Ученые доказали повышенную чувствительность дельфинов к электричеству

Первое исследование чувствительности афалин к электрическим полям показало, что некоторые из них могут обнаруживать электрические поля постоянного тока (DC) силой всего 2,4 микровольта на сантиметр, что даже лучше, чем измеренные способности утконоса. Хотя это открытие все еще менее способно в этом отношении, чем у акул и скатов, открытие предполагает, что электрорецепторность может играть более важную роль в выживании дельфинов, чем предполагалось ранее. Исследование было опубликовано в Journal of Experimental Biology.

У дельфинов на лице есть небольшие ямки, богатые нервными окончаниями, известные как вибриссальные крипты. Ранее исследования подтвердили, что они позволяют им обнаруживать слабые электрические поля, но не дало никаких указаний на то, насколько слабыми они могут быть. Для видов, обитающих в мутных реках или эстуариях, имеет смысл разработать альтернативу видению под водой, но для тех дельфинов, которые обитают в более чистых водах, такие способности могут оказаться излишними.

Однако, похоже, даже в кристально чистых водах афалины находят электрочувствительность достаточно полезной, и они поддерживают ее в значительной степени.

Дельфины — не самый простой объект для изучения, но команда под руководством доктора Тима Хюттнера из Университета Ростока протестировала двух самок дельфинов, Долли и Донну, из Нюрнбергского зоопарка. Их вольер состоит из девяти бассейнов, что дает множество возможностей отделить их друг от друга и от остальной части капсулы.

Раз в день каждый дельфин помещал нос в головной убор с двумя электродами, которые могут создавать слабые электрические поля в воде вокруг них. Долли и Донну учили с помощью рыбных наград покидать станцию, когда они обнаруживали электрическое поле, и оставаться, когда они этого не делали. 

Напряженность поля начиналась с 500 мкВ см ^-1 и постепенно уменьшалась. Для сравнения: утконос, первое из млекопитающих, у которого была обнаружена электрочувствительность, может обнаруживать поля напряженностью 25–50 мкВ см ^-1 . Оказывается, дельфины могут добиться большего. Достигнув 96-процентного успеха при начальной силе поля, эти двое показали себя хуже, но все же гораздо лучше, чем случайно, с более низкими полями. Производительность Долли достигла случайного уровня при напряжении 5,5 мкВ см ⁻¹ , и она потеряла мотивацию продолжать играть ниже этого уровня. Донна оказалась более чувствительной: она обнаруживала поля с напряженностью до 2,4 мкВ см ^-1 и действовала немногим выше этого уровня.

Оба дельфина оказались менее искусными в обнаружении полей переменного тока (AC), им требовалась напряженность поля в 10 раз выше при частоте 1 Гц, а на более высоких частотах они испытывали еще большие трудности.

«Слабые биоэлектрические поля являются надежным источником информации ближнего действия для пассивных электрорецептивных животных, поскольку все организмы производят электрические поля постоянного тока (DC) в воде», — пишут авторы. Эти поля создаются потоком ионов рыб или ракообразных и модулируются низкочастотным потенциалом переменного тока, возникающим в результате мышечной активности.

Хищники могут охотиться, используя эти поля, особенно когда их другие чувства заблокированы. Для некоторых рыб способность обнаруживать электрические поля настолько важна, что они производят собственные слабые электрические разряды, позволяющие им чувствовать возмущение силы, создаваемой движущейся добычей.

Однако чаще электрорецепция носит чисто пассивный характер и обнаруживает поля, создаваемые другими. Предполагается, что это может также распространяться на способность ориентироваться относительно магнитного поля Земли, но не напрямую, как это делают перелетные птицы, а посредством электромагнитной индукции в морской воде.

Электрорецепция настолько полезна, что неоднократно развивалась на разных ветвях генеалогического древа животных, но известна она только у млекопитающих от утконоса, ехидны и некоторых дельфинов. Последнее особенно любопытно, поскольку их способность к эхолокации может показаться ненужной.

Гвианские дельфины были первыми видами дельфинов, у которых была продемонстрирована электрорецепторность. Живя в устьях рек вдоль побережья Южной Америки и часто заплывая далеко вверх по реке, они сталкиваются с особенно мутной средой, и большая часть их рациона состоит из рыбы, которая прячется в отложениях на морском дне. Способность обнаруживать электрические поля, создаваемые этими рыбами, дает очевидные преимущества.

У афалин гораздо более разнообразный рацион. Точно так же, как они разработали удивительно инновационные методы безопасного доступа к рыбе в ловушках и защиты от острых предметов, похоже, они также оттачивали свои чувства на протяжении многих поколений. Если дельфины способны видеть, слышать, пробовать на вкус, обонять и осязать мир, а также обнаруживать его с помощью эхолокации и ощущать его электрические поля, некоторые существа могут быть ошеломлены избытком информации, но, похоже, дельфины интегрируют все это. Авторы предполагают, что они используют эхолокацию для обнаружения добычи на расстоянии и электрические поля для работы на близком расстоянии.