Нюх - не менш важлива і необхідна будь-якому підводному мешканцеві сенсорна система. Найбільш детальний огляд робіт, присвячених дослідженню нюху і поведінкових реакцій риб при пошуку їжі, а також відношення до хижаків, приводяться в публікаціях Б.Флерова (1962), Д.Павлова і А. Касумяна (1994).
Відчуття нюху або сприйняття запахів грає дуже важливу роль в процесі пошуку їжі, для оборонних реакцій, переміщення риби, забезпечення стайності і знаходження родичів. Хімічні речовини, що сприймаються рибами, мають сигнальне значення для підтримки міжвидових і видових зв'язків: контактів між особинами одного вигляду в зграї, стосунків «хижак-жертва», здійснення локальних добових харчових і тривалих нерестових (сезонних) міграцій. Сприйняття запахів у риб вважається дистантною сенсорною системою (на відміну від контактної смакової). Дістантність - це здатність пахучих частинок поширюватися від об'єкту, що випускає їх (наприклад, привада).
Якщо узяти в руки будь-яку прісноводу або морську рибу, то на роті біля очей допитливий дослідник обов'язково побачить парні ніздрі, а вірніше, нюхові ямки. У акул і скатів вони розташовані зазвичай з черевного боку тіла, у костистих риб (окуня, ляща, сома і ін.) - в передній частині голови, причому нюхові ямки не з'єднуються з порожниною рота. Кожна така ямка розділена на два отвори: переднє, через яке вода потрапляє в порожнину нюхового органу, омиваючи його, і вихідне заднє.
Ніздря є нюховим мішком, що вистилає слизистою оболонкою з фігурними складками - розетками, що збільшують загальну площу зіткнення води з цим органом. Сам процес нюху починається з моменту зіткнення пахучих часток з поверхнею слизистої оболонки органу нюху. Дослідження нюхових органів риб почалися ще в XIX столітті. З 1950-х років науковим дослідженням фізіології нюху риб були присвячені десятки серйозних робіт. Експериментальним шляхом отримані інтересні дані, перевірені потім на рибах в природніх умовах.
Виявилось, що характерною особливістю нюхової системи риби є повільна адаптація до різних запахів, а також низька диференціальна чутливість до них, тобто здатність чітко розрізняти діапазон (спектр) хімічних подразників . Безперечним виявився той факт, що природні запахи діють на рибу з значно більшою ефективністю, ніж штучні речовини (увага, любителі хімічних аттрактантів!), причому найбільшу привабливість мають видові хімічні сигнали (відчуття «свого») і, природньо, статеві запахи.
По мірі розвитку органів нюху і «інтенсивності їх вживання» розрізняють риб-мікросматиків, в яких спектр сприйманих запахів дуже вузький і обмежується часто лише статевими феромонамі, і риб-макросматиків, що володіють високою чутливістю до широкого спектру запахів. В перших органи нюху розвинені слабо, вони знаходять їжу в основному за допомогою зору. Як правило, це денні хижаки (окунь, щука, жерех). В риб-макросматиків ( сом, минь, річковий вугор) роль нюху серед інших органів є переважаючою. Нюхові мішки у цих риб великі, і їх власники дуже чутливі до запахів. Деякі учені до макросматиків відносять і судака. Рибалкам добре відома його здатність полювати і безпомилково знаходити поживу вночі.
В риб-макросматиків виявлена сенсибілізація (підвищення чутливості) органу нюху при дії навіть дуже малих концентрацій природніх хімічних подразників , тобто такі риби здатні пізнати декілька молекул речовини (і не лише запах, але і напрям до джерела роздратування!). Сліпі печерні риби відчувають речовини біогенної природи при їх концентрації у воді менше 10-12 % (у орган нюху, так званий ольфакторний мішок, потрапляє не більше 50-100 молекул (!) хімічної речовини). З допомогою умовнорефлекторної методики отримані дані про пороги сприйняття сліпими рибами деяких речовин: розчин тростинного цукру риби відчувають при його концентрації 0,005 %, солі - 0,0023 %, оцетової кислоти -0,0035 %, хініну - 0,0006 % (це крапля речовини на 100 літрів води!).
Залежно від екологічних умов середовища (освітленості, прозорості, жорсткості води і ін.) міра розвитку нюхової рецепції у риб різних видів різна. Встановлено, що підвищення або пониження температури води приводить до зміни чутливості риб до сприйняття запахів: при невеликому похолоданні води риби краще «нюхають» (рибалки добре знають про клювання риби після дощу, похолодання після жари) , при низьких температурах і в процесі значного пониження температури води нюхова здатність риб притупляється, і тривалість пошуку кормових об'єктів збільшується .
Дослідники прийшли до висновку, що в складних харчових сумішах активність сигналу для риб забезпечують низькомолекулярні з'єднання -амінокислоти. Вважається, що нюховий рецептор риби дратують (а значить, і спонукають до пошуку їжі) речовини білкового походження. Наприклад, при проведенні дослідів з фореллю, гольяном, минем (риби, для яких роль нюху дуже важлива) було встановлено, що ці види здатні при засліпленні менш ніж за 1 хвилину виявити на дні акваріума нерухомого черв'яка, тоді як така здібність до пошуків їжі втрачалася при штучному «відключенні» нюху.
Відомо, що здатність до точного визначення джерела харчового запаху наголошується не у всіх видів, оскільки великий вплив на нюх надає стан місця існування (наявність течії, мінералізація води, солоність і ін.). Багато видів, навіть деякі акули, не можуть виявити джерело харчового запаху, не дивлячись на наявність течії, що полегшує процес пошуку їжі. До таких риб відносять планктофагів (товстолобик), хижаків-викрадачів (окунь, судак, жерех). У них на основі нюху здійснюється лише далека орієнтація на джерело хімічної стимул-реакції .
Сприйняття хімічних подразників у риб в репродуктивний період забезпечує розпізнавання статі особини, пошук партнера, визначення його готовності до розмноження. На основі статевих запахів здійснюється зв'язок між батьками і потомством. Цікаво, що деякі види (наприклад, байкальський жовтокрилий бичок) забезпечують точну синхронізацію нересту шляхом регуляції кількості феромонів на нерестовищах! Сприйняття самками риб запахів самця приводить до стимулювання овуляції (дозріванню яйцеклітин) і, навпаки, при запаху «аромату самки» у самців відбувається інтенсивна спермация .
Вперше оборонна реакція риб на природні хімічні репеленти (від латинського - відштовхую, відганяю), що виділяються з шкіри риб при пораненні, наприклад, при нападі хижака, була описана Г. Ноублом в 1939 р. і детальніше досліджена в лабораторії Карла фон Фріша в 1939-1941 рр. Риби сприймають такі речовини на великих відстанях, наявність «феромону страху» викликає у них оборонну реакцію. Пошкоджена шкіра діяла на рибу з характерною відлякуючою дією: через 30 сек після введення її екстракту у воду, де містилися піддослідні риби, зграя стискувалася в розмірах, а потім всі особини кидалися врізнобіч.
Придонні риби з протекційним забарвленням після різкого кидка убік від джерела загрози надовго затаюються біля дна. Карасі роблять спробу заритися в грунт, різко знижують рухову активність і затаюються. Риби, що мешкають у верхніх шарах (уклея, чехоня) прагнуть виплигнути з води. Такі результати були отримані в експериментальних умовах ученими МГУ Е. Марусовим і Г. Малюкиною. Для всіх риб після дії «речовини страху» був характерний тривалий період загальної збудливості, настороженості і лякливості. Виявлено, що чутливість до репелента у риб в зграї завжди вище, ніж у окремих особин; вона залежить від ситості риб і стану організму. У зимовий період реакція на нього знижується.
Характерно, що подібні реакції страху властиві лише мирним зграєвим рибам. Їх біологічний сенс - попередження про небезпеку. Д. Радаков (1958, 1961, 1970) встановив, що швидкість поширення хвилі збудження в зграї риб в 15 разів перевищує максимальну (кидкову) швидкість руху окремих особин Відмічено, що пошкодження поверхневого шару шкіри - епідермісу (подряпина) не володіло відлякуючим ефектом для риб. Реакція тривоги або страху спостерігалася лише в разі здобуття рибою глибокої подряпини або рани. Характерно, що екстракти інших органів (тонких кишок, печінки) не викликали страху у риб, а екстракти, отримані із зябер, м'язів, яєчників, впливали на зграю в 5, 10 і 100 разів відповідно слабкіше, ніж екстракти шкіри риб.
Стосовно рибальства можна стверджувати наступне: схід з гачка підсіченої риби і поранення її ротової порожнини не так лякають родичів, що зібралися в підгодованому місці, як випадкове забагрення або дряпання її за черево, бік, голову під час підсічки.
Цікавий факт у взаєминах «хижак-жертва»: встановлена залежність між інтенсивністю репелентної дії запаху хижака і тактикою його полювання, а також приналежністю. Сильніші оборонні реакції у риб - потенційних жертв викликав запах хижака, який полює з засади (щуки), ніж запах хижих риб-викрадачів (окуня, судака). Характерно, що реакція на «свого» хижака (тобто що входить в один фауністичний комплекс з жертвами) була сильніша, ніж на незнайомого, «чужака». Парадоксально, але хижак, у свою чергу, здатний дуже точно визначати стан риби-жертви , відрізняти і атакувати панікуючу особину (що сильно пахне). Причому за допомогою нюху хижак здатний визначити навіть розмір жертви (Марусов, 1976,1991; Касумян, Пащенко, 1985).
Недавно шведські учені виявили ще одну цікаву особливість у взаєминах «хижак-жертва». Виявляється, золотий карась при появі у водоймищі хижака (щуки, окуня) через деякий час стає більш високотілим. Для того, щоб почати зростати у висоту, карасеві досить «пронюхати» або навіть... побачити хижака. Найцікавіше, що його потомство починає гарячково підростати вгору, прагнучи бути схожим на високотілого родича - ляща, лише в тому випадку, якщо хижак-сусід є рибоїдним. Якщо ж окунь вважає за краще харчуватися крупними безхребетними (личинками бабок, черв'яками), карась залишається прогонистим. Біологічний сенс такого акселератства зрозумілий: високотілим карасем щука і окунь практично не харчуються (не лізе в горло така здобич!).
|
