довольно далеко заплывая в реки. По глубине распространены преимущественно до 2000 метров, иногда спускаясь до 3000 метров, и чрезвычайно редко их наблюдали ниже. Самая большая задокументированная глубина принадлежит португальской А. − 3700 м. 

В традиционном представлении А. выглядит одиноким охотником, бороздящим просторы океана в поисках добычи. Однако такое описание применимо лишь к нескольким видам. Очень многие А. ведут оседлую малоактивную жизнь. Но даже одинокие охотники встречаются для размножения или в богатых пищей местах, что может заставить их преодолевать тысячи миль за год. Возможно, миграция А. сложнее, чем даже миграция птиц.

А. могут демонстрировать и социальное поведение. Иногда более ста бронзовых молотоголовых А. (Sphyrna lewini) собираются вокруг подводных гор и островов, к примеру, в Калифорнийском заливе. У А. также имеет место межвидовая социальная иерархия. К примеру, длиннокрылая А. доминирует перед шелковой тех же размеров, когда вопрос касается питания.

При слишком близком приближении некоторые А. подают сигналы угрозы. Как правило, они заключаются в увеличении амплитуды плавательных движений, а их интенсивность может говорить об уровне опасности. 

В основном А. передвигаются с крейсерской скоростью примерно 8 км/ч, но при охоте или нападении среднестатистическая А. ускоряется до 19 км/ч. А.-мако способна разгоняться до скорости 50 км/ч. Белая А. также способна к подобным рывкам. Такие исключения возможны благодаря теплокровности этих видов. 

Вопреки распространенному мнению о том, что А. всего лишь «машина для охоты», ведомая одними только инстинктами, последние исследования показали способность некоторых видов к решению задач, социальному поведению и любопытству. Соотношение массы мозга и тела у акул примерно эквивалентно тому же показателю у птиц и млекопитающих. В 1987 году в районе ЮАР группа из семи белых А. совместными усилиями стаскивала наполовину выброшенного на берег мертвого кита в более глубокое место для трапезы. А. могут демонстрировать и игривое поведение. К примеру, атлантическую сельдевую А. неоднократно наблюдали преследующей другую особь с куском водорослей в зубах. 

Некоторые А. могут отдыхать на дне, прокачивая воду через жабры, но их глаза остаются открытыми и отслеживают происходящее вокруг. Во время отдыха А. не использует ноздри, но вполне возможно, что использует брызгальца. Если бы А. использовала ноздри, то всасывала бы скорее песок со дна, а не воду. Поэтому многие ученые полагают, что это один из случаев, обосновывающих необходимость брызгальца. У катрана процессом движения управляет больше спинной мозг, чем головной, так что он может спокойно поспать и когда плывет. Также возможно, что А. спят наподобие дельфинов, отдыхая по очереди каждым полушарием мозга, что позволяет постоянно оставаться в сознании.

продолжение