§ 30. Головоногие моллюски

ПРИМАТЫ МОРЯ: ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Класс Головоногие моллюски (Cephalopoda) — вершина эволюционного развития беспозвоночных животных. За невероятный интеллект, сложное поведение, великолепно развитые органы чувств и феноменальную скорость реакций биологи справедливо называют их «приматами моря».

Головоногие — исключительно морские животные, не переносящие опреснения воды. Они широко распространены во всех океанах Земли от поверхности до абиссальных глубин (свыше 5–8 километров). Наибольшего разнообразия и численности класс достигает в теплых тропических и субтропических широтах, однако многие виды кальмаров и осьминогов процветают в холодных водах умеренных и полярных морей. Современная фауна насчитывает около 800 видов, объединяемых в четыре главные группы: наутилусы (жемчужные кораблики), каракатицы, кальмары и осьминоги.

Морфологический план строения:

• Тело головоногих разделено на два главных отдела — крупную голову и мускулистое туловище, охваченное плотной мантией;
• Эволюционная судьба ноги: нога древнего предка моллюсков в ходе эволюции претерпела уникальное разделение:

1. Передняя часть ноги превратилась в венчик гибких мускулистых щупалец (рук), окружающих ротовое отверстие;
2. Задняя часть ноги сомкнулась в полую коническую трубку с мускулистыми стенками — воронку, основание которой уходит в обширную мантийную полость.

РЕАКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ И РЕДУКЦИЯ РАКОВИНЫ

Главнейшее кинематическое изобретение головоногих — принцип гидрореактивного движения.

Моллюск сначала набирает забортную воду в мантийную полость через широкие щели на брюшной стороне у основания головы. Затем он наглухо смыкает эти щели с помощью специальных хрящевых выростов и углублений (хрящевых «запонок»). В следующее мгновение мощные кольцевые и продольные мышцы стенок мантии резко сокращаются, создавая колоссальное гидравлическое давление. Сжатая вода с силой выстреливает через узкое жерло мускулистой воронки. По третьему закону Ньютона (сила действия равна силе противодействия) тело моллюска с огромным ускорением отбрасывается в противоположную сторону.

Поскольку жерло воронки направлено вперед, обычно моллюск стремительно плывет задним концом вперед. Однако воронка снабжена собственной гибкой мускулатурой: головоногий может мгновенно изогнуть ее вбок, назад или вниз, что позволяет ему молниеносно маневрировать, зависать на месте или двигаться вперед головой.

Редукция раковины:

У большинства современных головоногих наружная тяжелая раковина исчезла, так как она мешала скоростному реактивному плаванию:

• Каракатицы: раковина погрузилась под кожу спины и превратилась в пористую известковую пластинку («кость каракатицы» или сепион), служащую гидростатическим поплавком;
• Кальмары: имеют лишь тонкую полупрозрачную роговую стрелку (гладиус), проходящую вдоль всей спины внутри мантии и поддерживающую обтекаемую форму торпеды;
• Осьминоги: полностью утратили даже следы скелета, сохранив лишь крошечные хрящевые пластинки; мягкое податливое тело осьминога способно протискиваться в узкие щели скал, ширина которых не превышает размера его клюва;
• Наутилус: единственный живой свидетель палеозойской эры, сохранивший наружную многокамерную раковину.

ПИТАНИЕ, АНАТОМИЯ И ВЫСОКООРГАНИЗОВАННЫЕ СИСТЕМЫ

Все современные головоногие — активные, прожорливые и специализированные хищники:

• Охота и захват добычи: моллюски выслеживают рыбу, крабов, лангустов и двустворчатых ракушек с помощью зорких глаз, выбрасывают ловчие щупальца и намертво удерживают жертву рядами дисковидных присосок (у кальмаров края присосок армированы острыми хитиновыми зубцами, а у некоторых глубоководных видов превращены в изогнутые втягивающиеся когти);
• Челюсти-клюв: в глотке головоногих расположены две массивные черные или бурые роговые челюсти, чрезвычайно напоминающие клюв хищного попугая. Этим клювом моллюск с легкостью перекусывает позвоночники крупным рыбам и дробит толстые хитиновые панцири крабов. На дне глотки лежит тёрка (радула), проталкивающая куски мяса в пищевод;
• Ядовитые слюнные железы: секрет передних и задних слюнных желез содержит парализующие нейротоксины, быстро обездвиживающие сопротивляющуюся добычу; яд некоторых осьминогов (например, синекольчатого осьминога Австралии) смертельно опасен для человека.

Внутренние системы органов:

• Дыхательная система: дышат растворенным кислородом с помощью одной или двух пар гребенчатых жабр, лежащих в мантийной полости и непрерывно омываемых струями нагнетаемой воды;
• Кровеносная система: почти замкнутая (капилляры переходят в вены практически без широких лакун), что обеспечивает высочайшую скорость циркуляции крови под давлением. Главное мускулистое сердце состоит из желудочка и 2–4 предсердий. Кроме того, у оснований жабр находятся особые жаберные (венозные) сердца, ритмично пульсирующие и проталкивающие венозную кровь через густую капиллярную сеть жабр. В плазме крови содержится дыхательный пигмент гемоцианин, содержащий атомы меди (вместо железа гемоглобина), поэтому артериальная кровь головоногих имеет характерный голубоватый цвет;
• Головной мозг и зрение: крупные нервные узлы слились и образовали единый сложноструктурированный головной мозг, состоящий из десятков долей и заключенный в защитный хрящевой череп. Головоногие обладают поразительной памятью, способны к обучению и решению логических задач (умеют откручивать крышки банок с крабами, строить укрытия из камней и кокосовых скорлупок). Глаза головоногих по своей оптической конструкции и зоркости не уступают глазам человека и птиц: они содержат роговицу, радужную оболочку со зрачком, прозрачный хрусталик и сетчатку с миллионами светочувствительных палочек.

Системы защиты и маскировки:

1. Хроматофоры (мгновенная смена окраски): в толще кожи лежат миллионы эластичных пигментных клеток (черных, бурых, желтых, красных), окруженных радиальными мышечными волокнами. Направляя нервные импульсы к мышцам, моллюск растягивает или сжимает нужные пигментные мешочки за доли секунды, идеально сливаясь с песком, рифами или водорослями, либо вспыхивая угрожающими контрастными полосами при ярости;
2. Чернильный мешок: грушевидный отросток прямой кишки, вырабатывающий плотную чернильную жидкость на основе пигмента меланина (сепию). Заметив опасность, моллюск выбрасывает в воду через воронку чернильную струю. В воде возникает компактное темное облако, очертаниями напоминающее самого моллюска. Пока хищник (акула или мурена) атакует эту ложную мишень, чернила парализуют обонятельные нервы преследователя, а моллюск обесцвечивается и на реактивной тяге скрывается в расщелине скал.

МНОГООБРАЗИЕ ГОЛОВОНОГИХ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

1. Наутилус, или жемчужный кораблик:

Древнейший представитель, живущий в Индийском и западной части Тихого океана. Его спиральная раковина диаметром 15–25 см разделена поперечными перегородками на 30–35 герметичных камер. Моллюск живет только в самой последней, самой крупной камере. Через все перегородки проходит тонкий мускулистый жгут — сифон. Заполняя камеры через сифон жидкостью или выделяя в них газ (азот с аргоном), наутилус изменяет удельную плотность тела и вертикально всплывает к поверхности или опускается на глубину до 500 метров, действуя как совершенная подводная лодка. На голове у наутилуса находится около 90 щупалец, лишенных присосок.

2. Каракатицы:

Обитатели песчаного и илистого мелководья тропических морей. Имеют уплощенное овальное тело длиной от 1 см до полуметра, окаймленное по бокам узкой каймой волнообразно колышущихся плавников. Вокруг рта расположено 10 щупалец: 8 обычных и 2 длинных ловчих, которые в покое целиком прячутся в специальные мешки под глазами. При виде креветки каракатица молниеносно выстреливает ловчими щупальцами. Каракатицы — непревзойденные чемпионы камуфляжа, способные повторять окраску шахматной доски.

3. Осьминоги (спруты):

Имеют короткое мешковидное туловище и 8 длинных мускулистых щупалец, усаженных 1–3 рядами присосок и соединенных у основания тонкой эластичной перепонкой. Раковина отсутствует. Обитают на каменистом дне среди расщелин, куда затаскивают камни и раковины, возводя настоящие подводные крепости. Активны в сумерках, питаются крабами и рыбой.

4. Кальмары:

Быстроходные пелагические стайные хищники открытого океана. Их обтекаемое торпедообразное тело с парой ромбовидных хвостовых плавников идеально приспособлено к рассеканию толщи воды. В погоне за рыбой кальмары мчатся на реактивной струе со скоростью до 50–55 км/ч, превосходя почти всех морских обитателей. Спасаясь от хищников, некоторые кальмары способны разгоняться, взмывать в воздух и планировать над поверхностью волн на расстояние до 40–50 метров. Глубоководные кальмары снабжены фотофорами — органами биолюминесцентного свечения для общения в кромешной тьме абиссали. К кальмарам относятся крупнейшие беспозвоночные Земли — гигантский кальмар (архитеутис) и колоссальный кальмар, весящие до полутонны.

Экологическая роль и хозяйственное значение:

• Трофические связи: головоногие связывают микропланктон и высших позвоночных. Ими питаются промысловые рыбы (тунец, треска, акулы), морские птицы (альбатросы, пингвины), ластоногие (тюлени, нерпы) и зубатые киты (кашалоты питаются исключительно крупными кальмарами);
• Промысел морепродуктов: кальмары, осьминоги и каракатицы с древнейших времен являются ценнейшим объектом рыболовного промысла в Японии, Китае, Корее, России и странах Средиземноморья. Мясо головоногих отличается высоким содержанием белка, витаминов группы B, калия, фосфора, йода и полного набора незаменимых аминокислот;
• Промышленность и искусство: из чернильного секрета каракатиц и осьминогов изготавливают знаменитую художественную краску и акварельную тушь — натуральную сепию. Раковины наутилусов используются ювелирами для создания инкрустаций и перламутровых сувениров.