Основой для создания электростанций послужили мышцы и нервные окончания, так называемые концевые пластинки, которые превратились в пластинки электрического органа. Они собраны в столбики. Пластинки одного столбика, а их может быть до 10 000, соединены последовательно, а сами столбики — параллельно. У мраморного ската столбики невелики, они содержат максимум 400–1000 пластинок, расположенных в спинно-брюшном направлении, а самих столбиков 45–70. Мощность его электростанции около 1000 вольт. Электрический орган гигантского ската торпедо собран из 2000 столбиков, поэтому его сила бывает велика. Электрические разряды могли бы быть более значительны, но соединение пластин между собою не идеально, и из-за внутренних потерь напряжение тока не достигает возможного максимума.
Электрические органы велики: их вес составляет 1/4–1/3 часть веса рыбы. Электростанция богато иннервирована. У электрических скатов генерацией импульса управляют по 4 нервных волокна на каждую пластинку. Первый разряд охотник производит уже через 50 миллисекунд после обнаружения добычи. Сами разряды скатов состоят из коротких серий импульсов по 3–5, реже по 20–30 разрядов в серии. В момент напряженной борьбы частота разряда может достичь 140–290 импульсов в секунду.
Чтобы управлять таким сложно устроенным органом, понадобилось создать в продолговатом мозгу специальный командный пункт. Принцип его работы прост: командных нейронов должно быть возможно меньше. В идеальном случае их всего два — для правой и левой электростанций. Они электротонически сопряжены и поэтому команду дают одновременно. Однако этого еще недостаточно, чтобы обеспечить строгую одновременность разрядов, ведь путь нервного импульса от мозга до ближайшего к голове столбика электрического органа существенно короче, чем до последних. Чтобы разряд всех электрических пластинок произошел одновременно, короткие нервные волокна проводят нервные импульсы медленнее, чем длинные, а переход возбуждения с нервного окончания на электрическую пластинку происходит в синапсах тем медленнее, чем ближе они находятся к голове ската. Это позволяет электропластинкам разряжаться одновременно. Несовпадение начала разряда правой и левой электростанций обычно не превышает 0,1 миллисекунды.
Управление оружием в течение жизни меняется. Новорожденные скаты начинают генерировать электрические разряды с первых мгновений появления на свет. По мере роста рыбы их электрические органы становятся больше, и в управление ими приходится вносить коррективы.
Электрические скаты используют свое грозное оружие главным образом для того, чтобы убивать добычу и, конечно, для обороны. Надежное оружие существенно облегчает охоту. В желудках скатов находили рыб до 1,5 килограмма, которых они убивали с помощью электрических разрядов. Сами электрические скаты легко переносят ток такой силы, который для других рыб смертелен. В значительной степени действие собственных разрядов ослабляется хорошей проводимостью морской воды и наличием слизи, покрывающей кожу рыбы. Эта слизь в несколько раз более электропроводна, чем морская вода. На воздухе, когда электрический ток, так сказать, не покидает тела рыбы, мышцы мраморного ската сокращаются в ответ на каждый разряд его электрического органа.
Электрические скаты — крупные рыбы, нередко достигающие 2-метровой длины и 100-килограммового веса, с почти круглым диском тела и голой, лишенной шипов и колючек кожей. Многие ярко и пестро окрашены. В настоящее время на земле обитает три семейства электрических скатов: гнюсовые, нарковые и темеровые. Наибольшей известностью пользуются гнюсы. Они населяют как тропическую зону, так и районы умеренного климата. Эти скаты обычны для Атлантического океана и Средиземного моря и меньше своих родственников связаны с мелководьем, обитая в зоне глубин до 500 метров. К ним относятся и настоящие глубоководные виды вроде ската Морсби, обитающего на глубине около километра.
Гнюсовые скаты — малоподвижные существа, плохо и неохотно плавающие. Большую часть жизни они проводят, зарывшись в песок или ил, оживляясь лишь для того, чтобы разрядить свои «батареи» и перекусить подвернувшейся дичью. Свою основную добычу — мелких ракообразных и червей, пораженных электрическим разрядом, они подбирают без особой спешки. На крупную, уже оглушенную рыбу скаты бросаются стремительно, стараясь обхватить ее грудными плавниками, и продолжают генерировать электрические разряды, чтобы окончательно добить.
Семейство нарковых скатов обитает только в тропической зоне Индийского океана, в прибрежной полосе его многочисленных островов. К числу наиболее интересных представителей этого семейства относится слепой скат с глазами, полностью скрытыми под кожей. Эти рыбы живут в прозрачной воде мелководья у побережья Новой Зеландии. Чем вызвана утрата глаз, ученым пока неизвестно.
Химическая война
Исполинов в океане совсем немного, и не они вносят главный вклад в общую биомассу, хотя условия для их существования здесь самые подходящие. Океан — царство мелюзги. А мелким животным обороняться трудно. У них не может быть ни рогов, ни копыт, а их замки не бывают настолько прочны, чтобы выдержать натиск крупного хищника. Вот почему здесь, как нигде на земле, развито применение химического оружия. Иметь в кармане пузырек с ядом может позволить себе любая малявка. Однако ядом чаще всего пользуются хищники, у которых тоже нет ни клыков и ни когтей, а обедать все-таки нужно.
Губки — фильтраторы. Они с огромной для таких маленьких существ скоростью порядка 500 метров в час прокачивают воду через свое тело, выуживая из нее все съедобное. Одноклеточные организмы, оказавшиеся в непосредственной близости от губки, теряют подвижность и увлекаются внутрь. Видимо, это действие яда. Его использование обеспечивает бесперебойное поступление пищи. Иначе микроорганизмы, способные активно передвигаться, могли бы удрать. Исследования показали, что тело губок действительно содержит бактерицидные (убивающие бактерии) вещества.
Весьма своеобразным оружием, свойственным только водным, преимущественно морским организмам, обладают многие одноклеточные (реснитчатые инфузории и жгутиконосцы), а также представители кишечнополостных — медузы, актинии и другие гидроидные полипы. Вряд ли они, с их нежным, а нередко и студнеобразным телом, выжили бы в окружении вечно голодных хищников без надежного личного оружия — «батарей» стрекательных клеток.
Внутри такой клетки находится хитиновый пузырек — стрекательная капсула, заполненная ядовитой жидкостью, с находящейся внутри полой нитью, вывернутой наизнанку и закрученной в спираль. Эта нить выполняет роль отравленного ядом гарпуна. То место капсулы, через которое он выбрасывается, прикрыто колпачком, иногда снабженным чувствительной щетинкой, выступающей на поверхность тела. Она ведет контроль за состоянием окружающей среды и дает команду на выстрел. Нить густо покрыта шипами, расположенными в три спиральных ряда. В покоящихся капсулах шипы повернуты вперед и плотно прижаты к нити. Когда в тело врага вопьется гарпун, шипы отгибаются и прочно удерживают его в теле жертвы.
Существуют стрекательные клетки четырех типов: для прикрепления животного к субстрату, для удержания добычи или для ее умерщвления и для обороны. У последних двух типов наконечник стрекательной нити имеет отверстие, через которое в тело врага или жертвы впрыскивается яд. Оружие, даже не оснащенное чувствительной щетинкой, действует оперативно. Выстрел возникает при механическом раздражении и при воздействии химических веществ. В ответ на поступившую команду стрекательная капсула выбрасывает нить, которая выворачивается, как палец резиновой перчатки. Сила выстрела огромна. Микроскопический гарпун легко пронзает отнюдь не микроскопические хитиновые покровы мелких организмов. При этом он в три раза увеличивается в длину.
Яд стрекательных капсул легко убивает мелких и мельчайших животных, а у таких субъектов, как физалии, прикосновение к которым воспринимается как удар электрического тока, может быть опасным даже для человека. Яд действует в первую очередь на сердечно-сосудистую систему и на процессы перехода нервного возбуждения на мышцу.
Опасаться следует даже мелких и плохо заметных животных. К ним относятся жители тропиков кубомедузы, имеющие небольшой выпуклый купол до 10–15 сантиметров в высоту. Встреча с ними не только вызывает жгучую, трудно переносимую боль, но чревата опасностью остановки дыхания и смерти. Во время последней войны, когда в Австралию из Англии, Польши, Румынии и других европейских стран хлынул поток беженцев, стали происходить случаи загадочной гибели приезжих, купающихся в море. Это — следствие знакомства с «морской осой».
