Удивительная рыба использует свой причудливый череп как барабан

Фото из открытых источников

Удивительная рыба Bothragonus swanii, обитающая в мелководной приливно-отливной зоне северо-восточной части Тихого океана, выглядит довольно необычно. Тяжелый костный панцирь помогает этому донному обитателю застревать между камнями и сливаться с окружающей средой. Но самой странной особенностью рыбы, безусловно, является глубокая чашеобразная полость в черепе, размером с весь мозг. Теперь исследования показывают, что B. swanii использует это отверстие в голове как своего рода ударный инструмент — его ребра служат барабанными палочками.

Новое объяснение анатомии черепа B. swanii, «является действительно потрясающим открытием», — говорит Адам Саммерс, биомеханик из лабораторий Фрайдей-Харбор Вашингтонского университета, который не принимал участия в работе. «Эта рыба размером с указательный палец, — отмечает он, — и при этом у нее в голове отверстие, в которое можно спрятать горошину».

Полость в голове B. swanii, известная как черепная ямка, привлекла значительное научное внимание. Самая простая гипотеза заключается в том, что она помогает замаскироваться этому хищнику: если смотреть сверху, эта маленькая бронированная рыбка очень похожа на морскую губку. Но Дэниел Гелдоф из Университета штата Луизиана (LSU) подумал, что это не может быть всей историей. Его заинтриговала идея о том, что черепная ямка может усиливать звук, подобно спутниковой антенне. Многие представители семейства рыб, к которому принадлежит B. swanii, известные как Agonidae, издают рычащие, хрюкающие и жужжащие звуки, обращаясь друг к другу. «Если взять одну из них в руки, можно почувствовать вибрацию», — говорит Кассандра Донателли, биолог из Университета Висконсина в Такоме, которая не участвовала в новой работе. «Мы можем чувствовать их гораздо сильнее, чем слышать».

Гелдоф решил собрать несколько экземпляров, осушив приливные лужи на архипелаге Сан-Хуан в штате Вашингтон. Но оказалось, что B. swanii, охотящийся за трофеями, играет в прятки лучше, чем он ожидал. Он привлек старшеклассников к созданию «бригады с ведрами», которая обыскивала все острова Сан-Хуан и даже предложила денежное вознаграждение тому, кто принесет ему живого B. swanii, охотящегося за трофеями. Все было напрасно. «Оглядываясь назад, это было довольно забавно», — говорит он.

Не сдаваясь, Гелдоф решил сосредоточиться на законсервированных образцах, собранных ранее студентами лаборатории Фрайдей-Харбор, а также на образцах двух родственных видов. Сканируя их анатомию с высоким разрешением, он надеялся увидеть структуру головы рыбы вплоть до отдельных нервов. Это была амбициозная цель, признает он, для достижения которой ему нужно было «задействовать тяжелую артиллерию». У LSU было все необходимое: микрокомпьютерный томограф стоимостью 1,5 миллиона долларов, способный получать рентгеновские снимки образцов с разрешением менее микрона.

За сотни часов сканирования Гелдоф собрал анатомические изображения, которые он использовал для создания подробных 3D-моделей головы B. swanii, охотившегося за морскими улитками. Работа была одновременно кропотливой и изнурительной. Гелдоф рассказывает, что однажды ему пришлось отменить 32-часовое сканирование, потому что посреди ночи мимо проехал грузовик, сотрясая пластину сканера. «Это был не самый приятный день», — вспоминает он.

Полученные данные, которые Саммерс называет «выдающимися», ясно показывают, что первая пара ребер у B. swanii, охотящегося на камнеголового, необычна. Две кости соприкасаются со дном черепной ямки, которое тверже стенок ямки, и имеют необычно большие размеры и уплощенную форму. Еще более странно то, что в то время как другие ребра непосредственно прикреплены к позвоночнику, эти свободно двигаются и соединены сухожилиями с самыми сильными мышцами тела рыбы.

По словам Гелдофа, в совокупности эти особенности позволяют предположить, что B. swanii может быстро и сильно ударять ребрами о полость в черепе, создавая вибрации, которые распространяются по дну. Вероятно, они позволяют B. swanii общаться с другими представителями своего вида, которые, как правило, передвигаются по морскому дну, используя спинные плавники, а не плавая. Таким образом, рыба избегает необходимости конкурировать со всеми другими звуками, распространяющимися в открытой воде.

Хотя звуки, вероятно, не будут очень громкими, черепная ямка может помочь их усилить, максимально увеличив громкость в приливных лужах, полных разбивающихся волн, падающих камней и других звуков — «Нью-Йорк среди океанских экосистем», — говорит Карли Коэн, биолог из лаборатории Фрайдей-Харбор, которая не принимала участия в новом исследовании. «Вам нужен какой-то способ слышать своих сородичей или сказать: „Эй, отойдите! Я сижу на этом камне“», — говорит она.

До сих пор никто не видел, как рыба бьет себя по голове, и не документировал научно издаваемый ею звук. Но Саммерс и другие утверждают, что Гелдоф выдвинул правдоподобную теорию. Для ее подтверждения исследователям потребуется провести эксперименты с подводным микрофоном, что также может пролить свет на поведение рыбы. Если судить по предыдущему опыту, эта задача может оказаться непростой. «Если у кого-нибудь есть подводная запись звука, издаваемого B. swanii, охотящимся на каменноголового окуня, — говорит Гелдоф, — я бы отдал все, чтобы ее услышать».