В'юн Переляк 50-85 0-10000

Окунь річковий « 0-10000

Щука » 8-10 120-280 0-10000

Карась » 0-10000

Судак Удар 65* 0-10000

Вугор Годівля 1500* 0-10000

Осетер Удар 90* 0-10000

*Величина різниці потенціалу.

Біологічне значення електричних явищ у неелектричних риб виражається в орієнтації і комунікації окремих особнів, а також здійсненні межгруппових комунікацій всередині зграї або скупченні риби.

Електрична чутливість цих риб змінюється в процесі онтогенеза. Наприклад, у горбуші і сьомги вона составляет1х10-8 А/мм2 (у молоди вона в декілька разів менше, ніж у половозрелих особнів). Крім того, нижній поріг чутливості зростає з підвищенням температури середи. На цей показник положення тіла риби відносно ліній струму, а також питомий опір води, свою чергу, рецепторная чутливість до електромагнітних явищ риб зворотно пропорційна їх електрогенерирующей здатності.

Так, сильноелектрические риби, наприклад акули і скати, реагують на електричні поля напруженістю 0,01 мкВ/див. Тому цим рибам доступні електричні поля, вихідні від жертви, що затаїлася, внаслідок роботи дихальних м'язів і серця.

Слабоелектрические види, наприклад мінога і химера, чутливі до електричних полів напруженістю 0,1?0,2 мкВ/див.

Органи, що генерують і рецептирующие електричні імпульси, розділені. Наприклад, електричні органи скатів мають почкообразную форму і досягають 25 % маси тіла риби. Вони розташовані по боках тіла на дільниці від голови до грудних плавників

У електричних вугрів електрогенерирующие органи також дуже великі, що тягнуться по боках тіла.

Електричний орган електричного сома має вигляд довгого тяжа, розташованого практично вдовж всього тіла між шкірою і м'язами по обох сторонах.

У слабоелектрических видів риб мормирид електричні органи розташовані на хвості.

У неелектричних видів риб електричні імпульси генеруються скелетної мускулатурой і серцем.

Електрорецепторний апарат представлений різними утвореннями бічної лінії (у скатів і акул, наприклад, ампулам Лоренцині).

Магніторецепция. Згідно з результатами досліджень риби, чутливі і до чисто магнітних полів. Реакція на зміну магнітних полів детально вивчена у сильноелектрических риб особливо у акул і скатів. У літературі описана реактивність і неелектричних видів риб до магнітних полів.

Джерелами магнітних полів (мал. 2.27) у водоймищі є магнітне поле Землі, зміна активності Сонця, а також переміщення маси води і руху самих риб. Незважаючи на те, що магнітне поле Землі добре вивчене і виміряно (см мал. 2.27), причина його формування залишається неясною. Сучасна вимірювальна техніка дозволяє затверджувати, що джерело що реєструється на поверхні Землі магнітного поля рас встановлений всередині земної кулі. Зовнішні джерела лише викликають коливання напруженості магнітного поля Землі.

Найбільш відома гіпотеза геомагнітного поля, згідно з якою його джерелом служить деяке самовозбуждающееся гідромагнітне динамо, що генерує електричний струм, який, в свою чергу, індукує магнітне поле. Дана модель, однак, не пояснює причини зміни магнітного поля у часі походження магнітних аномалій Землі.

Магнітні аномалії Землі і до цього дня доставляють людству і тваринному світу великі прикрощі. Так, в районі про. Маврикій, в Бермудськом трикутнику, у фінського про. Юссаро в районі Вогненної Землі магнітний компас не працює, електронні навігаційні прилади дають збої. У умовах видимості тут відбуваються корабельні аварії.

Рис. 2.27. Магнітне поле Землі

Магнітна аномалія, з одного боку, може перешкодити мігруючою твариною в орієнтації. З іншого боку, магнітна аномалія може бути використана як маяк на маршруті руху. На Аляське магнітна аномалія Землі така, що поштові голуби в цьому районі збиваються з шляху. А ось морські тварини (китообразние, риби) використовують це природне явище для навігації.

На рис 2.28 показана магнітна аномалія в районі кию побережжя Великобританії. У цьому місці спостерігають дивацтва в поведінці мігруючих тварин. Наприклад, тут дуже часто відбуваються викиди китів на берег. У цьому районі збиваються з курсу поштові голуби. До речі, відому собаку Баськервіллей автор вмістив в район цієї магнітної аномалії, у відоме по девонскому періоду графство Девон. Магнітні аномалії відмічені і в інших районах (Курская аномалія, Бразільська аномалія, Бермудський трикутник).

Рис. 2.28. Приклад магнітних аномалій Землі (південь Англії)

Попадаючи в область магнітних аномалій, перелітні птахи збиваються з маршруту, т. е. стають нездібними використати магнітне поле для орієнтації.

Той факт, що магнітне поле Землі існувало задовго до виникнення життя на ній, свідчить про те, що процес еволюції тваринного світу протягом всієї своєї історії перебував під впливом цього чинника зовнішньої середи. У цей час вплив магнітного поля на фізіологію тварин не викликає сумнівів, оскільки магниторецепция виявлена в багатьох систематичних групах живих організмів, починаючи з бактерій і кінчаючи ссавцями.

Останнім часом зміни активності Сонця дуже значно відстежуються фізиками. Для цих змін характерна певна циклічність, яка визначає циклічність змін багатьох параметрів середовища мешкання живих істот на нашій планеті. Так, харчова активність риб часто пов'язана зі спалахами на Сонці, що добре відомо рибакам.

Іоносфера Землі вловлює вплив сонячних і місячних приливних сил. Тому магнітне поле Землі виявляє малоамплитудние зміни з періодами, рівними сонячним і місячним добам, синодическому місяцю і тропічному року. Точність цих коливань магнітосфери Землі надзвичайно висока. Коливання магнітного поля можуть служити синхронізатором біологічних годин, давати можливість всім чутливим організмам, включаючи риб, відмічати хід часу.

За допомогою умовних рефлексів доведено, що не тільки пластинчатожаберние, але і костисті риби, наприклад лососеві, угреобразние, реагують на зміну магнітного поля і змінюють свою просторову орієнтацію в магнітних полях штучного походження. У природі відомо декілька типів варіацій магнітного поля.

По-перше, це добові зміни, зумовлені проходженням сонячних вітрів через іоносферу і магнітосферу Землі.

По-друге, це короткопериодние геомагнітні флуктуації власного магнітного поля Землі, що мають добову періодичність.

По-третє, це магнітні бурі, виникаючі епізодично внаслідок взаємодії магнітосфери Землі з потоками електронів і протонів, що випромінюються Сонцем (спалахи на Сонці).

Всі три типи магнітних обурень приводять до освіти в земній корі і морській воді так званих теллурических струмів.

Градієнт потенціалу теллурических струмів має добові коливання в 0,01-0,1 мкВ/див. Під час магнітних бурь флуктуації теллурических струмів багато разів зростають, досягаючи 0,1 - 100кВ/див. Градієнт теллурических струмів істотно вище поблизу берега і вдовж континентального шельфу. Це пояснює прихильність міграційних маршрутів багатьох птахів і риб до берегової лінії або шельфу.

Теллурические струми, що є пороговими подразниками для риб, використовуються мігруючими рибами для прив'язки до певного маршруту. Доведена зміна електричної активності ампул Лоренцині акул при флуктуаціях теллурических струмів.

Для інших таксономических груп організмів переконливо надано, що геомагнітне поле Землі є чинником зовнішньої середи, який використовується ними для орієнтації в просторі. Це, передусім, відноситься до видів тварин, що здійснюють тривалі міграції (перелітні птахи, комахи, ссавці, ведучі нічний або підземний образ життя). Важко утриматися від припущення, що і мігруючі види використовують магнітне поле Землі для орієнтації.

Магниторецепция сильно виражена не тільки у мігруючих тварин, але і виявлена у видів, що мешкають в умовах поганої освітленості, що мають слабий зір, - норних гризунів, печерних тваринних, кажанів.

Відомо немало прикладів міграцій риб, які не можна пояснити лише використанням ними в дорозі зорової і хімічної рецепції. Так, вугор європейське здійснює складний шлях з Саргассова моря в Європу, не збитися з якого, спираючись тільки на зорову і хімічну рецепцию неможливо.

Біологія вугра багато в чому залишається неясною. Так, хоч і вважається, що європейське річкове вугор нереститься в Саргассовом морі, однак досі в місцях нересту не було виловлено жодній половозрелой особню. Цікаво, що личинки річкового вугра на різній стадії розвитку виявляються в районах зі суворо певним напруженням магнітного поля Землі (див. мал. 2.27). Концепція трирічного пасивного дрейфу личинок вугра в течії Гольфстрім до берегів Європи виглядає малопереконливою.

Тихоокеанські лососі дуже швидко і безпомилково здійснюють тисячекилометровие кидки від побережжя Північної Америки в Тихий океан і зворотно. Смугастий тунець і меч-риба здійснюють щоденні переміщення з океану на прибережні мілководдя незалежно від освітленості або каламутності води в океані.

Причому багато які пелагические риби володіють унікальною генетично детермінований здатністю довго зберігати постійний компасний курс, втримати який, використовуючи небесні і наземні орієнтири, неможливо. Наприклад, меч-риба може витримувати постійний курс у відкритому океані протягом декількох доби. Такою ж здібністю до навігації в морі володіє і атлантичний лосось.

Рис. 2.29. Міграційні шляхи вугра

Донедавна на морських судах для навігації використали в основному компас і карту. Іншого способу втримати правильний курс у відкритому морі при поганій видимості (відсутність зіркового неба, Місяця, Сонця) у моряків не було. Отже, і у риб повинен бути механізм орієнтації у відкритому просторі з обмеженою видимістю, аналогічний компасу і карті. Він може складатися з рецепторного апарату, карти електромагнітного поля Землі і центрального апарату порівняння.

Механізм магниторецепції. У риб (тунці, вугри, лососі, скати, акули) виявлені тканини і органи з магнітними властивостями. Табл. 2.7 на прикладі желтоперого тунця дає уявлення про магнітні властивості деяких тканин і органів риб.

2.7. Магнітні властивості тканин і органів желтоперого тунця Тканини і органи Магнітний момент,** пА м Магнітна індукція

Кишечник 14,5 4,8

Білі м'язи 155,0 5,7

Червоні м'язи 184,0 3,5

Зябра 95,0 20,6

Шкіра 41,7 35,7

Сергиї 500,0 4,5

Очей 1242,5 13,7

Решетчато-обонятельная кістка 1320,6 127,0

* М. М. Уокер, Д. Л. Киршвінк, Е. Е. Дайзон, 1989-** Префікс "п" - "пико" (10-12).

Найбільш яскраво вираженими магнітними властивостями у риб відрізняється передня частина голови. Більш детальний аналіз показав, що магнітний матеріал риб концентрується в області решетчато-обонятельной кістки. Аналіз ряду видів риб з п'яти сімейств показав, що їх решетчато-обонятельная кістка відрізняється високими магнітними характеристиками. Однак найбільший магнітний момент цієї частини черепа зафіксований у видів риб, що здійснюють тривалі міграції (блакитний марлин, тунці, лососі, вугор).

Магнітний матеріал решетчато-обонятельной кістки виділений і вивчений. Цей магнетит - кристали з магнітними властивостями, заповнюючі гратку кістки. Хімічний склад магнетита риб ідентичний складу магнетитних структур комах, що плазують і птахів, і представлений оксидами заліза, марганця і кальцію (табл. 2.8).

Форма кристалів розміром 45х38нм близька до кубічної. Правильна форма, хімічна і просторова однорідність у різних видів хребетних тварин, що займають різне еволюційне положення, підкреслюють їх ендогенное біогенний походження, т. е. синтез на органічній матриці кісток.