Краснопёрый опах (Lampris guttatus), большая и яркая рыба, оказалась первой известной теплокровной рыбой – учёные открыли у неё способность регулировать температуру всего тела.
Опах, известный также как лунная рыба, получает тепло от взмахиваний плавниками, которые хорошо защищены слоем жира. Он использует получаемое тепло, чтобы поддерживать достаточную температуру сердца, мозга и других органов, когда опускается в холодные слои воды на глубины в сотни метров. Некоторые другие рыбы – например, тунец – могут подогревать определённые части тела, улучшая своё состояние в определённые важные моменты, но внутренний разогрев всего тела у рыб ранее не наблюдался. Статья об этом открытии опубликована в журнале “Science”.
Млекопитающие и птицы традиционно считаются единственными теплокровными животными на планете – они поддерживают постоянную температуру своего тела вне зависимости от внешних условий. Рыбы и пресмыкающиеся почти полностью холоднокровны: для разогрева им требуется помощь извне, что приемлемо для них, учитывая их более медленный метаболизм. Некоторые рыбы (в том числе тунец) обладают способностью к «местной эндотермии» – они могут разогревать свои плавательные мышцы и наращивать скорость во время преследования добычи. Но глубоководные рыбы, вроде тех же опахов, обычно относительно медлительны и ленивы и предпочитают поджидать добычу в засаде, а не гоняться за ней. Это, по мнению ведущего автора исследования Николаса Вегнера, делает открытие особенно удивительным.
– До этого открытия я был в плену ложного впечатления, что опах – медленная рыба, такая же, как и большинство других рыб, обитающих в подобных условиях, – пояснил доктор Вегнер из Юго-западного научного центра рыболовства, которое входит в структуру Национального управления океанических и атмосферных исследований США. – Но поскольку она способна разогревать своё тело, то оказывается очень активным хищником, который, подобно кальмару, часто преследует проворную добычу и может мигрировать на большие расстояния.
Вегнер рассказал, что он и его коллеги измерили температуру разных частей тела свежепойманной рыбы, а также устанавливали термометры на рыб, плавающих под водой. Оказалось, что мускулы опаха всё время примерно на пять градусов теплее температуры окружающей его воды, даже когда он находится на глубине от 50 до 300 метров, где температура воды обычно составляет от 8 до 11 градусов. Область головы и сердца рыбы тоже примерно на три градуса теплее, чем окружающая среда. Это может не казаться большим преимуществом, но и это требует изощрённой тепловой инженерии для животного таких размеров: в исследовании использовали опахов массой от 22 до 68 килограммов, но известны особи этого вида, достигавшие 270 килограммов.
В отличие от большинства рыб, движущихся за счёт волнообразных движений тела, опаха приводят в движение взмахи грудных плавников. Их очень активные мускулы изолированы от воды толстым слоем жировой ткани и при движении накапливают тепло. Важно, что когда кровь накачивается в жабры рыб, чтобы обогатиться кислородом, потери тепла минимизируются благодаря плотной и переплетённой сети кровеносных сосудов, называемой rete mirabile («чудесная сеть» по-латыни). На поверхности жабр кровь обогащается кислородом и теряет тепло, но, проходя обратно через эту сеть, получает немного тепла от контакта со всё ещё тёплой кровью, поступающей из глубин тела рыбы. По словам Вегнера, такое устройство напоминает радиатор автомобиля.
– Такого устройства жабр не встречалось ещё ни у одной рыбы. Это отличная инновация, предоставляющая опахам существенное конкурентное преимущество. Получается, что рыбы изобрели концепцию обмена теплом между встречными потоками намного раньше, чем о ней задумались мы.
