Нам кажется такой естественной способность животных в брачный период находить друг друга в темноте с помощью зрения и мерцающих сигналов, что остается только удивляться, почему мы так редко встречаемся с этим явлением. Если не считать светлячков на суше, эту сигнальную систему применяют в основном морские животные, например светящиеся черви, которыми по ночам кишат воды у Бермудских островов. Самки светящихся червей, достигнув половой зрелости среди коралловых рифов, плавно поднимаются вверх, описывая своеобразную дугу: они полны зрелых яиц и светятся подобно пассажирским поездам, медленно ползущим в горах по крутому подъему. Самцы, более мелкие, чем самки, подобно кометам, проносятся в поисках своих подруг у самой поверхности воды, оставляя за собой люминесцирующие полосы. В тот момент, когда самец встречает самку, происходит единая вспышка света, и оба родителя исчезают в темной пучине, а оплодотворенные яйца, рассыпаясь, медленно опускаются на дно.
Большинство люминесцирующих животных, которые при определенных обстоятельствах излучают свет, своими вспышками как бы предупреждают об опасности, подобно сигналу «стоп», зажигающемуся на автомобиле. Пергаментный червяк, который живет в U-образных норах у нижней границы прилива, реагирует таким образом на звуки шагов человека, проходящего ночью по глинистому берегу. Если нарушить покой морского моллюска Pholas, подтачивающего камень, то он дает столь же яркую вспышку света. Даже нежные пульсирующие медузы могут люминесцировать, попав в водоворот от проходящей мимо лодки или от весла. Некоторые виды мелких ракообразных, обитающих в поверхностных водах океана, и кальмары, живущие на большой глубине, будучи потревожены, выпускают целое облако светящихся частиц; сами же они при этом уплывают в темноту.
Человек пытается вскрыть причины всех этих явлений. Ему бы хотелось увидеть, как враги мерцающих животных поворачивают обратно, испуганные неожиданным светом. Однако это пожелание подтверждается лишь немногими наблюдениями. По-видимому, чаще всего люминесценция у отдельных животных не связана со зрением и не нужна им для выживания. Моллюск, подтачивающий камень, и пергаментный червь, вероятно, выигрывают от способности испускать свет не больше, чем сова сипуха, которая во время полета похожа на светящийся призрак, потому что ее перья излучают фосфоресцирующий свет, — это светится прилипчивый грибок, растущий в сыром дупле дерева, где живет сова.
Люди, которые отваживаются лунной летней ночью поплавать недалеко от берега, рискуя встретиться с акулами, обычно хорошо знают, как может искриться вода мелкими светящимися точками, где каждая вспышка означает возбуждение всего лишь одной клетки Noctiluca, достигающей в диаметре 0,25–2,5 миллиметра. Достаточно даже самого спокойного плеска набегающих на берег волн, чтобы вызвать свечение Noctiluca.
Мы были совершенно заворожены, когда под темным небом Калифорнии увидели, как стремительно наступают на нас буруны, светящиеся мириадами подобных созданий, словно какой-то искусный чародей осветил изнутри воду фосфоресцирующим светом. Или когда в темных водах Пуэрто-Риканского фосфоресцирующего залива следили за движениями рыб, которые стремительно бросались в сторону от нашей яхты и при этом оставляли за собой пушистый люминесцирующий хвост, как у ракеты. Немногим слабее было наше впечатление от «удивительного и прекраснейшего зрелища», которое описал Чарльз Дарвин, когда исторический «Бигль» гнал перед своим носом две громадные волны жидкого фосфора, а за ним следовал млечный хвост.
Какое значение для Noctiluca имеет люминесценция? Эти простые на вид создания не могут творить чудеса, пока не приспособятся к темноте. Они, так же как и мы, чувствительны к дневному свету. Но до сих пор химикам не удалось выяснить всей последовательности реакций, обеспечивающих как свечение живых организмов, так и формирование зрительных ощущений. Обе эти химические лестницы хранят свои тайны в протоплазме удивительно большого числа различных растений и животных[33]. Люминесценция такое же случайное явление в природе, как и место падения песчинок, если бы мы бросили пригоршню песка над всем живым: «Куда попадет песчинка, там и появится светящийся вид». К такому выводу пришел знаменитый исследователь биолюминесценции покойный Е. Ньютон Гарвей.
Если предупреждающие вспышки света не предназначены для отпугивания отдельных животных, возможно, они приобретают определенный смысл при массовом свечении. Ведь нам не кажется, что радиоактивное вещество излучает свет, когда мы рассматриваем его под микроскопом. Однако целый кусок этого вещества, который посылает нашему невооруженному глазу бесчисленные вспышки света, оказывается настолько освещенным, что мы можем установить его форму и удаленность от нас. Не заглянуть ли нам в морские глубины, где люминесценция встречается чаще, чем в каких-либо других местах, чтобы получить дополнительные сведения, которые помогут нам ответить на вопрос?
Рыбаки и моряки, которые обычно плавают по ночному океану, хорошо знают, что порой там появляются яркие «островки». Чарльз Дарвин осмелился предположить, что это сконцентрированные продукты распада и их можно сравнить со скоплениями слабо светящихся грибков и бактерий на суше. Ловцы сардин — знатоки в подобных делах. Ночью наблюдатели высматривают яркие островки с наблюдательных постов на мачтах рыболовных судов, чтобы направить туда корабль. Рыбаки в шлюпках осторожно окружают неводом с мотней светящееся пятно и забирают в мотню весь косяк рыбы, которая пришла сюда полакомиться крошечными, величиной с рисовое зернышко, ракообразными, «пасущимися» в темноте у самой поверхности воды. Люди не обращают внимания на множество крошечных организмов, которые ускользают из сетей, продолжая подавать сигналы бедствия. Но для чего нужно свечение, если нет рыбаков, вылавливающих голодную рыбу?
По-видимому, дневной свет отпугивает большую часть мелких ракообразных, которыми питаются сардины. Задолго до того, как на восточном горизонте появится солнце, эти ракообразные, следуя в толще воды за границей сумерек, опускаются на глубину 350 метров. К полудню они достигают максимальной для них глубины, а с заходом солнца снова поднимаются вверх, чтобы полакомиться микроскопическими растениями, дрейфующими на воде; каждый день их освещают лучи солнца. Во время полнолуния рачки держатся на глубине около 30 метров, а темными ночами они в невероятных количествах поднимаются к самой поверхности воды. Если быстро вскрыть летающую рыбу, которая питается этими ракообразными, в ее желудке можно обнаружить множество все еще светящихся организмов.
Ежедневным вертикальным миграциям крошечных рачков соответствуют подъем и опускание пятисантиметровых рыб и таких ракообразных, которые формой тела напоминают креветок; все они охотятся на рачков. Этих рыб и напоминающих креветок ракообразных можно поймать днем с помощью мелкой сети, если протянуть ее по верхней границе глубинной зоны, где они обитают и куда никогда не проникает дневной свет. Д-р Вильям Биб, который не раз вылавливал их сетью, подсчитал, что 2/3 видов рыб и 965 из каждой тысячи плавающих там живых существ более или менее постоянно испускают световые сигналы. Большую часть этого населения составляют маленькие черные светящиеся рыбки и особые люминесцирующие ракообразные, известные китобоям под именем криллов (это основная пища усатых китов).
Почти все эти светоносители, обитающие на средних глубинах, могут смотреть вверх и по сторонам, однако собственный свет направляют только вниз. Вероятно, характерный рисунок ярких пятен на брюшке каждого такого животного позволяет особям одного вида узнавать друг друга в темноте. Кроме того, им помогает в этом и направление, в котором излучают сигналы светопроизводящие органы.
33
Люминесценция живых организмов является результатом воздействия фермента мегреферазы на белок люциферин, в превращении которого, сопровождающемся выделением света, принимает участие богатое энергией соединение аденозинтрифосфат, или АТФ. —