Общая эндотермия тела у мезопелагической рыбы — опаха (Lampris guttatus)

 Whole-body endothermy in a mesopelagic fish, the opah, Lampris guttatus. Nicholas C. Wegner, Owyn E. Snodgrass, Heidi Dewar, John R. Hyde. Science. 2015. Vol. 348. No 6236. P. 786–789.

Рыбы являются хладнокровными существами, и температура их тела, а значит и активность, зависят от условий окружающей среды. Поэтому хищные обитатели холодных вод, как правило, спокойны и медлительны. Большую часть времени они экономят силы, внезапно нападая из засады. Известно, что тунцы, марлины и некоторые акулы могут временно повышать собственную температуру на несколько градусов во время охоты. Повышенная внутренняя температура тела, в особенности сердца и мозга, является безусловным преимуществом обитателей холодноводных глубин. Сердце работает существенно хуже и медленнее в холодной воде, это снижает скорость метаболизма, реакции замедляются. То же касается и работы мозга, служащего регулятором поведения, и работы глаз как датчиков внешних стимулов. Эффективность их деятельности в холодной воде заметно снижается. Авторы обнаружили первую полностью теплокровную рыбу – обыкновенного опаха (Lampris guttatus). До сих пор было известно, что эта крупная рыба с массивным овальным телом, которую еще называют «лунная рыба», обитает на глубинах от 50 до 400 м  при температуре воды ниже 10 °С, где питается кальмарами и крилем. Внимание ученых привлекло необычное строение кровеносной системы опаха: сосуды, несущие кровь от тканей к жабрам обвиты сосудами, идущими в противоположном направлении. У этих рыб вены и артерии тесно сплетены в так называемую «чудесную сеть» (rete mirabile). Ранее «чудесную сеть» находили у морских птиц (она помогает им снижать теплопотери от плавания в холодной воде) и у китов. Согревает она и мускулы тунца и макрели. Однако только у опахов этот теплообменник окружает жабры. Кроме того, его изолирует слой жира толщиной около 1 см. Так как при насыщении кислородом кровь теряет энергию и охлаждается, подобная система похожа на природный радиатор, в котором более теплая кровь, покидая мышцы, помогает разогреть охлажденную кровь, бегущую от жабр. Таким образом, у опаха поддержание повышенной температуры обеспечивается двумя взаимодополняющими способами. Первый из них – это организация передачи тепла от теплых сосудов к холодным до контакта с холодной водой в жаберной полости, а второй – теплоизоляция контактирующих с водой тканей. Это открытие заставило исследователей по-новому взглянуть на биологию и образ жизни обитателя океанических глубин. Наблюдая поведение опаха в природе, они заметили, что рыба постоянно двигает плавниками и, по всей видимости, за счет мышечных сокращений нагревает кровь. Производя замеры температуры разных частей тела опаха после подъема на борт судна, авторы обнаружили, что средняя температура тела рыбы примерно на 5 °С больше, чем вода на глубине, где она была поймана. Затем в грудную мышцу опаха был имплантирован температурный датчик, что позволило производить замеры температуры в естественной среде обитания рыбы в течение нескольких часов. Даже после того, как опах достиг глубоких слоев с температурой не выше 4 °С, его мышцы оставались разогретыми до 14 °С. Высокая температура тела должна обеспечивать ряд преимуществ, в том числе в скорости плавания и выносливости. Кроме того, еще в 2009 г. было обнаружено, что глаза и мозг опаха дополнительно разогреваются с помощью специальных мышц. Эти данные позволяют предположить, что кажущаяся неуклюжей и неповоротливой рыба, на самом деле является активным хищником, который с помощью острого зрения, быстрой реакции и повышенной выносливости может выслеживать и преследовать глубоководных кальмаров.

В.В. Стрекопытов