Райт - Наука о запахах - 1966 (947297), страница 16
Текст из файла (страница 16)
В атом случае соотношение ' Вазелин затрудниет доступ пахучих веществ к обоннтельным клеткам, а бензокаин 1анестезирующее средство) лишает нерввые хлесни чувствительности.— Прим. перев. равно 5: 1, но это не столь уж сильно отличается от исходного соотношения 3: 1, поскольку при малых числах статистика, как известно, не слишком достоверна.
Если учесть огромную важность всей проблемы миграции рыб, представляется очень странным, что этот эксперимент, поставленный лишь сравнительно недавно, только в 1952 г., чуть ли не впервые показал, что возвращение лососей в родные реки связано с процессом обоняния, то есть имеет в основе нечто вполне материальное, а не неосязаемое, вроде «инстинкта возвращения» или таинственного «внечувственного» восприятия. Правда, Хаслер н Уисби уже сообщали (1951) о предварительных результатах пробных опытов по изучению возможности распознавания рыбами запахов воды, но, кроме этих ученых, только один исследователь (Крейджи, 1925) предпринял серьезную попытку экспериментально доказать„ что в миграциях лососевых (в его случае нерки) рыбы ориентируются по запахам. Глава (Х Рыба возвращается домой Бассейн реки Фрэзер в Британской Колумбии включает большой комплекс лососевых нерестилищ.
Общий водо- сброс реки в устье претерпевает сезонные изменения от минимального, составляющего в середине зимы около 1400 куб. м в секунду, до максимального (во время весеннего паводка) — около 14 000 куб. м в секуяду. Если принять, что водосброс во время хода лососей составляет около 6000 куб. м в секунду, то возникает вопрос: почему «местный» запах, характерный для столь незначительного по водосбросу нерестилища, как инкубатор иа озере Хорзфлай, сохраняется в огромной массе воды, попадающей отовсюду в море? Ответ на это, по крайней мере частично, дает закон Вебера — Фехнера. Если вернуться к приведенному ранее графику, показывающему зависимость силы запаха этилмеркаптана от концентрации этого вещества, можно увидеть, например, что для уменьшения силы запаха от средней (степень 3) до пороговой (степень 1) необходимо приблизительно 5000- кратное разведение. Если общий водосброс реки составляет 6000 куб.
м в секунду, то при поступлении в него из района инкубатора около 1 куб. м воды каждую секунду в устье реки этот объем окажется разбавленным в 5000 раз, потому что 1,2 х5000=6000. Таким образом, сравнительно скромное поступление воды с всего лишь средней концентрацией запаха родной реки может пометить этим запахом всю реку в ее нижнем течении. Но ведь цифры, приведенные выше, взяты просто в качестве примера. Если бы сила запаха родной реки у истока равнялась четырем, то потребовалось бы 100 000-кратное разведение для уменьшения силы запаха до порогового значения; таким образом, если бы водосброс главной реки упал до 3000 куб.
м в секунду, то от родного притока потребовалось бы всего 0,03 куб. м в секунду — меньше, чем дает хороший пожарный шланг, Способность рыб двигаться от устья реки вверх по течению к заранее намеченной цели, часто очень небольшого размера, например к трубе, через которую идет сброс воды из инкубатора на реке Хорзфлай, производит исключительно сильное впечатление и чрезвычайно интересна, однако ничего таинственного в ней нет.
Это явление того же порядка, что и способность самца бабочки находить самку на большом расстоянии или способность собаки идти по следу хозяина на многолюдной улице. Мы еще очень далеки от понимания того, какое именно вещество придает реке или ручью характерный запах, воспринимаемый рыбой как родной, нам не известна и последовательност( ответов на различные ориентиры, поступающие из внешней среды, с помощью которых рыба добирается домой, к источнику запаха. Возможно, что это происходит не так слепо и механически„ как у плодовых мушек (см.
главу 1Ч), однако поведение рыб имеет все-таки гораздо больше общего с поведением насекомых, чем людей. Рассмотрим один пример. Мигрирующие лососи, уже свернувшие в один из мелких притоков, были пойманы, помечены и потом выпущены в основное русло выше по течению от того места, где они свернули. Позднее эти рыбы были нновь пойманы в избранном ими притоке. Очевидно, когда рыбы потеряли направляющий запах, им пришлось возвращаться и плыть вниз по течению, направляясь„в сущности, против массового хода рыб, которые спешили на другие нерестилища, расположенные вьцпе по реке.
Было бы легко предположить, что такое поведение говорит о высокоразвитом интеллекте; рыбы, может быть, действительно очень разумны, однако их поведение никак этого не доказывает. Возвращение рыб назад в поисках привлекающего запаха аналогично поведению плодовых мушек, потерявших запах гниющего банана. Химический состав привлекающего рыб запаха до сих пор ие известен. Однако совершенно очевидно, что он представляет собой нечто более сложное, чем простое сочетание температуры воды, определенного содержания в ней солей или различия в концентрации углекислоты, как это предполагали долгое время.
Хаслер и Уисби в проведенных ими предварительных исследованиях, предшествовавших экспериментам на Иссакуа, поставили ряд опытов, использовав в качестве подопытных животных тупоносых хиборинхусов ' (Нубогпупгуеиз по1а1из). Для начала они ' Речные рынка, родственные нашему пескарю н гольяну.— Прим. перев. зз выбрали два местных ручья, протекавших через разные геологические формации, и из каждого взяли пробы воды в полиэтиленовые мешки. Вода была заморожена и хранилась до использования при очень низкой температуре. В лаборатории исследователи установили два аквариума с приспособлениями для подачи небольших струек воды из обоих ручьев в противоположные концы каждого аквариума. В одном аквариуме хиборинхусов приучали связывать запах воды из одного ручья с временем кормежки, а запах воды из другого ручья — с ударом электрического тока; в другом аквариуме хиборинхусы проходили аналогичное обучение, только запах первого ручья связывали с болью, а второго — с кормежкой.
В итоге были получены вполне удовлетворительные результаты. Оказалось, что хиборинхусов можно научить вполне четко узнавать запах каждого ручья и давать правильный ответ в зависимости от того, были ли они приучены ассоциировать данный запах с пищей или с ударом тока. После того как их обонятельные органы хирургическим илн каким-либо иным способом выводили из строя, рыбы утрачивали эту способность, хотя в остальном их поведение оставалось совершенно нормальным. Это доказывало, что рыбы действительно узнавали запахи соответствующих ручьев.
Когда воду, взятую из этих ручьев, выпаривали и получали минеральный остаток, который затем вновь растворяли в дистиллированной воде, хиборинхусы уже не опознавали его. Следовательно, запах не зависел от содержащихся в воде минеральных веществ. Исчезал он и в том случае, если воду просто кипятили. Это могло означать, что вещество, обусловливающее запах, при нагрева. нии разрушалось или улетало с паром. Если пар конденсировали и собирали, рыбы никак ие реагировали на конденсат, так что вещества, придающие воде запах,очевидно, были чувствительны к нагреванию. Если воду перегоняли при пониженном давлении, то есть в таких условиях, что ее температура при этом не поднималась выше комнатной, хиборинхусы узнавали днстиллят, но не остаток.
Это свидетельствовало в пользу того, что вещество, обусловливающее запах, было летучим. Так и считали, пока шли ~ксперименты, если бы не одно дополнительное и очень важное наблюдение. Хиборинхусов научили узнавать воду, которую собирали в течение лета. Когда попробовали провести аналогичный эксперимент с водой, взятой в зимнее время, оказалось, что рыбки узнавали ее столь же хорошо, как и «летнюю». Зима в штате Висконсин достаточно холодная и поверхность почвы замерзает, а сток воды в ручьях очень сильно снижается. Водная растительность в это время года находится, естественно, в состоянии почти полного покоя.
Постоянство запаха воды в таких условиях имеет огромное теоретическое и практическое значение в связи с постоянством миграций лососевых. Ученые из Управления ихтиологических исследований Канады проводят эксперименты, связанные с изучением запахов, по которым рыбы узнают свои родные реки. Их интересует, будут ли взрослые нерки, находясь в большом аквариуме, реагировать на добавление в него воды из их родной реки. Использование взрослых лососей вместо хиборинхусов придает этим экспериментам огромный масштаб, но зато рыб уже не приходится предварительно обучать. Указанные опыты еще продолжаются, и к настоящему времени они показали, что лососи заметно реагируют на воду родного для них потока и что запах воды обусловлен каким-то веществом или комбинацией веществ, которые можно разрушить путем нагревания и которые не обладают ни кислотными, ни щелочными свойствами.
Ученые, вероятно, потратят много времени на подобные эксперименты, прежде чем доберутся до этих веществ и определят их, потому что слишком уж малые их количества дают явный эффект. Не исключено, что эту задачу можно решить обходным путем. Биологам, изучающим миграции лососевых, уже давно известно, что стаю рыбы на подъеме или в узком месте потока можно временно остановить, если, например, погрузить в воду руку.
Точно так же действует опущенная в воду лапа какого-нибудь зверя, например медведя, или кусок шкуры морского льва. Совершенно ясно, что в данном случае мы сталкиваемся с типичным «сигналом тревоги», который имеет большое значение для выживания видов, часто становящихся добычей разных хищников во время хода рыбы на нерест.
(Интересно, что молодые рыбы, скатывающиеся в море, такой реакции не обнаруживают.) Вещество, вызывающее реакцию тревоги, получило название «фактора звериной шкуры». В отличие от 90 запаха родного ручья источник «фактора шкуры» был известен; это вещество можно было получать (хотя и в совершенно ничтожных количествах) просто путем полоскания рук в литре воды в течение одной-двух минут.
В результате фракционирования таких экстрактов, а также экстрактов, полученных при вымачивавии медвежьих лап и шкуры морского льва, и испытания различных фракций во время хода рыбы на нерест активное вещество запаха (по крайней мере одно нз них) было определено. Оказалось,чтооно представляетсобой (.-серии †аминокислоту, которая входит в состав белков и имеет структуру но — сн,— сн — соон нн» Всего 1 часть этого вещества в 80 000 000 000 частях воды способна вызывать у рыб реакцию тревоги. Совершенно очевидно, что выделить и идентифицировать это вещество было бы куда труднее, если бы его источник не был известен, а «концентрированные» растворы от мытья рук— столь доступны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
