Переход пятый: Движение воды и движение в воде

Вода в природных бассейнах редко бывает неподвижна. Волны, ветер, вертикальные перемещения слоев воды в природе неизбежны. Наоборот, в искусственных водоемах вода практически находится без движения. Особенно резко отличается от текущей воды рек стоячая вода аквариумов. Между тем мы знаем, что наши питомцы должны в аквариуме найти среду, почти тождественную привычной для них на воле. Значит, следует специально рассмотреть вопрос о взаимосвязи движения воды и образа жизни водных организмов.

Большинство водных насекомых - обитатели стоячих вод. Лишь некоторые личинки насекомых приспособились к жизни на быстринах. В аквариуме такие личинки уживутся, если вода будет в постоянном движении и если она будет насыщена кислородом. Значит, чтобы создать в аквариуме подходящие условия для обитателей рек с быстрым течением и большой насыщенностью воды кислородом, необходима аэрация.

Моллюски, черепахи, многие тритоны прекрасно уживаются и без искусственного движения воды в аквариуме. Сложнее обстоит дело с рыбами. Рыбы делятся на обитателей стоячей, слабопроточной и быстро текущей воды. При этом перенос рыб из быстротекущих протоков в стоячую воду аквариумов часто оказывается губительным для них.

Осетрята выходят из икры на быстрых перекатах. Когда они начинают активно плавать, у них вырабатываются определенные навыки. Рыбки отдыхают на дне, расположившись головой только против течения и поддерживают себя на месте, постоянно изгибаясь всем телом. Так же ведут себя осетрята и в аквариумах.

Однако в стоячей воде аквариумов эффект от этого приспособления получается обратный. В реке волнообразные движения позволяют рыбке противостоять течению, в аквариуме - вызывают ток воды вдоль тела рыбы. Вместе с водой приходит в движение донная органическая муть, она попадает в жабры рыбок, забивает их, ведет к гибели осетрят.

Можно привести и обратный пример. В водоемах Южной Америки обитает хищная рыбка полицентрус (многошип), чаще называемая обрубком, так как из-за прозрачности хвостового, задних частей спинного и анального плавников кажется словно обрубленной. А в озерах штата Нью-Джерси (США) живет дисковидный окунь, иногда его называют шейбенбарш (от немецких слов "шейбен" - диск, "барш" - окунь). Обе рыбки - типичные представители стоячих вод. Даже частичная смена воды вызывает у этих рыб угнетенное состояние, потерю аппетита, простуду. Когда вода в аквариуме приходит в движение под действием струи воздуха, эти рыбки стремятся уйти в углы с неподвижной водой.

Отсюда опять же ясно, что рыбам надо создать в аквариуме те условия, которые они имеют в природе. А значит - надо учиться определять по внешнему виду, обитателями какой воды они являются.

Ученые установили, что рыбы плавают благодаря волнообразным движениям тела. А какую же роль играют плавники при движении рыб?

Посмотри на рисунок рыбы. Все плавники, кроме хвостового, играют роль вспомогательных органов при движении, форма тела рыб и их плавников, а также назначение плавников меняются в зависимости от образа жизни. Торпедообразная форма тела испытывает наименьшее сопротивление при движении. Струи воды плавно обтекают такое тело, почти не образуя тормозящих завихрений. Наоборот, высокое, сдавленное с боков тело совсем непригодно для жизни на быстрине и не является признаком хорошего пловца. Меняется и форма главного движителя - хвостового плавника. У наилучших пловцов он имеет одинаково развитые верхнюю и нижнюю лопасти, у рыб, способных выпрыгивать из воды, т. е. стремительно двигаться вверх, усиливается нижняя лопасть, у тех, которые должны стремительно углубляться, наоборот, мощнее верхняя лопасть.

Некоторые рыбы, например шейбенбарш, пользуются при медленном Плавании как движителями грудными плавниками, а по плоскости хвостового проходит лишь очень слабая волна (при быстром движении эти рыбки плывут, как и все остальные, с помощью волнообразных колебаний от головы к хвосту). Макроподы, имеющие на хвосте длинные выросты ("нити"), довольно быстро передвигаются с помощью резких гребков только грудных плавников. Бычки и некоторые донные рыбы обычно плохие пловцы, и передвигаются они не только с помощью волнообразных движений и энергичных гребков грудных плавников (обрати внимание, какие они большие у этих рыбок), но и с помощью реактивной силы.: вода с силой выбрасывается назад из жабер. Отчасти поэтому голова у бычков велика, рот огромен и имеются сильные мускулы на жаберных крышках.

Мальки осетра хорошо живут в любительских аквариумах в течение первого года жизни

Обрати внимание на плавники золотой рыбки

Дисковидные окуни плавают медленно

У хороших пловцов тело удлиненное, хвостовой стебель тонкий, при плавании, как установил академик В. Шулейкин, от головы к хвосту идут волнообразные колебания, причем амплитуда колебаний все возрастает от головы к хвосту (т. е. голова меньше "рыскает" из стороны в сторону, чем отклоняется от оси движения хвостовая часть тела). Если бы рыбы двигались вперед лишь при помощи колебаний хвоста, - указывает Шулейкин, - образовывались бы завихрения при "холостом ходе" этого движителя, а они тормозили бы рыбу. Между тем мы знаем, что скорость некоторых рыб в толще воды очень велика - более 90 км в час! А как стремительны в аквариуме изящные индийские данио! И академик пришел к выводу: рыбы движутся при помощи "твердой волны", которая постоянно проходит по их телу. Хвост - лишь мотор этого волнообразного колебания.

У рыб, плавающих быстро в открытой толще воды или живущих на стремнине, иначе устроены и грудные плавники. Посмотрите, как они устроены у данио или у осетрят. Это уже не весла, а горизонтально поставленные "рули высоты". Брюшные плавники у этих рыб часто очень малы, а у некоторых сомов и бычков, живущих на быстрине, превращены даже в присоски, с помощью которых они могут закрепиться на грунте, камнях, растениях и отдохнуть.

Тело рыб обычно покрыто слоем слизи, смягчающей трение, о воду. У рыб быстрого течения выделение слизи иногда очень обильно, и в стоячей воде эта же слизь может забиваться в жабры рыб, вызывая удушье. Такие случаи бывают с осетрами.

Значит, чтобы увидеть рыбок в их естественной обстановке, надо учесть и движение воды в аквариуме. Плаванию обитателей толщи воды не должны мешать заросли растений, а аэрация должна создать постоянный ток воды: хорошие пловцы тут же займут определенное положение - головой против течения.

И, наконец, еще очень важное явление, связанное с физикой - фактор объема.

Когда мы содержим в неволе наземных животных или птиц, мы можем ограничить им помещения для передвижения (клетки), но не ограничиваем объем жизненной среды - воздуха. Комнатные птицы, например, пользуются не воздухом клетки, а воздухом всей комнаты, где помещается клетка, а при открытом окне и воздухом за пределами комнаты.

Иное дело - в аквариуме. Здесь мы не только помещаем в неволю наших питомцев, то и заключаем в "неволю" часть их среды обитания - воды (помнишь, попытки создать "микрокосм"?). Естественно, что для обитателей аквариума условия жизни прежде всего зависят от объема аквариума и плотности его населения. "Несомненно, - писал один из крупнейших советских гидробиологов академик С. А. Зернов, - что каждому водному организму уже для одного добывания пищи и дыхания необходим определенный простор. Один и тот же вид в бассейнах большого объема имеет гораздо больший рост, чем в небольших водоемах".

Значит чем больше объем сосуда, тем крупнее будет его обитатель. Ученые проверили эту закономерность на опыте. В разные сосуды посадили водяных улиток - прудовиков, кормили их одинаково и через 65 дней замерили длину раковин. Вот что у них при этом получилось:

Объем сосудов, см3                               100 250 600 1000 2000 
Длина раковин прудовика через 65 дней, мм          6   9  12   15   18

Этот, а также ряд других опытов помогли открыть так называемый фактор объема. Оказывается, объем наших аквариумов не всегда удовлетворяет наших питомцев и часто не позволяет им полностью акклиматизироваться в условиях неволи. Это одна из причин, что из двух тысяч видов рыб, которых содержат ныне в аквариумах, полностью прижились и размножаются едва ли более трети, фактор объема угнетающе воздействует на половые органы многих рыб и они так и не развиваются до конца. Так, большинство интересных рыб из реки Амур до сих пор не размножены по этой причине. Известная южноамериканская рыбка пирайя впервые была разведена в Чикаго, причем на пару рыбок длиной 25 см потребовался густо заросший с движущейся водой аквариум, вместимостью 5000 л! В тесном и маленьком аквариуме многочисленное его население растет медленно и никогда не достигает максимальных размеров. Не помогает при этом и сильная аэрация воды и густая зеленая растительность, и обильный корм. Только в огромных аквариумах можно увидеть естественные размеры рыб. Но таких аквариумов практически не бывает, аквариумных рыб уже многие десятилетия содержат в объемах меньших, чем им нужно. Все это ведет к вырождению и мельчанию аквариумных пород.

С фактором объема, столь сильно влияющим на жизнь рыб, тесно связано и еще одно явление - так называемый групповой эффект.

Мы уже знаем, что рыбы каким-то образом меняют состав воды вокруг себя. Но, воздействуя на воду, выделяя в нее, как принято говорить, продукты метаболизма, рыба тем самым воздействует и на других рыб. Каково это воздействие?

Опыты показали, что рыбы в стае потребляют кислорода гораздо меньше, чем посаженные в одиночку. Немецкий ученый Шлайфер проделал остроумный опыт, чтобы проверить причину этого явления. Он посадил в аквариум со стеклянными зеркальными стенками золотую рыбку. Сначала стенки были закрыты изнутри матовыми стеклами. Рыбка беспокойно плавала и потребляла много кислорода. Затем зеркала были открыты. И что же? Золотая рыбка увидела свои отражения, решила, что она в стае и тут же "успокоилась": меньше стала двигаться, а следовательно, и меньше потреблять кислорода.

Стайка суматрских барбусов движется по команде

Экспериментами установлено, что в группе рыбы потребляют на 10 - 16% меньше кислорода каждая, чем в одиночестве. В чем же дело? По-видимому, стая сложилась в процессе приспособления к условиям существования как своего рода защитная организация рыб. В стае рыбы лучше замечают корм, опасность, лучше передвигаются при нерестовых миграциях. Находясь в группе, и в аквариуме рыбы чувствуют себя спокойнее, меньше "волнуются", значит, меньше потребляют кислорода. Причем опыт с зеркалами показал, что рыбы чувствуют себя в группе, не только ощущая соседок различными органами чувств, но и с помощью одного только зрения, увидев свое отражение в зеркале или заметив рыбу того же вида через стекло.

Групповой эффект отмечен только для мирных стайных рыб. Хищники, ведущие одиночный образ жизни, но посаженные вместе, наоборот, проявляют беспокойство и потребляют больше кислорода.

В последние годы больших успехов достигло новое направление в биологии - этология, наука о сложных формах поведения животных. Этологи считают стаю, в том числе и стаю рыб, своеобразным "коллективным мозгом". В стае объединяются рыбы с разными природными задатками и способностями: одни крупнее, другие сильнее, третьи сообразительнее. Кроме того, у них разная способность реагировать на сигналы внешней среды - одни ориентируются лучше и быстрее других, находят более эффективный отклик на эти сигналы. В стае эти лучше ориентирующиеся рыбы решают не только за себя, но и за других - лучшее решение становится достоянием всех членов стаи. Причем в одной ситуации стаю поведет за собой одна рыбка, в другой быстрее найдет решение другая. Такие стаи называются простыми, а сменяющиеся лидеры - ситуационными лидерами. Лидер действует только в рамках данной ситуации, а в другой уступает лидерство другому. Такая простая стая, например, у неоновых рыбок.

У барбусов, молодых лабиринтовых рыб и цихлид стая значительна сложнее. Здесь лидер выделяется постепенно в ходе поединков-состязаний с другими рыбами. Эти поединки - не кровавые бои, а всего лишь демонстрация силы, ловкости, красоты и пышности плавников (такие поединки нетрудно заметить в аквариуме). В итоге выделяется лидер (самый лучший, самый сильный, самый-самый), затем рыбы второй ступени, третьей и т. д. Рыбы разных ступеней, в том числе и лидер, периодически проверяют верность подчиненных и подтверждают признание вышестоящих (кроме лидера). Такая сложная стая носит название иерархической, лидер и вся остальная иерархия у нее постоянные, смена их происходит в боях с подрастающими молодыми силачами. И эта стая является приспособлением для лучшей выживаемости всех ее членов. Как правило, лидер находит наилучшие решения в любой ситуации благодаря отточенным в поединках ловкости, силе, опыту, "сообразительности". Объединенные в стаи рыбы чувствуют себя в большей безопасности, чем в одиночку или даже в паре.

Отсюда важный вывод: мирных рыб - а это большинство аквариумных питомцев - надо держать по возможности в просторных водоемах с достаточным объемом для свободного перемещения и обязательно в стае не менее 3 - 5 экземпляров. Пара - самец и самка - ненормальное, хотя и допустимое выделение рыб из стаи. Лучше всего выглядят стайки мелких красивых рыбок в количестве 10 - 22 штук. В больших аквариумах они держатся стайкой все время, слаженно маневрируют, выполняя в один миг однородные команды. Ученые, кстати, до сих пор не могут исчерпывающе объяснить причины и природу этих команд.

Если в твоем подводном мире случайно оказалась одна рыбка какого-либо вида и нет возможности прикупить других, помести ее в компанию близкородственных видов.

И еще одно. Рыбки очень часто заболевают. Аквариумисты обычно храбро берутся лечить своих питомцев. В небольшом сосуде разводят в воде поваренную соль или лекарственные средства. Затем в эту банку помещают больную рыбку. И любители природы уверены, что они проводят лечение. На самом деле происходит совсем иное. Действительно, соль и лекарства действуют губительно на паразитов. Воздействуют они, конечно, и на заболевшую рыбу. Но не это опасно. В маленькой баночке на ослабленную паразитами рыбку сразу начинают воздействовать две губительные силы: фактор объема и отсутствие стаи. В результате "лечение" может вызвать гибель рыбки.

Как видим, и фактор объема, и групповой эффект далеко не отвлеченные теоретические изыскания, учитывать эти закономерности должен каждый аквариумист.