Одним из самых удивительных и привлекательных морских существ является маленький кальмар-светлячок, известный как ватасения — Watasenia scintillans. Это название было дано в честь японского зоолога Ватасе Сёдзабуро, который впервые заметил его свечение в ночь на 28 мая 1905 года.(день Цусимского сражения).
История изучения
Ватасе назвал кальмара-светлячка отару-ика (от японского названия ホタルイカ хотару-ика, где 蛍 хотару – это светлячок, а 烏賊 ика – кальмар), а латинское название Watasenia scintillans (Watasenia — в честь Ватасе, scintillans в переводе с латыни — сверкающий) было предложено американским зоологом С. С. Берри. Ватасе изучал жуков-светлячков, когда один школьный учитель сообщил ему, что рыбаки из залива Тояма на южном берегу Японского моря ловят кальмаров, которые светятся не хуже светлячков. Ватасе отправился туда и убедился в этом лично.
Его доклад на зоологическом конгрессе в Бостоне в 1907 году вызвал настоящую сенсацию. Зоологи уже знали о существовании у кальмаров органов свечения, но никогда раньше не видели их в действии. С тех пор и до сегодняшнего дня Watasenia scintillans привлекает тысячи туристов на берега залива Тояма, желающих увидеть его свечение и насладиться вкусом свежего кальмара.
Изображение Watasenia scintillans можно увидеть даже на японской почтовой марке голубого цвета стоимостью 35 иен.
Внешний вид
Ватасения — это небольшой кальмар, длина мантии самцов которого составляет около 6 сантиметров, а самок — до 7 сантиметров. Общая длина тела, включая щупальца, достигает примерно 15 сантиметров. Средний вес этого удивительного существа составляет около 2,5 грамма.
Мантия кальмара имеет коническую форму. Плавники ромбовидной формы расположены в задней части тела, не доходя до хвоста. Все руки кальмара оснащены несколькими парами острых крючьев, а на всех, кроме брюшных, есть два ряда мелких присосок на концах.
Щупальца у этого существа длинные и тонкие, на них расположены два крупных крючка и множество мелких присосок. Ротовая перепонка, соединяющая руки с ртом, имеет тёмно-фиолетовый цвет, что, вероятно, помогает кальмару маскироваться от своей добычи, которая вспыхивает перед смертью.
Окраска кальмаров сверху красновато-коричневая, снизу более светлая. Они могут мгновенно менять цвет, становясь то тёмно-красно-фиолетовыми, то почти прозрачными. Это происходит благодаря работе микроскопических мешочков с пигментом — хроматофоров. Эти мешочки снабжены мышцами и нервами и могут сокращаться или расширяться по сигналу от мозга.
Ареал обитания
Кальмар-светлячок — удивительное существо, населяющее северо-западную часть Тихого океана. Его можно встретить от южных Курильских островов до островов Сикоку и Цусима, а также в южной части Охотского моря, в центре, на востоке и юге Японского моря.
Этот кальмар обитает как в прибрежных водах, вблизи склонов и подводных возвышенностей, так и в открытом океане, особенно в тёплом течении Куросио восточнее Японии и Южных Курил.
В некоторые годы численность кальмара-светлячка достигает невероятных высот — до 20 кг или около 6000 особей на часовое траление. В такие периоды он встречается вдоль всех Курильских островов как со стороны Охотского моря, так и со стороны океана, хотя севернее Средних Курил его численность невелика.
Кальмар-светлячок совершает суточные вертикальные миграции, поднимаясь ночью к поверхности и опускаясь днём на глубину от 80–100 до 500–1000 метров. Благодаря этому в верхних слоях воды его концентрация и биомасса выше ночью, чем днём, а в глубинах — наоборот.
Минимальная глубина обитания ватасении составляет 1000–1200 метров.
Обычно кальмар-светлячок не живёт у дна, но днём может опускаться к материковому склону и в придонный слой, где обитают донные рыбы, такие как треска и минтай.
Кальмар-светлячок — активно плавающий мелкий стайный хищник. Молодые особи питаются зоопланктоном, в основном веслоногими рачками, а взрослые добавляют к рачкам криль, бокоплавов, мелкую рыбу и других кальмаров. С возрастом размер добычи увеличивается, но минимальный размер остаётся прежним.
Половая зрелость наступает у самок при длине мантии около 45 мм, у самцов — 35 мм, что составляет примерно 2/3 максимальной длины туловища. В период размножения питание и рост приостанавливаются, но не прекращаются полностью.
Органы свечения
Светлячки обладают удивительной способностью светиться, благодаря наличию специальных органов — фотофоров. Эти органы расположены по всему телу, особенно много их у самок — до 1100 штук.
Фотофоры можно найти на нижней стороне мантии, на голове, воронке и брюшных руках. Исключение составляет лишь узкая продольная полоска, расположенная посередине брюшной стороны мантии. Также некоторое количество фотофоров можно обнаружить на спинной стороне тела.
Устройство этих органов невероятно сложно. Они состоят из трех типов фотофоров: красных, голубых и зеленых. Каждый из них выполняет свою уникальную функцию.
В состав каждого фотофора входит ядро, излучающее свет, а также рефлекторы, световоды, кристаллоподобные тельца, преломляющие свет, кровеносные сосуды, нервы и многие другие элементы.
Фотофоры окружены слоем хроматофоров, которые содержат цветной пигмент. У фотофоров с линзой имеется мощная линза, а у фотофоров с фильтром — толстый двойной цветной фильтр красного цвета.
На брюшной стороне глазного яблока расположены пять круглых ярко-желтых фотофоров. У крайних фотофоров отсутствуют линзы и фильтры, но имеется развитая система волоконной оптики.
На концах обеих брюшных рук находятся три крупных шаровидных фотофора. Обычно они закрыты пигментом и выглядят как черные жемчужины, но когда открываются, то становятся зелеными и излучают яркий голубовато-белый свет.
Свет фотофоров на концах брюшных рук возникает, когда черная пигментная ширма открывает фотофор. Это похоже на вспышку зажженной в темноте спички. Свет этих фотофоров длится около 20-30 секунд и освещает пространство вокруг на расстояние около 30 сантиметров. Затем пигмент снова расширяется и закрывает свет.
В 1905 году японский биолог Сёдзабуро Ватасе провёл исследования кальмаров в заливе Тояма и сделал поразительное открытие. Он обнаружил, что так называемые «термоскопические глаза» на самом деле являются огромными фотофорами — органами свечения.
Ватасе установил, что у живых кальмаров эти фотофоры закрыты подвижным чёрным слоем, который выполняет функцию заслонки. Этот слой находится под контролем нервной системы и открывается и закрывается по сигналу.
Предшественники Ватасе, изучавшие только мёртвых кальмаров, ошибочно считали «термоскопические глаза» настоящими глазами. После смерти кальмара контроль над пигментными клетками исчезает, они расширяются и навсегда закрывают фотофор чёрным слоем.
Когда кальмар плавает, его руки двигаются, и фотофоры создают впечатление, что вокруг него мечутся огоньки. Японский зоолог К. Исикава сравнивал их с искрением размыкающихся электрических контактов.
Свет глазных фотофоров гораздо слабее.
Разные фотофоры, включая фотофоры на брюшных руках, могут работать одновременно или по отдельности. Свечение фотоцитов включается и выключается через кровь, но этот процесс занимает больше времени, чем открытие или закрытие хроматофорной пигментной ширмы по сигналу от мозга.
В целом, кальмар, светящийся в темноте, напоминает микроскопический ярко иллюминированный пароходик, который подмигивает разноцветными огоньками.
Зачем кальмару столько разнообразных органов свечения? Основная функция мелких кожных фотофоров — «вентральное противосвечение». Они помогают кальмару маскироваться от хищников, которые могут видеть его снизу на фоне светлого неба.
Яркость и цвет свечения фотофоров соответствуют освещённости на глубине, где находится кальмар. За это отвечают специальные органы зрения — внеглазные фоторецепторы, расположенные в голове кальмара сверху и сзади.
Над ними в плотном слое красных и коричневых хроматофоров есть специальные округлые прозрачные «окошки». Когда свет фотофоров соответствует внешнему освещению, кальмар становится невидимым для хищников, которые смотрят на него снизу.
Идея использования подсветки для того, чтобы сделать тёмный предмет незаметным на фоне светлого неба, пришла в голову пилотам английских бомбардировщиков во время Второй мировой войны. Они подвешивали лампочки к крыльям и фюзеляжу, чтобы сделать свои самолёты менее заметными для немецких истребителей. Однако этот метод не принёс ожидаемых результатов.
У кальмаров же это работает очень хорошо!
Яркий свет фотофоров на концах брюшных рук, скорее всего, служит для коммуникации между особями или для привлечения внимания самца или самки.
Свечение фотофоров — это биохимический процесс. Оно происходит благодаря реакции окисления белка люциферина (люцифер по-латыни — несущий свет) молекулярным кислородом, которую катализирует фермент люцифераза.
В фотофорах ватасении присутствуют два типа светящихся веществ с разным положением максимума лучеиспускания. Кроме того, цвет свечения мелких кожных фотофоров изменяется в зависимости от температуры воды.
Свет глазных фотофоров светло-голубой.
Зрение
Недавно было обнаружено ещё одно удивительное свойство кальмара-светлячка.
Все головоногие моллюски не способны различать цвета, но это не означает, что они не видят мир в оттенках.
В их глазах, на брюшной стороне, рядом с фотофорами, есть участок сетчатки, который сильно утолщён. Его толщина составляет 0,6 миллиметра.
В этом участке находятся клетки, которые воспринимают свет.
Сетчатка делится на две части: дистальную и проксимальную. Дистальная часть, которая ближе к центру глаза, имеет жёлтую окраску и содержит зрительный пигмент на основе 4-гидроксиретиналя. Его максимум поглощения находится на длине волны 470 нанометров.
Проксимальная часть, которая ближе к краю глаза, имеет розовую окраску и содержит пигмент на основе дегидроретиналя. Его максимум поглощения находится на длине волны 500 нанометров.
В рецепторах сетчатки за пределами утолщённого участка есть ещё один зрительный пигмент на основе ретиналя. Его максимум поглощения находится на длине волны 484 нанометра.
Этот пигмент есть и во внеглазных фоторецепторах.
Толстый жёлтый слой рецепторов в брюшной части сетчатки работает как коротковолновый фильтр. Он сдвигает максимальную чувствительность рецепторов розового слоя в красную часть спектра до 550 нанометров.
Таким образом, в глазах кальмара-светлячка есть три рецептора с разной спектральной чувствительностью. Это позволяет ему видеть мир в оттенках, хотя и без воспринимающих цвет колбочек, как у человека.
Нерест ватасении
Нерест кальмаров-светлячков — это одно из самых захватывающих явлений в мире природы. Долгое время считалось, что эти удивительные существа размножаются только у поверхности воды, вблизи берега. Однако последние исследования показали, что основное нерестилище находится в глубоководном заливе Тояма, расположенном на острове Хонсю.
В конце марта — начале июня кальмары подходят к берегу, где на глубине около 250 метров происходит спаривание. С наступлением сумерек самки стремительно поднимаются к поверхности воды, образуя огромные стаи. Там они мечут икру, после чего возвращаются обратно на глубину.
Однако в 1992 году учёные обнаружили, что кальмары-светлячки обитают и в толще воды вдали от берегов, юго-восточнее острова Шикотан. Они были пойманы в большом количестве как в верхнем слое воды на глубине 0-50 метров, так и в среднем слое на глубине 200-500 метров. Именно на этой глубине находится основное нерестилище этих удивительных существ.
Исследования показали, что размножение кальмаров-светлячков происходит круглогодично. Однако наиболее интенсивное спаривание наблюдается весной, а нерест — весной и летом.
Во время спаривания кальмары сближаются голова к голове, и самец передает самке сперматофоры — специальные пакеты со спермой. Для этого он использует видоизменённую правую брюшную руку. На конце этой руки находится особый зажим с тремя выступами, напоминающими перчатку с тремя пальцами. Этой рукой самец подхватывает сперматофоры и помещает их внутрь мантии самки.
После спаривания самцы погибают, и на нерестилищах остаются многочисленные самки, которые все оплодотворены. К концу периода размножения самцы полностью исчезают.
Яйца кальмаров-светлячков мелкие, овальные, размером в среднем 1,5 на 1,2 миллиметра. Они прозрачны и быстро разбухают в морской воде. В отличие от большинства кальмаров, у этих существ отсутствуют нидаментальные железы — крупные, белого цвета. У половозрелых самок других кальмаров эти железы занимают всю середину брюшной стороны мантийной полости и выделяют густую слизь, которая образует наружную оболочку яйцевой кладки.
У кальмаров-светлячков очень развиты яйцеводные железы, выделяющие лёгкую слизь, которая составляет внутреннее содержимое кладки у других кальмаров. Поэтому у них нет обычной яйцевой кладки. Их яйца заключены в лёгкий прозрачный секрет яйцеводных желез и выходят из мантийной полости двумя слизистыми ниточками через две щели по бокам шеи. По пути они оплодотворяются спермой, хранящейся в карманах на «затылке».
Яйца в слизи располагаются одно за другим, как цепочка прозрачных жемчужин на длинной нитке. Секрет яйцеводных желез легче воды, и обе слизистые цепочки поднимаются от шеи кальмара вертикально вверх. В воде слизь быстро разрушается, и яйца плавают поодиночке, окружённые студенистым чехольчиком.
Нерест кальмаров-светлячков порционный, самка выметывает яйца несколько раз. В одной порции 400-600 яиц, а общая плодовитость самки составляет 5-10 тысяч яиц. Развитие включает личиночную стадию. Личинки обитают в верхних слоях воды и далеко разносятся течениями. Постепенно они погружаются на глубину и начинают совершать суточные миграции.
Рост кальмаров-светлячков быстрый, продолжительность жизни около года. У самцов в среднем на месяц меньше, чем у самок.
Нерест кальмаров-светлячков — это важное событие для жителей городов и деревень, расположенных у залива Тояма. Вокруг него сформировалась туристическая индустрия, так как посмотреть на светящихся кальмаров приезжают не только жители Японии, но и иностранные туристы.
На берегу залива работает музей Hotaru Ika (Намэрикава), где можно не только узнать о кальмарах, но и увидеть их свечение в специальных бассейнах, подержать в руках и даже попробовать блюдо из них. Кальмары-светлячки съедобны и используются в пищу, как и другие кальмары.
Практическое использование
Промысел ватасении не отличается большими масштабами, составляя от 1 до 4 тысяч тонн в год.
В период с марта по июнь, когда самки ватасении размножаются, ведётся их ловля. Промысел сосредоточен преимущественно вдоль побережья Хонсю, где этот вид наиболее многочислен. Для добычи используются ставные и закидные неводы.
Удивительно, но этот небольшой кальмар пользуется спросом как в свежем, так и в замороженном виде. Он продаётся даже на известном Токийском оптовом рыбном рынке. Однако в начале XX века его использовали исключительно в качестве удобрения для полей.
Кстати, из-за того, что на территории около залива Тояма этих кальмаров с давних времён использовали в качестве удобрения для сосен, они носят ещё одно название – «сосновые кальмары» (яп. マツイカ мацуика, где 松 мацу означает «сосна»).
Кроме промышленного промысла, существует и любительский лов ватасении, который привлекает множество туристов из разных уголков Японии. Туристы любуются ярким свечением кальмаров, ловят икряных самок ручными сетками, а затем готовят и едят их прямо на берегу.
Ватасения служит пищей для многих морских рыб, млекопитающих и птиц, таких как минтай, треска, скумбрия, морские котики, дельфины и усатые киты. После нереста кальмары опускаются на дно, где их поедают донные животные.
Вот такой интересный кальмар обитает в наших дальневосточных морях. К сожалению, он не подходит близко к берегам, и чтобы увидеть его, нужно отправиться в открытое море на траулере.
