3<34.ь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ ЛИТЕРА1уРА
Г. В. Зуев
ЖИВЫЕ РАКЕТЫ
«Н А У К О В А ДУМКА» к И Е В - 1970
Тайны стремительного передвижения жителей го-
лубого континента давно волнуют человека. Труд-
но поверить, чго кальмар перед прыжком из воды
развивает скорость до 70 км!час. Однако матема-
тические расчеты подтверждают это.
Особенностям движения кальмаров и других жи-
вых ракет посвящена эта брошюра. В ней попу-
лярно обобщены многолетние исследования авто-
ра, проводившиеся и в океане, и в условиях ла-
боратории. Моделирование отдельных систем
движения позволило приподнять занавес над
тайной быстроходности живых ракет.
Брошюра может быть полезной для специали-
стов— биологов, техников, конструкторов, а
также представит интерес для широкого круга
читателей — любителей природы.
2—10—4
359—70/А
В последнее время все громче заявляет о себе новая область нау-
ки — биогидродинамика. Возникшая на стыке классической гидро-
динамики— с одной стороны, и биологии —с другой, биогидродина-
мика ставит перед собой задачу изучения особенностей и закономер-
ностей движения в воде живых объектов с последующим использова-
нием полученных данных в теории и практике судостроения.
Судостроители считают, что дальнейшее увеличение скорости судов
возможно лишь двояким путем — «поднятием» судов над поверх-
ностью воды (применение подводных крыльев или воздушных поду-
шек) либо «опусканием» их под воду (превращение в подводные
суда).
Как одни, так и другие суда имеют свои недостатки и преимущества.
Надводные корабли незаменимы на мелководье, особенно в речных
условиях, где уровень воды подвержен сезонным колебаниям. Но
основным недостатком судов на подводных крыльях являются их
небольшие размеры. Вот почему и «Метеор», и «Ракета», всем хоро-
шо известные, относительно невелики.
Подводные суда, пожалуй, имеют один-единственный недостаток —
значительную осадку; во всех же остальных отношениях они стоят
вне конкуренции. Полное погружение уменьшает общее гидродинами-
ческое сопротивление судна, устраняя одну из его составляющих —
волновое сопротивление.
Движение любого плывущего судна, будь то крейсер или портовый
буксир, вызывает появление буруна. И чем быстрее идет корабль, тем
3
более мощный бурун возникает перед ним. Без сомнения, зрелище
разрезаемой форштевнем волны величественно: оно дает представле-
ние о той сокрушительной силе, которая заключена в теле корабля.
Но для инженеров бурун — не повод для восторга, а враг, препятству-
ющий движению корабля. Инженеры решают эту проблему, совершен-
ствуя обводы корпуса. Сегодня это единственный способ укротить бу-
рун, иного нет. Но полностью избавиться от волнового сопротивления
на надводном корабле невозможно.
А вот подводная лодка тормозного действия волны не испытывает.
Сравните обводы корпуса у крейсера и подводной лодки, и вы убе-
дитесь, насколько они непохожи. Для достижения той же скорости
или дальности подводному судну требуется двигатель меньшей мощ-
ности, чем надводному. Помимо того, судам под водой не угрожают
штормы.
Вот поэтому в последние годы во всем мире так резко возрос интерес
к подводному плаванию. Под воду стараются «опустить» не только
грузовые суда-танкеры, рудовозы и т. д., но даже пассажирские лай-
неры, не говоря уже о многочисленных исследовательских, спасатель-
ных и туристских судах.
Для передвижения под водой нужен двигатель, который мог бы рабо-
тать без доступа атмосферного воздуха — специальный подводный ме-
ханизм. До последнего времени морская вода почти не использова-
лась в подводных двигателях (главным образом из-за содержания в
ней солей). Однако работы в области гидрореагирующих горючих и
гидрореактивных двигателей свидетельствуют о том, что дело идет к
разработке (по аналогии с подводными судами) сугубо подводных
двигателей.
В разрешении упомянутых и многих других проблем значительную
роль может сыграть изучение населяющих океан живых организмов.
Большой интерес в этом отношении вызывают головоногие моллюски.
Именно о них и пойдет речь в этой книге.
ГОЛОВОНОГИЕ МОЛЛЮСКИ. ЧЕМ они
ИНТЕРЕСНЫ?
Головоногие моллюски, в зоологической литературе име-
нуемые цефалоподами (от гр. Kephale — голова, pus[pd-
dos] — нога),— своеобразная и интересная группа мор-
ских беспозвоночных животных, внешне совсем непохо-
жих на своих многочисленных родственников.
Очень трудно представить, что кальмар, живущий в
океанической бездне, и слизняк, ползущий по стволу
дерева, — двоюродные братья. Однако исследования
ученых-малакологов (так называют специалистов, изуча-
ющих моллюсков) не оставляют ни малейших поводов
для сомнений. И кальмары, и слизняки принадлежат к
одному типу моллюсков; и те, и другие произошли от об-
щих предков и во многом сходны по своим анатомическим
и физиологическим признакам.
Несколько необычное название — головоногие — эти
беспозвоночные получили после того, как было установ-
лено, что их «руки» — щупальцы, расположенные на го-
лове, в процессе исторического развития образовались из
ноги их прародителя — первобытного моллюска. У обыч-
ных моллюсков, таких, например, как устрицы, мидии,
морские гребешки, нога сохранилась до сих пор и в виде
мясистого языкоподобного выроста выставляется за пре-
делы раковины; с ее помощью моллюски ползают по твер-
дой поверхности. Тот, кто видел обычную садовую улитку,
б
легко сможет восстановить в памяти ее внешний вид:
спирально скрученная раковина медленно скользит на
толстой подошве в зарослях травы. Эта подошва и есть
не что иное, как нога улитки.
Известна, правда, еще одна группа не совсем обычных
моллюсков — так называемые крылоногие. Нога у них
уже не просто нога, а что-то вроде крыла (откуда и наз-
вание). Мясистый вырост листовидно уплощается, обра-
зуя торчащие по бокам «уши»-крылья, взмахивая которы-
ми крылоногие движутся по морским просторам.
Общим началом, связующим воедино класс наиболее
высокоорганизованных моллюсков — головоногих, явля-
ется реактивный принцип движения; все они без исклю-
чения — и кальмары, и осьминоги, и наутилусы — исполь-
зуют для плавания реакцию (отдачу) выбрасываемой
струи воды. Именно это дало повод назвать кальмаров
биологическими ракетами — в данном определении очень
точно отражена сущность цефалопод.
Животных, «применяющих» реактивное движение,
очень немного: кроме цефалопод, выталкивая воду из-под
колокола, плавают медузы. Нельзя не упомянуть также
о морских гребешках-пектенах, которые прыгают, как мя-
чики, резко захлопывая створки раковины. Отбрасывая
назад струю воды, плавают личинки стрекоз и некоторые
рыбки. Однако именно у кальмаров реактивное движение
выступает, так сказать, в чистом виде, и свидетельство
этому — стремительно вытянутое сигаровидное тело, где
нет ничего лишнего, что могло бы помешать движению
вперед.
Кальмары принадлежат к числу самых быстрых плов-
цов наряду с такими спринтерами моря, как меч-рыба,
марлины, парусники, тунцы и дельфины. Именно их бы-
строходность и привлекает исследователей, которые счи-
тают, что разгадка «тайны кальмара» может оказать He-
г.
^алую услугу при решении многих технических проблем,
связанных с конструированием различных подводных ап-
паратов и сооружений.
Это стало особенно ощутимым в последние годы в
связи с исключительными успехами судостроения. Кон-
структоры-кораблестроители достигли своеобразного «по-
толка скорости»; преодолеть его поможет принципиально
иной подход к методам и способам проектирования. А
новые принципы могут подсказать обитатели голубого
континента, для которых скорость в несколько десятков
морских миль (1,852 км) в час не представляет проблемы.
К таким спринтерам, естественно, принадлежит и каль-
мар — живая р’акета.
Совсем недавно найдено инженерное решение для
водяных клопов-водомерок. Вдумайтесь в смысл этой
фразы: инженерное решение для клопа. Нелепость ка-
кая-то? Однако не спешите с выводами.
Конструкция именно так и называется — водомер.
Принципиально она не похожа ни на одну, существовав-
шую доныне. Вспомните много раз виденную картину:
юркая водомерка на длинных тонких ножках быстро
и плавно, словно совсем без трения, скользит по поверх-
ности пруда. Инженеров это очень заинтересовало, и они
попытались найти какую-нибудь похожую опору, которая
создавала бы минимальное трение с водой. А если при-
менить такую конструкцию в технике?... Расчеты и экспе-
рименты показали, что наилучший вариант — слегка
изогнутая поверхность, своего рода лента транспортера.
Представьте себе вращающийся с большой скоростью
цилиндр, который перемещается по воде. Это и есть та
самая «бесконечная» лента.
Новое судно внешне мало похоже на обычное: в его
сорпусе — на носу и корме — смонтированы свободно вра-
щающиеся. цилиндрические колеса-катки, подобные тем,
7
которые можно увидеть во время трамбовки гравия и
асфальта на шоссейных дорогах. Только сделаны эти кат-
ки не из железа, да и диаметр их побольше — 2—4 м.
Когда судно стоит, катки погружены в воду; с включением
реактивного (или водометного) двигателя судно припод-
нимается и начинает на них опираться. Трение корпуса
подобной конструкции о воду сведено к минимуму. Имен-
но это обстоятельство, по мнению изобретателей и спе-
циалистов, позволит новому судну развивать скорость до
300 км/час.
Но скорость —не единственное преимущество водо-
мера: проходимость его оказалась такой, что ей может
позавидовать и глиссер, и корабль на подводных крыль-
ях, и лодка с подвесным мотором. Новому судну не нуж-
на пристань — оно свободно выходит на пологий берег.
Поэтому не удивительно, что чисто «биологический»
интерес к головоногим моллюскам, в частности к кальма-
рам, все больше дополняется «технической» заинтересо-
ванностью. Кальмарами начали «увлекаться» инженеры-
кораблестроители, гидродинамики и биофизики.
На головоногих моллюсков, как на перспективный
объект океанического рыболовства, сулящий большие
экономические выгоды, с надеждой взирают и промысло-
вики. По мнению специалистов, мировой улов кальмаров
может равняться мировому улову рыбы —40 млн. т в год.
Много это или мало, судите сами.
О больших запасах кальмаров в мировом океане сви-
детельствуют геологические исследования дна. Во многих
районах дно океана буквально завалено их остатками —
роговыми клювами-челюстями. Например, известно, что
количество челюстей головоногих моллюсков в осадках
различных районов Мирового океана изменяется в очень
широких пределах, от нескольких сотен до 15 тыс. экземп-
ляров на квадратный метр... В одном из районов Ара-
9
вийского моря количество клювов составляет более
10 млрд, на каждый квадратный километр дна.
Промысел кальмаров, осьминогов и каракатиц имеет
многовековую историю. С древнейших времен люди ис-
пользовали этих ценных морских животных. Пусть вас
не смущает слово «ценные». Мы ничуть не грешим про-
тив истины, называя их так: биохимический анализ мяса
кальмаров показывает, что его питательность и калорий-
ность превосходят мясо всех остальных употребляемых
в пищу моллюсков — устриц, мидий, морских гребешков
и даже некоторых рыб, таких, например, как сардина или
сельдь.
Во многих азиатских странах, на островах Индийско-
го и Тихого океанов из цефалопод приготовляют на-
циональные блюда. Соединенные Штаты Америки и Япо-
ния специально экспортируют кальмаров в эти страны,
где они ценятся выше, чем многие породы рыб.
С удовольствием едят головоногих моллюсков и евро-
пейцы. На рынках Франции, Испании, Португалии, Гре-
ции, Италии и других средиземноморских стран всегда
можно увидеть свежих, только что пойманных кальмаров.
Они долго не залеживаются на прилавках. На базаре в
Порт-Саиде я был свидетелем оживленной торговли мел-
кими кальмарами.
Особенно много кальмаров, до нескольких десятков
тысяч тонн ежегодно, ловят японские рыбаки. По данным
международной статистики, Япония занимает первое ме-
сто в мире по вылову голйвоногих моллюсков, но спрос
на них все же превышает добычу.
А можно ли ловить кальмаров больше? Без сомнения:
их количество в океане очень велико. Камнем преткно-
вения является другое — несовершенство способов лова.
Несмотря на многовековую историю, способы лова
кальмаров до сих пор остались такими же примитивны-
9
С такого крюч-
ка трудно сор.
ваться. И каль-
мар становит-
ся добычей ры-
бака.
ми, как на заре развития человечества.
В век морозильных траулеров-заводов,
нейлоновых снастей и электронных гидро-
акустических приборов удочка остается
основным орудием добычи кальмаров.
Некогда удочка кормила первобытного
рыбака, сейчас она кормит нас. Пара-
докс, не правда ли?
Удочка-джиггер для лова кальмаров
представляет собой свинцовую блесну
(длина—10—15 см) с одинарным или
двойным рядом-венчиком безбородочных
крючков по нижнему краю. Эту блесну
подвешивают- на лесу, и джиггер готов.
Иногда его (для приманки) ярко раскра-
шивают.
Происхождение слова «джиггер» не-
известно. Мне кажется, оно возникло в
очень далекие времена, возможно, еще
тогда, когда человек с трудом объяснял-
ся со своими соплеменниками, и с самого
начала это слово очень точно имитирова-
ло звук рассекающей воду туго натяну-
той лесы «джиг-джиг-джиг». Конечно,
эта версия весьма произвольна и не пре-
тендует на научность.
Лов кальмаров — одно из увлекательнейших занятий;
он не только интересен, но и не лишен таинственности.
Лодки пловцами в сумерки выходят в море; одна за
другой они удаляются от берега и вскоре совсем исчеза-
ют. Сумерки постепенно сгущаются и, наконец, уступают
место полной темноте. Внезапно что-то блеснуло — это
на лодке зажгли фонарь, затем вспыхивают огни на
других лодках. Обычно лов ведут целые флотилии, на-
ю
щтывающие сотни лодок-кавасаки — и кажется, что все
юре покрыто гирляндой огней.
: Яркий свет в ночном безбрежном море — это не бу-
афория, а необходимый атрибут лова. Только ночью
южно поймать кальмаров; днем это совершенно безна-
дёжно. Свет служит приманкой, и кальмары собираются
округ лодок. Если повезет, то к утру лодка будет до
:раев наполнена уловом, а не повезет... Всякое случа-
ется.
Ловят кальмаров очень просто. Знаете, как «самоду-
рят» ставриду и скумбрию у нас на Черном море? Рыбо-
лов наматывает конец лесы на палец и начинает подерги-
вать ее то вверх, то вниз. Ставрида бросается за мель-
кающими в воде крючками, принимая их за мелкую ры-
юешку, и зацепляется за них. Часто крючки вонзаются
В спину, брюхо и плавники. Только «самодуром» можно
^поймать рыбу за хвост.
, Точно так же ловят кальмаров на джиггер. Наживки
никакой не требуется, кальмар бросается на джиггер,
как на легкую добычу, и расплачивается за это жизнью.
Кальмары, живущие на дне, часто попадают вместе
с рыбой в тралы. В Советском Союзе промысел кальма-
ров организован на Дальнем Востоке.
□
До последнего времени литература по головоногим мол-
люскам оставалась очень скудной, и лишь после появле-
ния ряда научно-популярных книг И. И. Акимушкина 1
широкая аудитория смогла познакомиться с этой интерес-
ной во всех отношениях группой животных, их образом 1
1 См. стр. 83.
11
жизни, привычками и до некоторой степени — анатомией
и физиологией.
Однако «тайна кальмара» до последнего времени ос
тавалась неразгаданной. Не был раскрыт и изучен мв'
ханизм, благодаря которому кальмаров по праву назы-
вают спринтерами моря.
На пути исследователей встали серьезные методоло-
гические трудности. Основная сложность заключается в
том, что кальмары живут в аквариумах не более несколь-
ких чаров и то при условии постоянного обмена воды;
о том же, чтобы их приручить (например, как дельфинов),
пока не может быть и речи.
А интерес к кальмарам не только не ослабевал, но,
наоборот, год от года возрастал. Шли интенсивные поис-
ки методов исследования, конструировались новые аква-
риумы, затрачивались километры фото- и кинопленки;
проблемой начинали заниматься физиологи и аквалан-
гисты, гистологи и кинооператоры, биофизики и гидроди-
намики.
И вот понемногу тайна стала приоткрываться.
НЕМНОГО ИСТОРИИ, ГЕОГРАФИИ, БИОЛОГИИ
История развития головоногих уходит далеко в глубь
времен, в палеозойскую эру. Первые цефалоподы появи-
лись на заре жизни нашей планеты, 500—600 млн. лет на-
зад, в кембрийский период, а уже в силурийский они в
изобилии размножались и заселили почти весь Мировой
океан. В силурийских отложениях палеонтологи насчи-
тывают более двух тысяч видов головоногих и справед-
ливо считают этот период временем расцвета данной
группы живых организмов.
Трудно отыскать сходство между первыми цефалопо-
12
Вами и современными кальмарами или осьминогами.
Ближе всего к древним формам стоят наутилусы — эти
Вкивые ископаемые, сохранившиеся неизменными на про-
ряжении всей пятисотмиллионолетней эволюции.
| Интересные находки принесли отложения на терри-
тории Китая и Северной Америки. Прямые или чуть-чуть
[согнутые трубочки-раковинки, оставшиеся от древнейших
[организмов, до сих пор вызывают споры: одни ученые
[никак не могут согласиться с тем, что перед ними голово-
многие, другие, наоборот, убеждены в этом.
Кембрийские прародители головоногих — сущие кар-
лики: самый крупный из них уместился бы в спичеч-
ной коробке. Они едва достигали 1,5—2 см, но уже име-
ли структуру раковины, типичную для всей группы.
Примитивные цефалоподы внешне ничем не отлича-
ются от остальных моллюсков: их мягкое тело одето
прочной известковой раковиной, напоминающей по форме
конус или, скорее, рог. Поэтому их называют наружнора-
ковинными. К наружнораковинным принадлежали вы-
мершие головоногие — аммониты и наутилоидеи.
Если внешне головоногих можно спутать с их много-
численными собратьями, то внутреннее устройство рако-
вины у них особое. Домик-раковина, цельный снаружи,
состоит из многих расположенных одна за другой камер,
разделенных между собой тонкими перегородками. Все
камеры, кроме самой большой — передней, пустые. Сам
моллюск живет именно в этой, открытой с одной стороны
передней камере.
У молодых, только что вылупившихся из яйца личи-
нок всего 2—3 камеры. В одной из них моллюск живет до
тех пор, пока камера не станет тесной для него; тогда
он строит новую, более просторную.
Но головоногие не теряют связи с камерами, где они
когда-то обитали. «Чтобы жить, нужно есть» — эта муд-
13
Раковина наутилуса — сложное
архитектурное сооружение.
Она не только спасает моллю-
ска от многочисленных опасно-
стей, подстерегающих его в
океане на каждом шагу, но и
служит ему гидростатом.
рость, старая как мир, оди
маково относится ко всем1
живому.	1
На первый взгляд, труд-
но отыскать непосредствен^
ную зависимость межд]
столь сложно устроенно»
раковиной и питанием, хотя
даже совершенно неподвиж-
ные тридакны, мидии, уст-
рицы прекрасно растут и
развиваются, будучи навеч-
но закованы в толсто
стенные раковины-крепости
Тридакны даже перераста-
ют всех своих собратьев:
среди современных моллю-
сков они самые крупные; в
тропических морях нередко
живут двух- и трехметровые
гиганты, которые весят сот-
ни килограммов.
Но и тридакны, и устрицы устроены иначе, чем це-
фалоподы: в отличие от последних они питаются мель-
чайшими организмами, населяющими толщу воды и пас-
сивно переносимыми водными течениями,— планктоном.
Многие из этих организмов настолько малы, что невиди-
мы простым глазом. Профильтровывая сквозь себя тон-
ны воды, двустворчатые моллюски задерживают планк-
тонные организмы и переваривают их.
А наутилоидеи и аммониты были хищниками. Они по-
едали морских раков, креветок, рыб, не брезговали и па-
далью.
Рыбакам хорошо известны «гастрономические» на-
14
клонности современных цефалопод, и они соответственно
используют их. Один из способов лова кальмаров и нау-
тилусов состоит в следующем: в неглубоком месте возле
берега на дно бросают куски дохлой рыбы. Кальмары,
привлеченные запахом разлагающегося мяса, собираются
вокруг и начинают, вначале осторожно, а затем все сме-
лее и смелее, пожирать его. Еще через некоторое время
они настолько увлекаются, что перестают замечать что-
либо постороннее. Дождавшись такого момента, рыбаки с
лодки бьют кальмаров острогами. Этим довольно прими-
тивным способом пользуются чаще всего итальянцы.
В Австралии наутилусов заманивают на мелководье
с помощью несвежего мяса или ловят в обычные, спле-
тенные из прутьев, рачьи ловушки, которые устанавли-
вают на ночь; приманкой опять-таки служит мясо.
Охота за добычей требует от головоногих значитель-
ной подвижности — догнать краба в воде не так просто,
а схватить маленькую рыбешку еще сложнее. Наутилус
же скован раковиной, которая не только препятствует
маневренности, но и тянет его на дно: ведь удельный вес
известняка, из которого состоит раковина, более чем в
2,5 раза превышает удельный вес воды — разница зна-
чительная.
Некоторые брюхоногие моллюски «нашли» такой спо-
соб избавления от чрезмерного веса раковины: по мере
перемещения в новую камеру они разрушают старые вы-
деляемым ими веществом, разъедающим известняк. Одна-
ко этот способ не радикальный: самое большее, чего доби-
вается молЛюск,— это некоторое облегчение веса. Но
даже после полного разрушения верхушки раковины мол-
люск не в состоянии оторваться от дна. Он ползает, но
плавать не может.
По иному пути в решении проблемы плавучести шла
эволюция головоногих. Раковина аммонитов и наутилои-
1К
дей служит гидростатическим аппаратом. Все камеры ра-
ковины заполнены смесью газа и воды, количество кото-
рой может изменяться.
Вернемся вновь к моллюскам. Только благодаря ка-
мерам беспозвоночное животное контролирует плаву-
честь, а его раковина выполняет одну из жизненно
важных функций. Задняя часть тела (сифон) у всех на-
ружнораковинных цефалопод в виде узкого шнура про-
низывает все камеры. Через сифон вода попадает
внутрь камер и выводится обратно. Этот сложный про-
цесс носит активный характер и регулируется физиоло-
гическими механизмами таким образом, что моллюск все
время остается в равновесии с окружающей средой, но
свободно передвигаться не может.
Аммонитов и наутилоидей от сковывающего влияния
раковины освободила нейтральная плавучесть. Они уже
могли более или менее свободно маневрировать в толще
воды, что крайне необходимо при погоне за добычей и
спасении от врагов. Только благодаря «изобретению»
гидростата аммониты завоевали просторы Мирового оке-
ана и необычайно быстро заселили их.
Эволюция цефалопод сопровождалась изменением их
внешней формы: из прямых или.слабо согнутых они пре-
вращаются в спирально скрученных. Эти «чудесные» пре-
вращения неслучайны, они необходимы головоногим для
покорения глубин. Именно благодаря спиральному рас-
положению оборотов прочность раковины во много раз
усиливается. Аммонитам и наутилоидам не страшны да-
вления в десятки атмосфер — путь в глубину открыт.
Огромные «колеса-спирали», иногда до 2 де в диаметре,
погружались все ниже и ниже.
Как глубоко, обитали древние наружнораковинные
цефалоподы, достоверно неизвестно, но можно предполо-
16
жить (по аналогии с ныне живущими наутилусами), что
нижняя граница их распространения достигала 500 м.
Жизнь шла вперед, и рано или поздно должна была
возникнуть дилемма: что лучше — прочная и в то же вре-
мя невесомая раковина, защищающая от любых невзгод,
или свободное, но чреватое неожиданностями, пелагичес-
кое существование?
Появляются белемниты — так назывались первые це-
фалоподы, которые имели внутреннюю раковину: из до-
мика-крепости раковина у них превратилась в нежный и
хрупкий скелет. До наших дней от этих скелетов сохрани-
лись лишь ростры, называемые еще чертовыми кольцами.
Белемниты пережили аммонитов и почти всех наутилои-
дей, что явилось свидетельством преимущества скорости
перед защитой, нападения перед обороной.
Белемниты были очень похожи на кальмаров своим
удлиненным телом, и их считают непосредственными
предками последних. В конце концов их постигла та же
участь, что и наружнораковинных: они вымерли в мело-
вом периоде мезозойской эры, уступив место более со-
вершенным потомкам.
Современные цефалоподы насчитывают лишь около
650 видов (общее количество известных науке видов мол-
люсков превышает 100 тысяч).
Классификация головоногих довольно проста, в ее
основу положено количество «рук». Все десятирукие объе-
диняются в отряд Decapoda, куда входят кальмары и ка-
ракатицы, к восьмируким (Octoroda) относятся осьмино-
ги и аргонавты. Несколько особняком стоят наутилусы
(Nautilus), у которых несколько десятков «рук»-щупалец.
Несмотря на видовую ограниченность, океан букваль-
но кишит головоногими. Их можно встретить в водах
арктического бЗССёйна, в жарких тропиках и льдах Ан-
та ркГЙ-ДЙТ'В Надбей» гшвчке океана, на расстоянии тысяч
1Г
2
18
"миль от земли, в прибрежных водах, живут вездесущие
кальмары. Многие мореплаватели и натуралисты были
Свидетелями того, как громадные стаи кальмаров окру-
жали корабли в открытом море за сотни и тысячи миль
от берега. Избегают они только опресненных и пресных
вод. Цефалопод нет в Черном море, они чрезвычайно ред-
жо встречаются в Восточной Балтике, так как соленость
воды здесь значительно ниже океанической (в океане со-
леность составляет 34,7%0, т. е. в 1 м3 растворено 34,7 г
солей).
? Кальмары и каракатицы служат объектами промысла.
[Другие виды цефалопод известны по единичным экземп-
лярам, случайно попавшим в руки исследователей.
J Жизнь океанических глубин до сих пор остается за-
•гадкой, морская бездна таит в себе много неизвестного.
 bus: 4 — Ommastrephes sagittatus; 5 — Helicocranchia sp.; 6 — [jocran*
'Stoloteuthis iris; 10 — Loligo [orbesi.
Северного полюса до Южного.
2*	19
Ярким свидетельством тому служит чудовище Лох-Нес-
са или поразившие французских исследователей Ж. Пи-
кара и Р. Дитца загадочные следы, замеченные на глуби-
не свыше 10 тыс. м.
Очевидно, среди еще неведомых людям животных есть
и цефалоподы; ведь многие из них никогда не появляются
на солнечном свету. Кальмаров находили на глубинах,
превышающих 4 тыс. м. Не уступают кальмарам и осьми-
ноги: были случаи, когда их извлекали с глубины 5—
6 тыс. м. Последнее слово еще не сказано: в строении глу-
боководных форм отсутствуют какие-либо особенности,
препятствующие дальнейшему погружению.
Необычный вид и громадные размеры сделали цефа-
лопод в представлении людей легендарными чудовищами.
Притчи и легенды о страшных морских разбойниках-кра-
кенах широко бытуют в скандинавских странах.
Кальмары-людоеды возникают на страницах расска-
за Герберта Уэллса «Морские пираты»: «Когда он (мис-
тер Физон. — Г. 3.) показался на гребне, округлые тела
распались, и стал виден розовый предмет: оказалось, что
это наполовину съеденное человеческое тело, мужчина
или женщина, он не мог определить. А округлые тела
были неведомыми, чудовищными тварями, по форме не-
много напоминающими осьминога, с очень гибкими и
длинными туловищами, извивающимися *на песке. Шкура
их неприятно блестела, как лакированная кожа. Тулови-
ща по величине напоминали крупную свинью; щупальцы,
как ему показалось, были длиной в несколько футов».
Герой Уэллса мистер Физон ничуть не преувеличил,
определив длину щупалец в несколько футов. Если бы он
сказал: «несколько десятков футов», — то оказался бы
прав и в этом случае. Однажды волнами на берег было
выброшено шестиметровое тело издыхающего кальмара;
20
Вот они — загадочные осьминоги, о которых сложено так
много небылиц-
/ — вид Tremoctopus uialaceus, 2 — Octopus sp, J — Octopus ornatus,
4 — Octopus leiodernta.
1	2
Крепкий и мощный скелет, как щит, заслоняет сверху карака-
тицу. Под его защитой она чувствует себя спокойно в окру-
жении более сильных и крупных врагов. А у кальмара ске-
лет мал, хрупок и даже в какой-то степени прозрачен. Зато
он не мешает кальмару быстро плавать и маневрировать.
/ / — раковина каракатицы Septa officinalis: о — со стороны брюха;
б — со спины. 2 — раковина (скелет) кальмара.
щупальцы у этого гиганта простирались более чем на
10 м.
Осьминоги не столь велики, как их десятирукие бра-
тья: они достигают всего 8—9 м в длину. А каракатицы
еще меньше: длина самой крупной едва превышает 1,5 м.
Чтобы сделать понятным дальнейшее изложение, со-
вершим небольшой экскурс в анатомию цефалопод.
Как же они устроены?
Двустороннее симмет-
ричное тело головоногих
моллюсков разделено на
две основные части — го-
лову и туловище. В голо-
ве сосредоточены нервные
узлы, защищенные от по-
вреждений хрящевым
«черепом». Костей у це-
фалопод нет, лишь вдоль
спины проходит роговая
палочка (гладиус) — у
кальмаров и известковая
снежно-белая пластинка
(сепион) — у каракатиц.
Особенно интересны
у головоногих моллюсков
глаза: очень крупные и
выразительные. Они не
только напоминают чело-
веческие, но даже и уст-
роены также. Попробуйте
Внешний вид кальмара:
/ — голова; 2 — плавники; 3 — мантия;
4 — воронка; 5 — щупальцы.
представить себе глаз ве-
личиной с футбольный
мяч. Трудно, не правда
ли? Очень даже трудно!
А у крупных кальмаров глаза именно такой величины.
Туловище цефалопод со всех сторон одето мускули-
стой, гладкой снаружи складкой кожи — мантией, огра-
ничивающей мантийную, или брюшную, полость, в кото-
рой находятся жабры и внутренности моллюска. Спере-
ди, в области, разделяющей голову и туловище, брюшная
полость сообщается с внешней средой щелью — мантий-
93
Продольный разрез тела кальмара:
1 — «чернильный» мешок; 2 — жабры; 3 — стенка мантнн; 4 — отверстие
воронки; 5 — вороночный клапан; 6 — щупальцы; 7 — скелет.
ным отверстием. По краю отверстия видны хрящевые
замки-«кнопки», плотно закрывающие щель в нужный
момент. Под головой из брюшной щели выходит кониче-
ская трубка-воронка.
При плавании животное через щель набирает морскую
воду в мантийную полость, замыкая затем ее наглухо
при помощи «кнопок» и, резко сокращая мышцы, с силой
выталкивает воду через воронку наружу.
На голове цефалопод расположены «руки»-щупальцы,
снабженные крупными липкими присосками, а иногда ро-
говыми крючками. У кальмаров по краям присосок тор-
чат острые и длинные зубцы-иглы, которыми они впива-
ются в тело жертвы.
Все это придает головоногим своеобразный и устраша-
ющий вид, хотя многие из них на самом деле не более
агрессивны, чем летучие мыши.
МЕХАНИЗМ ДВИЖЕНИЯ ЖИВЫХ РАКЕТ
Характеризуя способность цефалопод к плаванию, нач-
нем с описания того биологического механизма, при помо-
щи которого животное передвигается. Тип «двигателя» у
24
них гидрореактивный: это означает, что сила тяги созда-
ется за счет отбрасываемой из «сопла» (воронки) струи
жидкости — воды.
В мышцах цефалопод в результате сложных превра-
щений химическая энергия переходит в механическую (в
энергию движения), а весь комплекс органов преобразует
энергию движения непосредственно в работу. В связи с
этим, говоря о живых объектах, правильнее употреблять
термин «движитель», а не «двигатель».
Движитель представляет собой один из основных,
жизненно важных органов, и нет ничего удивительного в
том, что такие высокоорганизованные животные, как це-
фалоподы, имеют «усовершенствованные» органы и спо-
собы движения. Эволюция органов движения сопровож-
далась одновременным снижением удельной мощности
движителя и увеличением коэффициента полезного дей-
ствия.
Подавляющее большинство современных форм голо-
воногих — кальмары, каракатицы и осьминоги — типич-
ные водометы. Среди их гидро'реактивных движителей
можно выделить три типа: мантийно-вороночный, ручной
и вороночный.
В конструктивном отношении наиболее совершенен
мантийно-вороночный гидрореактивный аппарат.
МАНТИЙНО-ВОРОНОЧНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ
В состав мантийно-вороночного комплекса органов дви-
жения входят мускулистый мантийный мешок (мантия) с
внутренней полостью, воронка (сифон), мантийная щель
и система хрящей-замыкателей («кнопок»).
Мантийная полость не только защищает внутрен-
ние органы. Она является своеобразной «эластичной ем-
костью» для воды, необходимой для создания движущей
25
{пропульсивной) силы. Прибегая к технической.термино-
логии, мантийная полость — это своеобразный аналог ка-
меры сгорания реактивного двигателя.
У кальмаров, каракатиц и осьминогов размеры «ка-
мер сгорания» неодинаковы. Наиболее обширная она у
кальмаров, наименьшая — у осьминогов. Относительный
объем мантийной полости находится в непосредственной
связи со способностью этих моллюсков к плаванию, так
как масса воды, используемая для создания силы тяги,
определяется размерами полости.
Объем «камеры сгорания» у кальмаров составляет
около половины объема тела животного. Другими слова-
ми, при заполнении водой мантийной полости общрй
объем тела кальмара возрастает в полтора раза. В кон-
кретном случае это выглядит так: объем кальмара равен
100 см3, вода через мантийную щель входит в брюшную
полость; после ее наполнения объем кальмара уже не 100,
а 150 см3.
В момент опасности кальмар всегда сильно раздувает-
ся и набирает полное «брюхо» воды, чтобы встретить пре-
следователя мощной струей и спастись бегством. Эта за-
щитная реакция животного и была положена в основу
методики измерения объема мантийной полости. Кальма-
ра. брали в руки и, используя различные механические
раздражители — прикосновение, толчок, заставляли вы-
брасывать все новые и новые порции воды. Каждая пор-
ция тщательно измерялась.
Интересно, что кальмар стремился все время «плю-
нуть» экспериментатору в лицо, и, могу свидетельство-
вать на основании собственного опыта, это порой ему
удавалось. Получить такую «пощечину» не совсем прият-
но по той причине, что, во-первых, в ней содержатся ве-
щества, придающие воде чернильную окраску, во-вторых,
пятна, попавшие на одежду, невозможно потом отстирать
2Q
или очистить даже при помощи химических препаратов.
Удивительная меткость, с которой животные поражают
цель, уже давно замечена и описана естествоиспытателя-
ми. Так, например, маленькая рыба-брызгун, которую
разводят в аквариумах, выбрасываемой изо рта струей
без промаха поражает насекомых, оказавшихся у поверх-
ности воды. Жертва падает в воду, где брызгун ее съеда-
ет. Эта рыба, по свидетельству одного из любителей-ак-
вариумистов, настолько точно сбивала пенсне, что прихо-
дилось снимать его, когда он накланялся над аквариумом.
Английский натуралист Френк Лейн, написавший ин-
тересную книгу об осьминогах, рассказывает, в частно-
сти, об одном случае, когда осьминог, почему-то невзлю-
бивший очки хозяина, каждый раз при его приближении
к аквариуму «плевал» на них — и всегда попадал точно
в цель. Может быть, как и в случае с брызгуном, блеск
стекол нарушал «душевное равновесие» осьминога, вызы-
вая в памяти сверкающие глаза врага, от которого нужно
защищаться. А возможно, так цефалоподы выражали
свое «наплевательское» отношение к человеку? Кто
знает...
При реактивном плавании пропульсивная сила не соз-
дается непрерывно в течение всего периода движения.
Она носит импульсный характер, поэтому движение голо-
воногих моллюсков можно назвать пульсирующим.
Время выбрасывания одной порции воды — им-
пульс — регулируется нервно-мышечным комплексом.
Проводимость нерва при прочих равных условиях, как
это известно из физиологии, тем выше, чем больше его
диаметр. А толщина нервных волокон у кальмаров поис-
тине огромна. Нервы кальмаров имеют в диаметре 18 мм
и проводят импульсы со скоростью 90 км/час.
Воронка движителя хорошо видна, если животное пе-
ревернуть брюхом кверху. (Воронкой она называется,
«7
видимо, потому, что своей формой напоминает самое
обыкновенное, всем хорошо известное приспособление
для переливания жидкости из одного сосуда в другой.)
Задний широкий конец воронки вдвинут в мантийную по-
лость, передний же, более узкий, выставлен наружу.
Воронка цефалопод функционирует прежде всего как ды-
хательное отверстие — через нее вода, омывающая жаб-
ры, выходит из мантийной полости.
Одновременно с этим воронка является и «соплом»
гидрореактивного двигателя. Стенки ее выстланы кольце-
выми мышцами, которые регулируют диаметр входного
отверстия, а тем самым — и силу струи: при полном рас-
крытии она слабая, при сжатии мощность ее возрастает.
Воронку головоногих можно охарактеризовать как «сопло
с переменным сечением».
Однако изменение сечения входного отверстия не един-
ственное достоинство этого органа. Не менее, а, пожалуй,
даже более ценным ее качеством оказывается способ-
ность менять направление выбрасываемой струи, т. е. во-
ронка — это еще и «поворотное сопло». Чрезвычайно вы-
сокая подвижность свободного конца воронки обеспече-
на многочисленными парными мышцами, общее число
которых у каракатицы, например, достигает четырнад-
цати.
Какие же преимущества дает «поворотное сопло»?
Представьте себе сверхзвуковой реактивный самолет,
которому для взлета необходимо пробежать по стартовой
дорожке несколько километров. И вдруг этот самолет
поднимается с земли вертикально вверх и точно так же
приземляется. Не правда ли, удобно, и к тому же эконо-
мически выгодно.
Так вот, кальмары благодаря «поворотному соплу»
стартуют в любом направлении одинаково легко. Про-
блема вертикального взлета, над которой бьются авиз-
2Я
конструкторы во всем мире, «решена» кальмарами еще
двести миллионов лет назад.
«Камера сгорания» у головоногих моллюсков соеди-
няется с внешней средой не только посредством воронки.
В мантийную полость вода поступает еще через мантий-
ную щель. Строение мантийной щели не одинаково у пред-
ставителей разных экологических групп (кальмаров, ка-
ракатиц, осьминогов), что, как мы покажем ниже, совсем
не случайно.
У кальмаров длина мантийной щели приближается к
длине окружности «шеи», тогда как у осьминогов щель
короткая и, как правило, не превышает половины этой
длины. В исключительных случаях мантийная щель мо-
жет зарастать полностью (такое явление наблюдается у
некоторых глубоководных осьминогов).
О том, что мантийная щель входит как важное звено в
общую систему гидрореактивного аппарата, достаточно
убедительно свидетельствует уже сама способность к пла-
ванию различных видов моллюсков. Все головоногие,
имеющие большую, широко открытую мантийную щель,
оказываются и хорошими пловцами.
Роль мантийной щели можно легко объяснить, осно-
вываясь на законах гидравлики и гидромеханики. Коли-
чество воды, поступающее за единицу времени через ман-
тийную щель в брюшную полость и необходимое для соз-
дания пропульсивной силы, при прочих равных условиях
зависит от степени раскрытия щели: чем она шире, тем
больше воды проходит сквозь нее. Следовательно, ритм
работы движителя в значительной степени лимитируется
временем заполнения «камеры сгорания» водой — го-
рючим.
Для герметического закрытия мантийной щели имеют-
ся специальные образования — хрящевые замки-замыка-
тели. Они просто устроены и надежны в действии: выпук-
29
лый хрящ входит в углуб-
ление — вот и весь меха-
низм.
Вообще, рассматри-
вая любую «конструктив-
ную» особенность строе-
ния головоногих моллю-
сков, не перестаешь уди-
вляться тому, с какой
простотой и надежностью
создала их природа.
У кальмаров воронка
снабжена интересным до-
полнительным образова-
Он находится внутри во-
Вороночный клапан (а) спасает
тонкую стенку воронки от разры-
ва. Стрелки вверху указывают
направление, в котором движется
кальмар:
А— хвостом вперед; Б— головой вперед.
нием — вороночным клапаном.
ронки и выдается в виде языковидного выроста, при-
растая к ее спинной (дорзальной) стенке. Снаружи воро-
ночный клапан не виден. Чтобы его рассмотреть, нужно
разрезать воронку вдоль. До последнего времени функ-
циональный смысл этого образования , оставался неяс-
ным. А не может ли вороночный клапан использоваться
как внутренний руль, аналогичный ракетным? В ракетах
для изменения направления полета на выходе из сопла
устанавливают рули в виде заслонок. Степень отклоне-
ния заслонки регулирует угол поворота ракеты. Рули-
заслонки выгодны тем, что, располагаясь внутри сопла,
не создают дополнительного сопротивления и тем самым
не нарушают аэродинамических условий полета.
В результате экспериментов с живыми моллюсками
стало ясным, каково значение вороночного клапана. По-
скольку особенно сильно этот клапан развит у быстро-
плавающих кальмаров, логично было предположить, что
он каким-то образом связан с их «скороходностью». Но
внимательное наблюдение показало, что только кальма-
30
ры и каракатицы плавают головой вперед. А осьминоги,
не имеющие клапана, совсем лишены такой способности.
Закономерность это или случайность? Ответ на данный
вопрос мог дать только эксперимент...
Предельно осторожно и тщательно ампутировали во-
роночный клапан у первого кальмара. Что будет? Как он
себя поведет? И вот кальмар медленно плавает в аква-
риуме, неторопливо помахивая плавниками. Вообще в
неволе эти головоногие плавают только медленно, вытал-
кивая слабую струю воды: первый же сильный толчок мо-
жет кончиться трагически — животное разобьется о стен-
ку аквариума. Поэтому для изучения головоногих лучше
всего пользоваться не обычными аквариумами, а осо-
быми — длинными и узкими, похожими на гидродинами-
ческие лотки. Только в таких трубах можно наблюдать за
.их естественным поведением.
Кальмар с ампутированным вороночным клапаном
делает, наконец, резкий и сильный бросок хвостом вперед.
Отличный бросок! Однако нас интересует бросок в проти-
воположную сторону — головой вперед. Нужно чем-то
испугать животное.
Все попытки тщетны — кальмар начисто утерял спо-
собность двигаться головой вперед. И второй, и третий
ампутированные кальмары ведут себя так же. Значит,
предположение о том, что вороночный клапан участву-
ет в регулировании плавания головой вперед, пра-
вильно.
Возникает другой вопрос. Каким образом отсутствие
клапана лишает кальмара способности к плаванию впе-
ред, каков механизм действия этого явления?
Обратимся к более детальному рассмотрению поло-
жения воронки и клапана при плавании кальмаров впе-
ред и назад. При движении хвостом вперед воронка вытя-
нута вдоль тела. Вороночный клапан плотно прижат к
81
Схема сил, действующих на вороноч-
ный клапан при плавании кальмара
головой вперед.
верхней стенке и прак-
тически составляет с
ней единое целое.
Совсем иначе рас-
положен вороночный
клапан при плавании
головой вперед. В этот
момент свободный ко-
нец воронки несколько
удлиняется и изгибает-
ся в вертикальной пло-
скости таким образом,
что входное отверстие
разворачивается на
180°, а клапан оказывается в изогнутом участке воронки.
Попробуем снова обратиться к законам гидравлики для
объяснения функционального значения вороночного кла-
пана. Известно, что при движении жидкости в извитом ка-
нале на изогнутую стенку действует сила реакции массы
жидкости. Равнодействующую этой силы обозначим бук-
вой Другими словами, в изогнутом участке возникает
своеобразный «гидродинамический удар», способный выз-
вать механические повреждения, для предупреждения че-
го и необходима дополнительная прочность изогнутого
участка. Поэтому вороночный клапан можно определить
как некое «арматурное» образование.
Более сильное развитие клапана у кальмаров связано
с тем, что сила реакции струи у них значительно большая,
чем, например, у каракатиц. Увеличение механической
прочности стенки воронки за счет клапана можно считать
более совершенным и прогрессивным явлением по срав-
нению с простым утолщением. В этом случае наряду с
увеличением прочности воронки такие ее качества, как
эластичность и подвижность, не ухудшаются.
32
Биологическая целесообразность клапана вытекает из
самого образа жизни кальмаров. Высокая маневренность
и «смена ходов» необходима им при бегстве от врагов,
которых у кальмаров более чем достаточно. Этими цефа-
лоподами непрочь полакомиться и рыбы, и птицы, и дель-
фины, и черепахи, и киты,— одним словом, все, кому толь-
ко удается их догнать. Да и крупные кальмары без всяко-
го сожаления поедают своих меньших собратьев.
Я не зря употребил слово «полакомиться»; кальма-
ры — истинный деликатес, и не только для животных. Во
Многих странах рецепты блюд, приготовляемых из каль-
маров, настолько многочисленны и разнообразны, что их
описание заняло бы целую книгу. Например, разве не
любопытно, что это за еда — «осьминог в шоколаде»?
Все обитающие в пелагических областях (т. е. не свя-
занных с берегами и дном) хищники живут, как правило,
стаями и нападают неожиданно, сразу со всех сторон.
Спастись от них можно лишь в том случае, если отлично
маневрировать в толще воды, что кальмары делают пре-
восходно. Обитатели дна гораздо реже собираются в стаи;
обычно они живут в одиночку или парами. Поэтому ось-
миноги нечасто встречаются со стаей врагов; как прави-
ло, хищник — акула или мурена — нападает в единствен-
ном числе.
Самые страшные враги осьминогов — мурены. Они
специально подкарауливают жертву возле нор, иногда
даже проникают в них. От мурен невозможно спрятаться,
они вездесущи.
В свою очередь кальмары также никого не щадят. Их
называют «морскими пиратами» и «морскими разбойни-
ками». И не без оснований. Когда кальмары врезаются в
стаю рыб, то убивают их столько, сколько могут. Хищ-
ники нередко прокусывают только затылочные кости, а
жертву бросают — настолько велика в них жажда убий-
3 -294	33
ства. Они мелькают, как молнии, поражая одну жертву за
другой и оставляя позади себя кровавый след.
Не застрахованы от нападения кальмаров даже такие
властелины океана, как кашалоты. Битвы между гигант-
скими спрутами и кашалотами описывались многими
очевидцами. Окончательно не ясно, кто в этих сражениях
выступает как агрессор — кальмар или кашалот, однако
в поединке они, надо полагать, не уступают друг другу.
РУЧНОЙ ГИДРОРЕАКТИВНЫЙ АППАРАТ
Так называемый ручной гидрореактивный аппарат в на-
учной литературе больше известен под не совсем обычным
названием — «зонтик». Впрочем, при ближайшем зна-
комстве с головоногими необычное встречается на каж-
дом шагу. Так что стоит ли удивляться тому, что они пла-
вают под «зонтиком»?
Особенно велик зонтик у глубоководных пелагических
осьминогов Его края разрастаются настолько широко,
что достигают кончиков «рук», и осьминог со стороны по-
хож на лесной гриб: только шляпка у этого гриба не прос-
тая — она то открывается, то закрывается.
Зонтик осьминогов очень напоминает колокол медуз.
И устроены они во многом одинаково: при раскрытии зон-
тика вода заполняет пространство между «руками». Что-
бы оттолкнуться, воду нужно выбросить. Осьминог так и
поступает. Чередование периодов заполнения зонтика во-
дой и выталкивания ее наружу и составляет процесс пла-
вания пелагических осьминогов.
С позиций физики подобное строение зонтика вполне
понятно и объяснимо: согласно второму закону механики,
импульс силы прямо пропорционален величине изменения
количества движения. Другими словами, чем больше ем-
кость зонтика, тем сильнее толчок.
Пелагические осьминоги в отличие от большинства своих род-
ственников не ползают, а плавают. В этом им помогают плав-
ники и зонтик:
1 — вид Danateuthis sp.; 2 — Cirrothauma sp.; 3 — Cirroteuthis macrope.
Безусловно, конструктивно зонтик как гидрореактив-
ный движитель значительно примитивнее мантийно-воро-
ночного аппарата кальмаров. Прежде всего отсутствует
сопло — основная часть любого реактивного двигателя.
Можно предполагать, что потеря зонтиком локомотор-
ных качеств связана с особенностями питания пелагичес-
ких осьминогов. Они поедают в основном мелких, насе-
ляющих толщу воды животных — зоопланктон. Поймать
планктон нелегко. Для этого нужна своеобразная сеть с
очень мелкими ячейками или сито. У усатых китов, пита-
ющихся тоже зоопланктоном, такой сетью служат густые
и длинные усы — так называемая цедилка. Когда кит вса-
сывает в рот воду, все мелкие организмы задерживаются
на усах.
3*	ЗБ
У осьминогов пища, прежде чем попасть в рот, улав-
ливается зонтиком — ведь ротовое отверстие расположе-
но у них в центре зонтика. Таким образом, зонтик осьми-
ногов— это не только орган движения, но и «ловчая
сеть».
ВОРОНОЧНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ
Своеобразно устроен реактивный движитель у наутилуса,
этого живого ископаемого моря. В отличие от всех осталь-
ных современных цефалопод мягкое тело наутилуса одето
сверху спирально закрученной известковой раковиной.
Вследствие этого его мантия почти лишена мускулатуры.
Функцию емкости с переменным объемом у наутилусов
выполняет большая, хорошо развитая воронка.
Строение воронки у наутилуса также необычное. Вмес-
то трубки — две мясистые треугольные лопасти. На пер-
вый взгляд они не имеют ничего общего с воронкой, од-
нако не нужно спешить с выводами. Стоит только наути-
лусу заметить опасность, как лопасти вмиг сворачивают-
ся в трубку, налегая друг на друга. При сокращении
мускулистых стенок из воронки выбрасывается струя во-
ды, и наутилус плывет в обратную сторону. Гидрореак-
тивный аппарат наутилоидного типа можно назвать
вороночным.
Вороночный гидрореактивный движитель особенно
интересен тем, что является древнейшим локомоторным
аппаратом: первые наутилусы уже 500 млн. лет назад
«бороздили» моря и океаны. К тому же подобный тип
движителя, по-видимому, можно назвать исходным: из
него в процессе исторической эволюции образовалось все
существующее многообразие реактивных «аппаратов»
современных головоногих.
36
□
Реактивный способ —
не единственный спо-
соб передвижения це-
фалопод. Они плавают
и с помощью плавни-
ков. Плавники есть
почти у всех головоно-
гих, отсутствуют они
лишь у осьминогов,
живущих постоянно на
дне. Когда-то предки
этих осьминогов тоже
имели плавники, но
утеряли их в процессе
ЭВОЛЮЦИИ. Об ЭТОМ Ползающий осьминог,
ясно свидетельствуют
эмбриологические исследования: на самых ранних ста-
диях развития у зародышей осьминогов появляются плав-
ники, а затем исчезают. Но существуют осьминоги, кото-
рые всю жизнь проводят в плавании; у них плавники хо-
рошо развиты.
Принцип действия плавников как локомоторного ап-
парата основан на отталкивании от воды, поэтому они
должны соответствовать определенным требованиям.
Прежде всего — быть гибкими и иметь достаточно боль-
шую площадь отталкивания. Изгибания плавников у це-
фалопод волнообразные — ундулирующего типа (от лат.
слова unda — волна). Волнообразно изгибая тело, пла-
вают рыбы Ундулируют крылья насекомых и птиц в
полете.
Плавники у головоногих чрезвычайно разнообразны
по форме: от ромбовидной (у кальмаров) до лентовидной
37
(у каракатиц). Может показаться удивительным, но при
ампутации плавников кальмары теряют способность пла-
вать.
Экспериментально доказано, что после нескольких
резких и сильных бросков кальмар, у которого плавники
отрезаны, падает на дно и погибает.
Этот эксперимент, по нашему мнению, проливает свет
на одну из неизвестных до сих пор сторон поведения каль-
маров, а именно — на режим плавания. Очевидно, про-
должительность быстрого реактивного плавания каль-
маров весьма незначительна, так как требует громадных
энергетических затрат.
СПОСОБЫ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
Если кальмары предпочитают плавать, то осьминоги ча-
ще и с большей охотой ползают. Заставить их плавать
довольно трудно; только в случае крайней необходимости
они отрываются от дна: осьминогу намного легче замас-
кироваться от врага на дне, нежели спастись бегством.
Основными способами передвижения головоногих сле-
дует считать плавание, ползание, «хождение» и полет.
ПЛАВАНИЕ
Плавание — сложный процесс, который по-разному осу-
ществляется представителями каждой экологической
группы и тесно связан с особенностями их строения. Каль-
мары используют три режима плавания: неподвижное
парение, медленное и быстрое плавание.
Неподвижное парение. Термин «неподвижное
парение» уже сам по себе предполагает отсутствие посту-
пательного движения. Кальмар как бы висит в толще
38
воды, подобно тому как
часто неподвижны в воз-
духе насекомые и птицы.
Немногим исследова-
телям посчастливилось
встречаться с кальмара-
ми под водой. А при
встрече эти головоногие
моллюски проявляют
большую любознатель-
ность: вплотную прибли-
жаются к человеку в як- Благодаря
сложной системе сил и
валанге, неподвижно за- их моментов кальмар неподвижно
мирают и внимательно	«висит» в воде,
наблюдают за ним. При
малейшем резком движении они мгновенно исчезают.
Наблюдать парение кальмаров удалось в аквариуме.
Их тело в этот момент расположено под некоторым углом
к горизонту, головой вниз. Боковые плавники синхронно
ундулируют с частотой порядка 2—3 взмахов в секунду.
Движение волны вдоль плавника направлено от хвоста к
голове.
Рассмотрим биомеханику парения. Отталкивание
плавников от воды создает, естественно, движущую силу,
направление которой практически совпадает с продоль-
ной осью тела кальмара. На приведенном рисунке дви-
жущая сила плавников обозначена буквой F. Разложение
этой силы по правилу параллелограмма сил на составля-
ющие обнаруживает присутствие горизонтальной состав-
ляющей F", способствующей перемещению кальмара
вдоль оси абсцисс назад, и действие вертикальной состав-
ляющей F', вызывающей поднятие хвоста.
Свободный конец воронки (на рисунке он обозначен
буквой а) при парении расположен почти под прямым
39
углом к продольной оси тела, так что сила тяги гидро-
реактивного движителя направлена на то, чтобы поднять
голову животного.
Вертикальная составляющая Р' в данном случае яв-
ляется поддерживающей (подъемной) силой, а горизон-
тальная составляющая Р" уравновешивает действие силы
F", т. е. не дает возможности кальмару смещаться в го-
ризонтальном направлении.
Под действием указанных сил животное должно
всплывать (вертикальный взлет), если общая поддержи-
вающая сила Y численно превышает величину остаточ-
ного веса тела G. Необходимо отметить, что удельный вес
кальмаров несколько выше удельного веса воды; мертвые
кальмары всегда тонут.
Согласно законам механики, животное находится в
равновесии с окружающей водой при условии, когда
результирующая сила и момент результирующей пары
равны нулю, т. е. при условии:
f + p + g + y = o.
При ампутации плавников кальмары теряют способ-
ность к неподвижному парению и могут двигаться только
поступательно. Траектория плавания при этом не прямо-
линейна — моллюск плывет по кривой, напоминающей
синусоиду. В момент выбрасывания струи из воронки-
сопла он плывет по восходящему отрезку кривой, в мо-
мент наполнения водой мантийной полости — по нисхо-
дящему. Описанный характер плавания свидетельствует
о том, что с ампутацией плавников исчезает одна из под-
держивающих сил, а именно — пропульсивная сила плав-
ников (F), и поэтому нарушается общее равновесие тела.
Таким образом, плавники, расположенные у самого
конца мантии, кальмары используют при неподвижном
парении; их удаленность от центра тяжести обеспечивает
40
создание максимального по величине вращающего мо-
мента при минимальной затрате мускульной энергии.
Итак, при отсутствии поступательного движения не-
подвижное парение в толще воды кальмары поддержи-
вают ундуляцией парных плавников и действием гидро-
реактивного движителя.
С энергетической точки зрения неподвижное парение
является, по-видимому, наиболее экономичным способом
передвижения. Не исключено, что по времени именно
этот способ занимает основное место в жизни кальмаров.
Медленное плавание. При медленном плава-
нии движущая сила создается совместно ундуляцией
плавников и действием воронки, однако участие гидро-
реактивного движения в создании тяги незначительное.
Но и исключить полностью действие воронки все же нель-
зя, так как она постоянно наряду с локомоторной функ-
цией выполняет дыхательную: проходящая через воронку
вода омывает жабры моллюска, расположенные в ман-
тийной полости.
На медленном режиме кальмар может плыть одина-
ково легко и хвостом и головой вперед. При этом он
движется отдельными короткими толчками, частота ко-
торых не превышает, как правило, двух в секунду.
Пульсирующий прерывистый характер плавания со-
провождается общим изменением формы тела: в момент
толчка, когда вода сокращением кольцевых мышц мантии
выталкивается из мантийной полости, диаметр мантии
уменьшается, и, как показывают наблюдения, его вели-
чина составляет 13—14% абсолютной длины тела живот-
ного. (За абсолютную длину принимается расстояние от
хвоста до кончиков вытянутых «рук»).
В следующий момент, при заполнении водой мантий-
ной полости, кольцевые мышцы мантии расслабляются
41
и ее диаметр не-
r। I	сколько увеличивается.
Правда, это увеличе-
ние невелико; диаметр
мантии не превышает
15—16% абсолютной
длины.
с 4	При медленном ре-
Медленное плавание возможно бла- ЖИМе плавания В03НИ-
годаря работе гидрореактивного дви- кает некоторый угол
жителя, воронки и плавников.	между направлением
плавания и продольной
осью тела, т. е. конец тела кальмара, направленный
в сторону движения (все равно—хвост или голова), всег-
да оказывается выше. Пользуясь терминологией гидро-
аэромеханики, можно сказать, что на режиме медленного
плавания возникает положительный угол атаки, а это
приводит к тому, что тело кальмара становится несущей
плоскостью и создает определенную подъемную силу.
У кальмаров величина угла атаки постоянно регулирует-
ся в зависимости от скорости плавания.
Так как направление силы тяги составляет некоторый
угол с линией горизонта и с направлением движения, эту
силу- можно разложить на две составляющие — по на-
правлению движения (F" — для плавников и Р" — для
гидрореактивного движителя) и перпендикулярно к нему
(F' — для плавников и Р' — для воронки).
Составляющие F' и Р' в данном случае будут поддер-
живающими (подъемными) силами, не дающими каль-
мару на медленном режиме плавания опускаться на дно.
Кроме того, как уже указывалось выше, при наличии
положительного угла атаки само тело создает дополни-
тельную подъемную силу.
Небезынтересно привести некоторые данные из аэро-
динамики о подъемной силе крыла. Величина подъемной
силы крыла у самолетов зависит, в частности, от величи-
ны относительного удлинения крыла Л. Относительное
удлинение рассчитывается по формуле:
где I — длина крыла и S — его площадь.
Эта формула вполне применима, с нашей точки зре-
ния, для расчета относительного удлинения тела кальма-
ров. Аналогом крыла будет все тело, где длина крыла по
размаху может приравниваться к наибольшей ширине
тела, а площадь крыла — к площади горизонтальной про-
екции тела.
Даже при самых незначительных удлинениях крыла,
при 1=’/зо» уже имеет место подъемная сила, так что,
зная величину относительного удлинения, можно с доста-
точной степенью определенности судить о подъемной силе.
Изучение относительного удлинения тела головоногих
моллюсков приводит к выводу, что у всех их Л значитель-
но больше */зо и колеблется в пределах от */6 до 2/s, т. е.
.численно превышает то минимальное значение, при ко-
тором возникает подъемная сила. Из аэродинамики из-
вестно также, что подъемная сила крыла самолета нахо-
дится в прямой зависимости от его толщины и достигает
[Максимальных значений при толщине равной 9—13% ши-
грины. Наибольшая высота тела у кальмаров составляет
10—17% ширины, т. е. численно приближается к опти-
мальным значениям толщины крыльев у самолетов.
Очень интересно, что осьминоги — «тяжеловесы» сре-
ди цефалопод — способны регулировать подъемную силу
Ьвоего тела, используя зонтик. Во время плавания они
разводят «руки» широко в стороны, так что перепонка
между ними раскрывается и растягивается, образуя нс-
43
Поистине волшебные превращения. Осьминог разводит
«руки» для создания дополнительной подъемной силы и
скользит над дном океана.
кое подобие крыла. Это явление было обнаружено совер
шенно случайно при съемках подводного фильма о жизн1
осьминогов: один из них, спасаясь от оператора, неожи
данно раскрыл свой зонтик и начал удирать.
Очевидно, все придонные осьминоги пользуются зон
тиком для создания дополнительной подъемной силы
иначе трудно объяснить подобное развитие этого органа
Быстрое плавание. Параметры быстрого реак
тивного движения кальмаров резко отличаются от пара
метров при медленном плавании. Движущая сила на этов
режиме создается лишь гидрореактивным движителем -
воронкой. Плавники в создании силы тяги не участвуют
в этот момент они плотно обволакивают мантию, состав
ляя с ней единое целое.
Мощная струя воды вылетает из воронки-сопла, i
кальмар, получая сильный обратный толчок, устремляет-
ся в противоположную сторону. Частота импульсов до-
стигает 5—6 толчков в секунду.
Стремительные броски сопровождаются значительны-
ми изменениями формы тела. Прежде всего это относится
к диаметру мантии. Мускулистая мантия кальмаров на-
поминает эластичные емкости, применяющиеся для
транспортировки жидких грузов. При заполнении водой
мантия раздувается, ее диаметр в этот момент равен 18—
19% абсолютной длины тела. При выбрасывании воды
мантия, наоборот, сжимается до такой степени, что ее
диаметр уменьшается до 11 — 12%, т. е. в течение одного
цикла работы гидрореактивного движителя толщина те-
ла изменяется почти в два раза.
Продольная ось тела кальмаров при быстром плава-
нии совпадает с направлением движения, т. е. тело все
время сохраняет постоянный нулевой угол атаки, что име-
ет чрезвычайно важное значение для образования подъем-
ной силы.
Как известно из гидромеханики, при нулевом угле
атаки крыло (профиль) только в том случае создает
подъемную силу, если оно вертикально ассиметрично:
верхний контур крыла должен быть более выпуклым, чем
нижний. Основой создания подъемной силы служит об-
ратная зависимость между скоростью потока и давлени-
ем. За счет удлинения пути пробега частиц над крылом
их скорость возрастает. Увеличение скорости в свою оче-
редь сопровождается уменьшением давления. Разность
давлений над и под крылом вызывает движение крыла в
направлении разреженного пространства.
Применительно к кальмарам это следует понимать
так, что наилучшим вариантом для нейтрализации силы
остаточного веса является такой, при котором их спина
в момент плавания будет более выпуклой, чем брюхо.
45
Однако спина у кальмаров далеко не всегда выпуклее
живо: а, ведь моллюски — мягкотелые животные, имею-
щие минимум скелетных образований. У осьминогов, на-
пример, скелет настолько мал, что некоторые исследова-
тели вообще отрицали его наличие. У кальмаров он
представлен тонкой и узкой пластинкой, состоящей из
органического вещества. Эта пластинка, носящая назва-
ние гладиус (по-гречески — меч), легко изгибается как в
вертикальной, так и горизонтальной плоскости, вслед-
ствие чего форма тела кальмаров при плавании подвер-
жена сильным изменениям.
Таким образом, только в тех случаях, когда спина у
кальмаров остается в момент движения более выпуклой,
чем брюхо, возможно создание подъемной силы непо-
средственно самим телом.
Для опытной проверки высказанного предположения
была изготовлена специальная модель, полностью дубли-
рующая форму тела кальмара. Модель буксировали под
водой так, чтобы весь процесс движения можно было
легко сфотографировать.
Эксперимент превзошел все ожидания. При буксиров-
ке модель все больше и больше отклонялась от прямоли-
нейного направления. На фотографии (стр. 47) отчетли-
во видно, как угол отклонения модели все время возрас-
тает. На 12 м его величина достигает 60—70°. Без
сомнения, эта величина угла не предельная и при бес-
конечной длине буксировочной установки движение
должно превратиться во вращательное.
Быстрое плавание связано с большими затратами
энергии. Максимальная скорость необходима кальмарам
при спасении от врагов либо при охоте. Почти все они!
хищники-преследователи, свою добычу хватают на ходу..
Питаются эти головоногие главным образом рыбами или^
своими менее подвижными и более слабыми собратьями.|
« , !
Реактивный способ
плавания наутилусов не-
сколько иной, чем у каль-
маров. Основное отличие
заключается в том, что
вода из полости мантии у
наутилусов выбрасывает-
ся не сокращением мышц
стенки мантии, а сокра-
щением мышц воронки.
Как уже было сказано
выше, воронка у наутилу-
сов очень большая и уст-
роена иначе, чем у ос-
тальных цефалопод.
Плавание исключи-
тельно с помощью плав-
ников (без участия гид-
рореактивного движите-
ля) доступно каракати-
цам. Их плавники имеют
своеобразную форму: в
виде узкой ленты, начи-
нающейся у переднего
края мантии и достигаю-
щей ее заднего конца,
они окаймляют все тело
моллюска.
Если смотреть сбоку
на плывущую каракати-
цу, то можно заметить,
что край ее плавника
движется по кривой, близ-
кой к синусоиде. Вдоль
Эксперимент, демонстрирующий
наличие подъемной силы, которая
создается корпусом кальмара во
время плавания.
47
Чем не «морская зебра»? Каракатица искусно маскируется столь не-
обычным образом.
основания плавника, как ясно видно на рисунке вверху,
у каракатицы укладываются две с половиной длины
волны.
У кальмаров (по крайней мере, у подавляющего чи-
сла видов) вследствие того, что их плавники короткие,
вдоль основания плавников укладывается всего-навсего
’Л или ‘/2 длины волны и только у некоторых так назы-
ваемых длинноплавниковых видов — целая волна.
У птиц вдоль основания крыла укладывается лишь
очень незначительная часть длины волны, вот почему
движения крыльев птиц и плавников кальмаров воспри-
нимаются зрительно как взмахи. Ундуляцию крыльев
можно наблюдать только с помощью ускоренной кино-
съемки. Движения крыльев бабочек также ундулирую-
щие — вдоль крыла от переднего его края к заднему все
время бежит волна определенной амплитуды.
48
Наряду с локомо-
торной боковые плав-
ники у каракатиц вы-
полняют, как это ни
кажется на первый
взгляд парадоксаль-
ным, и маскировочную
функцию.
Как это происхо-
дит? Всякое тело при
Ыет
Еще один способ маскировки ка-
ракатицы. Она расправляет плав-
ники (справа) и тем самым за-
крывает собственную тень.
солнечном освещении
отбрасывает тень. Тень
на дне делает каракатицу заметной и привлекает хищни-
ков. Значит, чтобы уберечься от врагов, каракатице не-
обходимо избавиться от своей тени, исчезнуть, превра-
титься в невидимку. И ее секрет совсем прост. Расправ-
ляя плавники и разводя их в стороны, она уменьшает
поперечное сечение тела и из округлой превращается в
пологую, сливается с дном. После такого превращения
каракатица незаметна ни при верхнем, ни при боковом
освещении.
Кроме того, с помощью плавников каракатицы зака-
пываются в песок или ил: они ложатся на дно и, быстро
разгребая плавниками грунт, выкапывают ямку; частицы
песка и ила, осаждаясь, покрывают ровным слоем спину
животного. Теперь уж, пожалуй, хищник не отыщет не-
поворотливую каракатицу.
Вообще примечательно, что каждый орган живого
организма, как правило, выполняет несколько, часто
совершенно противоположных функций. Это явление в
биологии определяется термином «мультифункциональ-
ность».
4-294
49
ПОЛЗАНИЕ И «ХОЖДЕНИЕ»
К ползанию, как способу передвижения, нередко прибе-
гают донные животные и даже некоторые рыбы. Для ось-
миногов же этот способ основной. С помощью «рук» они
легко преодолевают любые неровности дна, пробираются
по скалам и в зарослях водорослей.
Ползают осьминоги не только по дну; одинаково легко
передвигаются они и по суше. Неоднократно наблюдали,
как осьминоги, попавшие на берег, довольно быстро уди-
рали в сторону моря. Если учесть, что слышат они плохо,
то принцип их ориентации представляет собой еще одну
загадку для исследователей.
Говоря о способе передвижения осьминогов, с полным
основанием можно применить несколько необычный, но,
на наш взгляд, точный термин — «проползание». Широко
известны долго остававшиеся непонятными побеги ось-
миногов из неволи: они исчезали из неплотно закрытых
садков, ведер, ящиков.
Однажды на Неаполитанской зоологической станции
осьминоги, над которыми проводились наблюдения,
сбежали даже из закрытого аквариума, на крышку кото-
рого, учитывая нрав обитателей, было положено несколь-
ко кирпичей. В одну из темных ночей они по стенке под-
нялись к верхнему краю аквариума. Дальнейшие события
развивались следующим образом: осьминог, упираясь не-
сколькими «руками» в боковую стенку, а другими — в
крышку, чуть-чуть приподнял ее и втиснул в образовав-
шуюся щель свое тело. Медленно перетекая через край
аквариума, тело осьминога вскоре оказалось на свободе.
Но как освободить «руки»? Они то и явились причиной
гибели. Стоило только осьминогу расслабить щупальца,
и в тот же миг они оказались придавленными тяжелой
крышкой.
50
Сопоставление верблюда и игольного ушка, таким
образом, оказывается не просто художественным обра-
зом; в отношении осьминогов оно имеет реальное осно-
вание.
Благодаря столь замечательной особенности осьмино-
ги надежно спасаются от многочисленных врагов, проле-
зая в узкие щели и углубления на дне, из которых живьем
их невозможно извлечь никакими средствами.
Однако, описывая эти «проделки» цефалопод, мы не
ответили на вопрос: как, за счет каких особенностей строе-
ния удается им вытягиваться в шнур или сплющиваться в
блин?
А ответ несложен. Ведь скелет (раковина) у осьмино-
гов очень мал. Например, у обыкновенного осьминога,
излюбленного объекта исследований ученых, лишь при
тщательной препарировке под спинными покровами ман-
тии удается увидеть две тонкие и прозрачные пластинки-
палочки — это и есть скелет. Нередко палочки трудно
заметить, недаром же долгое время в науке бытовало
мнение, что осьминоги вообще не имеют скелета. Эта
«бесхребетность» позволяет осьминогам до неузнаваемо-
сти менять свой облик, «протекать» через щели и отвер-
стия.
Осьминоги не только ползают. Они ходят на «руках».
Вот уже поистине необычные животные! Шествующий по
дну осьминог, как утверждают очевидцы, необыкновенно
важен. С достоинством несет он свое тело на длинных
и прямых «руках». Go стороны моллюск напоминает ша-
гающего на ходулях человека. Что ж, гордость осьмино-
га вполне законна — ведь никто из его многочисленных
собратьев на это не способен!
ПОЛЕТ
Летающие кальмары — поистине фантастическое и не-
забываемое зрелище, как полет ракеты. По-видимому, мы
81
настолько уже привыкли к самолетам, что только полет
конструкций, лишенных крыльев, способен приковать на-
ше внимание.
Образное сравнение кальмара с ракетой полностью
оправдано. Летают, правда, не все кальмары, а только
немногие из них — приблизительно 10 видов.
Интересно, что способностью к полету обладают лишь
небольшие особи, длина которых не превышает 20—25 см.
Более крупных ни разу не находили на палубах кораб-
лей, не наблюдали в полете.
Вполне возможно, что это не случайное совпадение,
а определенная закономерность. Как свидетельствуют ис-
следования, соотношения между весом и длиной живот-
ных характеризуются определенной математической за-
висимостью, т. е. для каждого вида животных можно
составить уравнение и вывести закон, которому это соот-
ношение подчиняется. Общий характер данной зависимо-
сти криволинейный. Вес растет во много раз быстрее, не-
жели длина. По-видимому, до каких-то пределов длины
общий вес тела животного, в частности кальмара, таков,
что в момент выбрасывания струи из воронки сила тол-
чка достаточна для воздушного старта. По мере дальней-
шего роста сила мышц уже становится недостаточной для
поднятия животного над водой.
«Полетные характеристики» этих живых ракет вы-
зывают неподдельное восхищение: нередко кальмары, а
правильнее, кальмарчики (ведь иначе не назовешь 20-сан-
тиметрового малыша, имеющего 6—10-метрового собра-
та) залетают на верхние надстройки океанских лайнеров,
а для этого нужно подняться по меньшей мере на 5—
8 м. Что ж, совсем не плохо! Расстояния, пролетаемые
кальмарами над поверхностью океана, измеряются уже
не метрами, а десятками метров; 50—60 м — обычная
62
дальность их полета. При попутном ветре кальмары мо-
гут пролететь не одну сотню метров.
Какой же должна быть начальная скорость в момент
прыжка, можно ли рассчитать ее? Инженер В. Сафронов,
проанализировав данные биологов, которые наблюдали
кальмаров в полете, пришел к заключению, что началь-
ная скорость прыжка достигает 70 км1час.
Прыжки и полеты кальмаров наблюдали лишь в
ночное время, что непосредственно связано с их образом
жизни. Как и все остальные живущие в толще воды ор-
ганизмы, кальмары совершают суточные вертикальные
миграции, днем — на глубину, ночью — к поверхности
океана. Таким образом они постоянно следуют за скопле-
ниями планктона и рыб, которые составляют их основную
пищу.
Эхолоты обнаруживают кальмаров в дневное время
на глубине 300—500 м. Часто их скопления настолько
значительны, что они оказываются своеобразным препят-
ствием для свободного распространения звука. Гидроаку-
стики по отношению к подобным помехам применяют
специальный термин «глубоководный звукорассеиваю-
щий слой».
Способность кальмаров к полетам, как и у летучих
рыб, возникла, очевидно, в процессе эволюции как приспо-
собление, необходимое для спасения от многочисленных
хищников. Кальмар, исчезнувший из-под носа преследо-
вателя и опустившийся в воду в другом месте, где-то че-
рез 30 м, уже недосягаем. Очень полезная способность,
особенно, если учесть, что враги моллюска — и рыбы, и
птицы, и морские млекопитающие (тюлени, котики, дель-
фины, киты).
Характер полета кальмаров — парящий. Раскинув ши-
роко в стороны плавники, словно опираясь на них, каль-
мар как бы парит в потоках воздуха. Размеры плавников
53
летающих цефалопод в основном не меняются. Началь-
ная стартовая сила, развиваемая гидрореактивным дви-
жителем, по-видимому, настолько велика, что кальмар
летит по инерции.
СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ СПРИНТЕРОВ МОРЯ
При знакомстве со способами передвижения головоногих
моллюсков естественно возникает вопрос: какова же ско-
рость у каждого из них?
Все, кому приходилось наблюдать кальмаров в море,
отмечают их удивительную и непостижимую способность
мгновенно исчезать в момент опасности.
Однажды в Индийском^океане я был свидетелем такой
сцены Где-то около полуночи наш корабль лег в дрейф,
двигатели были выключены. Со стороны, очевидно, ко-
рабль представлял феерическое зрелище: ярко горели
все люстры, фонари и прожекторы, светились иллюмина-
торы кают и служебных помещений.
Подобная иллюминация, надо сказать, всегда являет-
ся необычной, включается она лишь в особо торжествен-
ных случаях Несмотря на кажущуюся пустынность океа-
на, все суда во избежание столкновений, которые, к
сожалению, еще случаются, пользуются единым между-
народным сводом сигналов как звуковых, так и световых.
Согласно этому своду с наступлением сумерек на рубке
судна зажигают разноцветные огни: зеленый — справа и
красный — слева. Эти огни называются ходовыми и ясно
показывают, куда держит путь корабль. Все остальные
огни выключаются.
На борту нашего научно-исследовательского судна ра-
ботали ученые океанологи, ихтиологи, геологи, изучаю-
щие океан. Иллюминирован «Академик Ковалевский» в
М
ту ночь был совсем не случайно. Уже давно известно, что
многие животные не только не боятся электрического све-
та, но, наоборот, как бы ищут его. Свет для них служит
своего рода приманкой. В науке такие организмы полу-
чили название положительно фототаксичных (в отличие
от отрицательно фототаксичных, бегущих от света).
Лишь умолк дизель, как в освещенном пространстве
возле борта появились какие-то призрачные тени. Это
были летучие рыбы, или, как их называют моряки, «летуч-
ки», которые, расправив крылья-плавники, проплыли
где-то под нами. Они — самые нетерпеливые — бессильны
сопротивляться манящему действию света Где-то в тем-
ноте раздался всплеск; и вот уже летучие рыбы замель-
кали в воздухе, как бабочки. То одна, то другая, не рас-
считав своих сил, падали на палубу.
Вот в воде засверкали молнии — одна, вторая, третья,
но раскатов грома не слышно. Океан и небо спокойны,
нет никаких признаков грозы. Это вышли на охоту каль-
мары, и «летучки» в панике выбрасываются из воды и
удирают в темноту. Стремительные броски кальмаров на-
поминали выпущенные из лука стрелы. Зрелище поистине
впечатляющее!
Но недолго кальмары оставались хозяевами положе-
ния. Из глубины появилось что-то темное и большое. За-
метили это и кальмары — уже через минуту и след их
простыл. Золотые макрели спешили полакомиться каль-
марами. Но им на этот раз не повезло. Зато мы несколь-
ких поймали. Отличная была уха!
Если’ до этой ночи я как-то не придавал особенного
значения рассказам о необычайно высоких скоростях пла-
вания кальмаров, то теперь все мои сомнения развеялись.
К сожалению, до настоящего времени прямых изме-
рений скорости плавания цефалопод нет, хотя попыток
было немало. Пробовали определять скорость плавания
55
Вот такие «бомбы» бросают живые ракеты навстречу врагу. «Чер-
нильное» облако не только психологически деморализует преследо-
вателя, но и ослепляет его.
кальмаров по скорости разматывания лесы, к которой их
привязывали. Этот простой способ имеет свою историю —
издавна так определяли скорость движения рыб.
Но кальмары оказались слишком капризными; не
плыли до тех пор, пока их не освобождали от лески. Они
делали все что угодно — присасывались к днищу судна,
извергали целые тучи «чернильной» жидкости, но плыть
вперед не хотели. Стоило лишь освободить кальмара от
лески — ив тот же момент он стремительно исчезал в
бездне.
Пробовали определять скорость реактивного плава-
ния кальмаров в аквариуме, однако и здесь исследовате-
ль
лей ожидало разочарование. Каждый раз слишком тес-
ными оказывались аквариумы, даже для маленьких цефа-
лопод. Выход как будто прост: удлинить аквариумы до
нужных размеров. Но и эта техническая трудность ока-
залась пока непреодолимой: длинные аквариумы нево-
зможно разместить ни в одной судовой лаборатории, где,
как известно, каждый сантиметр площади ценится на вес
золота.
Можно было бы построить специальный исследова-
тельский центр на берегу, но в этом случае появляются
свои трудности — наиболее быстроплавающие виды жи-
вут, как правило, в открытых районах моря, вдали от
берегов, и очень плохо переносят транспортировку.
А скоростная киносъемка? Тоже применяли, но ско-
рость 64 кадра в секунду оказалась недостаточной. Вмес-
то изображения на пленке оставались размытые полосы.
При съемках, кроме того, снова столкнулись с капризным
нравом новых киноактеров: пока камера работает, каль-
мары неподвижно висят на одном месте; стоит только
кончиться- пленке — они срываются с места.
Удобнее всего проводить наблюдения над кальмарами
в замкнутых лотках или трубах.
Однако, несмотря на многочисленные трудности рабо-
ты с головоногими моллюсками, ученым удалось собрать
некоторые данные о скоростях их плавания. Английский
зоолог Д. Синелл, долгое время изучавший поведение
осьминогов, считает, что они могут плыть со скоростью
до 15 к.м!час. Что же, пока мы можем только поверить
ему на слово.
Самые быстрые пловцы среди головоногих, конечно,
кальмары. Не исключено, что в океанских просторах они
успешно конкурируют с такими спринтерами, как тунцы,
макрели, дельфины. Свидетельством этого может слу-
57
жить их хорошо обтекаемое веретеновидное тело и мощ-
ный движитель.
По имеющимся в литературе сведениям, диапазон ско-
рости плавания кальмаров колеблется от 30 до 55 км/час.
Это весьма значительные скорости, и тем не менее ду-
мается, что они достоверны.
Колебания скоростей, очевидно, объясняются следую-
щими причинами: во-первых, наблюдения относятся к
кальмарам не только неодинаковых размеров, но и раз-
ных видов, а науке известно около 350 видов этих цефа-
лопод. По своему анатомическому строению и образу
жизни они настолько различны, что иной осьминог больше
похож на кальмара, чем кальмар сам на себя.
Кроме того, скорость плавания не остается постоянной
на протяжении всей жизни; с ростом животного она не-
уклонно возрастает. Если кальмар длиной 20 см способен
развивать скорость до 30—40 км/час, то его более круп-
ный родич плавает гораздо быстрее. Эта закономерность,
универсальная для всех водных животных, была установ-
лена академиком В. Шулейкиным.
Во-вторых, никто из наблюдателей точно не указыва-
ет, о какой скорости идет речь. Максимальная это ско-
рость или средняя? При медленном плавании кальмар
развивает одну скорость, при быстром — другую, перед
прыжком — третью. Вот почему необходимо дифферен-
цировать скорость в момент наблюдения.
Нами была предпринята попытка рассчитать скорость
кальмара на броске. В качестве исходных показателей
избрали дальность и угол выбрасывания струи воды из
воронки у кальмара Sumplectoteuthis oualaniensis, одного
из наиболее быстроплавающих цефалопод. Этот кальмар
широко распространен в тропической и субтропической
областях Тихого и Индийского океанов, его цередко ловят
в промысловых количествах в Южной Японии. Он часто
58
выпрыгивает из воды. Мне неоднократно приходилось
наблюдать это в ночное время в Индийском океане...
Возвратимся к методике расчета скорости. Только что
пойманного кальмара осторожно кладут брюхом кверху
в плоский открытый сверху сосуд с водой так, чтобы его
воронка (сопло) была видна. Естественно, на столь «не-
тактичное» обращение кальмар отвечает сильным «плев-
ком». Другими словами, он выбрасывает из сопла силь-
ную струю воды, стремясь вырваться на волю.
А'именно это и нужно. Измеряем длину струи, угол
ее выбрасывания — и исходные данные для расчетов в
наших руках. Сами расчеты совсем не сложны, и сейчас
мы этб попробуем доказать.
Согласно классической механике величина силы тяги
движителя численно пропорциональна вызываемому ею
изменению количества движения за единицу Времени.
Масса воды, используемая кальмарами для создания дви-
жущей силы, определяется величиной объема мантийной
полости. Как уже указывалось выше, для кальмаров мак-
симальный объем мантийной’ полости составляет в сред-
нем половину полного объема тела, а время одного им-
пульса при быстром плавании — 1/5 сек.
Силу тяги реактивного двигателя можно выразить так:
Т = wp-v*
(w— сечение сопла, р — плотность воды, v—скорость
истечения струи). В этой формуле два неизвестных чле-
на — w и V.
Известно, что всякое тело, брошенное под углом к
горизонту с какой-либо начальной скоростью, движется
(не учитывая сил сопротивления воздуха) по параболи-
ческой траектории. Следовательно, зная расстояние поле-
та этого тела, можно вычислить его начальную скорость.
59
В нашем случае вместо абстрактного тела имеется впол-
не определенная масса струи воды.
Так как расстояние, пролетаемое струей (х), рассчи-
тывается по формуле
х_ u2-sin2qp
g
(ф — угол выбрасывания струи к горизонту и g — ускоре-
ние свободного падения), то скорость выбрасывания (и)
будет равна: 
V sin 2<р
Кальмар длиной 20 см выбросил струю на расстояние
около 6 м. Угол наклона воронки к горизонту был близок
к 10°.
Для решения поставленной задачи рассмотрим услов-
но движение кальмара как равномерное со средней ско-
ростью v0. При этом условии величина силы тяги (Г) чис-
ленно равна силе сопротивления (F). В свою очередь
сила сопротивления равна: /
(сх— коэффициент сопротивления, S — площадь смочен-
ной поверхности (площадь тела кальмара), и0 —ско-
рость, с которой моллюск плывет, р — плотность воды).
Условно можно принять, что сх равняется 0,02, прибли-
жаясь по своему значению к величине коэффициента со-
противления тел вращения, имеющих хорошо обтекаемую
форму.'По-видимому, условно принятая нами величина
сх все же завышена, так как кальмары способны управ-
лять пограничным слоем и тем самым уменьшать вели-
чину лобового сопротивления.
6Q
Поскольку T=F, из этого следует, что
т	с * *S • р	f сх • 5
Согласно полученным расчетам скорость кальмара
на броске достигает 8 м/сек (около 30 км/час), а скорость
выбрасывания струи— 13,3 м/сек, (около 50 км/час).
Отношение v/v0 позволяет судить о степени совершен-
ства системы животное — движитель в целом, т. е. не
только о пропульсивных качествах движителя, но и о фор-
ме тела как обтекателе. Безусловно, к этим данным нуж-
но относиться с большой осторожностью, поскольку в
них не учитывается целый ряд существенных факторов,
таких как наличие инерционных сил, изменение формы
тела и ее массы при движении и т. д.
Тем не менее настоящие расчеты дают возможность
до некоторой степени критически относиться ко всем
имеющимся в литературе сведениям о скорости плавания
кальмаров.
Принимая во внимание концепцию академика В. Шу-
лейкина о возрастании абсолютных скоростей с ростом
животного, скорость плавания крупных кальмаров (40—
55 км/час) можно считать верной. Только на основе мате-
матического анализа со строгим учетом всех факторов
возможны дальнейшие исследования в этом направлении.
У КАЖДОГО СВОИ СЕКРЕТЫ
Скорость плавания водных организмов зависит не только
от степени развития движителя, его способности разви-
вать достаточно большую силу тяги. Важную роль игра-
ет и форма тела, которая должна быть идеально обтека-
емой, чтобы создавать наименьшее сопротивление.
61
Если в воздушной среде иногда можно. пренебречь
силами сопротивления, то в воде это исключается: ведь
плотность воды в 800 раз превышает плотность воздуха.
Недаром все хорошие пловцы (кальмары, рыбы, дельфи-
ны, киты) имеют вполне определенное внешнее строе-
ние — сильно вытянутое гладкое тело. Чтобы стать таки-
ми, им потребовалось не одно тысячелетие и даже не один
миллион лет.
Людям давно известна замечательная способность
водных животных быстро плавать. Ведь не секрет, что
самые современные подводные лодки с атомными двига-
телями еще не могут соперничать с такими рыбами, как
парусник или меч-рыба.
Можно привести сколько угодно примеров превосход-
ства обитателей океана, в том числе и цефалопод, из об-
ласти бионавигации, биоакустики, биооптики и т. д.
Возьмем, например, кальмаров с их поистине феноме-
нальными скоростями. Эти головоногие все еще остаются
тайной для зоологов и инженеров. Чтобы разгадать «сек-
рет» кальмаров, попытались изучать особенности их стро-
ения не только в статике, но и в динамике.
Исследователи были воодушевлены открытием аме-
риканским ученым О. Крамером так называемого эффек-
та дельфина. Сущность этого биогидродинамического
эффекта заключается в кожной регуляции микрострукту-
ры поверхности тела дельфина на различных режимах
плавания (возникающие вихри сразу же гасятся, не успе-
вая отрываться от тела дельфина).
Открытие О. Крамера позволило внести много прин-
ципиально нового в теорию и практику судостроения.
Создание искусственного материала «ламинфло», имити-
рующего по своим свойствам кожу дельфина, и покрытие
им корпусов торпед и судов дало возможность повысить
62
их скорость в полтора — два раза без увеличения мощно-
сти двигателей.
Из практики японских судостроителей известен дру-
гой пример. Был спроектирован и построен танкер, обво-
ды корпуса которого воспроизводили форму тела кйта,—
и в этом случае выигрыш в скорости оказался значитель-
ным. Оба примера чрезвычайно поучительны; они застав-
ляют с уважением относится к биогидродинамике.
Но вернемся к кальмарам. Форму их тела невозможно
правильно понять без учета основ теории сопротивления,
т. е. без знания основ гидродинамики. Поэтому прежде
чем переходить к форме тела цефалопод необходимо
вспомнить основные положения теории сопротивления
жидкости.
Сопротивление возникает благодаря внутренней вяз-
кости жидкости, с увеличением которой оно растет. Об-
щее сопротивление жидкости движущемуся в ней телу
складывается из двух основных частей — сопротивления,
обусловленного разностью давлений на переднем и зад-
нем концах тела (лобовое сопротивление, или сопротив-
ление формы), и сопротивления, вызванного трением
частиц жидкости о поверхность тела (сопротивление тре-
ния).
Главной причиной лобового сопротивления служат
процессы, возникающие позади движущегося тела, вслед-
ствие чего форма кормовой его части оказывает большое
влияние на величину сопротивления. При обтекании лю-
бого тела частицы жидкости, находящиеся вблизи его
поверхности, увлекаются вслед за телом, т. е. вокруг тела
образуется движущийся вместе с ним слой жидкости.
Этот слой получил в гидродинамике название погранич-
ного. При малых скоростях пограничный слон движется
рядом с телом, но с увеличением скорости он может от-
стать от тела, оторваться. Отделившийся от тела погра-
•3
иичный слой закручивается и быстро превращается в
вихрь, нарастающий, как снежная лавина, и вовлекаю-
щий в себя все новые и новые частицы окружающей
жидкости. Естественно, образование и нарастание вихря
сопровождается расходом энергии, а следовательно, и
увеличением сопротивления. Энергия движения тратится,
по сути дела, впустую на преодоление растущего сопро-
тивления, а не на прирост скорости.
Особенно благоприятные условия для отрыва погра-
ничного слоя от тела создаются в том месте, где скорость
обтекания падает. Скорость потока, идущего от переднего
конца тела к месту наибольшей толщины, все время на-
растает за счет удлинения пути пробега частиц воды.
Постепенное снижение скорости происходит позади того
места, где тело обладает наибольшей толщиной/
Итак, можно заключить, что по мере того как место,
где тело имеет наибольшую толщину, отодвигается на-
зад, лобовое сопротивление должно соответственно
уменьшаться. В результате испытаний моделей в аэроди-
намических трубах и гидродинамических лотках установ-
лено, что оптимальные условия обтекания наблюдаются
в тех случаях, когда наибольшая толщина находится где-
то посредине между передним и задним концами тела.
Сопротивление трения зависит от целого ряда причин,
основной из которых, безусловно, можно считать струк-
туру поверхности. Вспомните, какие гладкие крылья у
самолета или обшивка корпуса подводной лодки, и вам
станет ясно, что борьба с трением представляет одну из
главных проблем современного судостроения.
Физический смысл возникновения трения заключается
в том, что даже незначительная шероховатость изменяет
характер потока. Частицы жидкости в пристеночном слое
как бы зацепляются и приобретают вращательное движе-
ние; поток из линейного, или ламинарного (от лат. lami-
64
па — пластинка), превращается в неупорядоченный, или
турбулентный (от лат. turbulentus — бурный, беспорядоч-
ный). Недаром поверхностям всех быстродвижущихся
тел и конструкций, созданных человеком, стараются при-
дать идеальную гладкость.
Сопротивление трения нельзя представить вне связи
с биологическими обрастаниями подводной части корпу-
сов судов, которые до настоящего времени остаются би-
чом судостроения. Достижения гидродинамики и энерге-
тики зачастую сводятся на нет морскими организмами-
обрастателями, которые особенно обильно развиваются в
тропиках.
Для борьбы с обрастаниями применяются разнооб-
разные методы (механическая, физическая, химическая
и биологическая защита). Однако организмы-обрастате-
ли необычайно жизнеспособны; они быстро приспосабли-
ваются и продолжают расти и размножаться на поверх-
ностях, обработанных ядовитыми красителями или уль-
тразвуком.
Радикальных методов борьбы с биологическими
обрастаниями, к сожалению, до сих пор не найдено. Если
бы выразить в денежных единицах те убытки, которые
приносят обрастания, то получилась бы солидная сум-
ма — ведь это и дополнительный расход энергии и топ-
лива, и преждевременный износ двигателей, и снижение
коэффициента их полезного действия, и более частое до-
кование судов, и периодическая их окраска.
□
По форме тела цефалоподы необычайно разнообразны.
Немецкий ученый О Абель предложил, например, разде-
лить их на 9 основных групп, но его классификация дале-
ко не полная.
65
Чем же обусловлено это многообразие форм, можно
ли определить его причины?
Оказывается, можно. Головоногие моллюски, несмот-
ря на видовую ограниченность, чрезвычайно широко рас-
пространены в местах, сильно отличающихся по своим
физическим, химическим и биологическим свойствам
(температура воды, соленость, насыщенность неоргани-
ческими и органическими веществами, освещенность,
прозрачность, близость и характер грунта, рельеф дна,'
глубина, наличие пищи и т. д.). Все это как раз и объяс-
няет разнообразие их строения, их многоликость.
Если рассматривать осьминога с точки зрения гидро-
динамики, то с уверенностью можно утверждать, что
осьминог пловец неважный. Тело его короткое и мешко-
видное, с длинными тонкими «руками», поверхность кожи
неровная, покрытая буграми и морщинами.
Но страдают ли осьминоги от того, что они не «гидро-
динамичны»? Попробуем разобраться.
Как правило, эти головоногие живут возле берега в
скалах или среди камней. На большие глубины они не
опускаются, не совершают длительных путешествий. Мно-
гие из них всю жизнь живут в одной норе, в ней они
рождаются, растут и умирают. Такие осьминоги-старо-
жилы хорошо известны рыбакам и местным жителям.
Постоянные встречи человека и осьминога нередко
приводят к своеобразной дружбе между ними. Осьминог
настолько привязывается к человеку, что не только
без страха приближается к нему, но даже позволяет че-
сать у себя «за ухом» и трется о ногу или руку, как кош-
ка или собака. Возможно, в дальнейшем «общительный»
характер осьминогов поможет человеку наладить с ними
постоянные контакты, которые так необходимы для
зоопсихологических и нейрофизиологических исследова-
ний.
6в
Поедают осьминоги всех и все, что им попадается, но
отдают предпочтение крабам, омарам и лангустам. Чтобы
овладеть крабом, совсем не обязательно догонять его.
Притаившись где-нибудь в щели, осьминоги терпеливо
поджидают краба и неожиданно набрасываются на него.
Один ядовитый укус, другой... и краб перестает сопротив-
ляться.
А если случится, что в скалы забредет мурена или аку-
ла? Тогда нужно спасаться и как можно скорее. Бежать?
Но ведь враг весьма неплохо плавает. Значит, нужно его
обмануть, а «хитрости» осьминогу не занимать. Он мол-
ниеносно бросается в ближайшую щель среди скал или на
дно и моментально перекрашивается. Только что он был
виден, а теперь его уже нет. На черном фоне осьминог
темнеет, на светлом — светлеет.
У осьминогов есть еще одно поистине чудесное оружие
защиты — подвижность кожи. Им ничего не стоит со-
брать ее в морщины, разгладить, отглянцевать, покрыться
бородавками. Бородавчатые осьминоги известны всем ис-
следователям. Чудесные превращения кожи надежно мас-
кируют осьминогов на любом грунте, будь то песок, ил,
камни или водоросли.
Английский зоолог Г. Джилпатрик описывает мета-
морфозы, которые на его глазах происходили с осьмино-
гом в аквариуме. Не найдя никакого убежища, он прижи-
мался ко дну, на котором в беспорядке были разбросаны
куски ржавого железа. Уже через несколько минут ось-
минога невозможно было отличить от этих кусков, на-
столько совершенно он имитировал их форму, цвет и
структуру поверхности. Поистине феноменальное пре-
вращение.
Так нужна ли осьминогам гидродинамичность? После
всего рассказанного на этот вопрос можно с уверенностью
ответить отрицательно. Согласитесь, что с такими «спо-
5*	67
собностями» совершенно бессмысленно в случае опасное*
ти бежать куда-то в море подальше от дома.
Однако у донных осьминогов есть и пелагические, на-
селяющие толщу воды родственники, и причем — самые
близкие. Кто же они и как они устроены? В чем их отли-
чие?
Прежде всего, пелагические осьминоги имеют пару
плавников, правда, не таких, как у кальмаров, но'тем не
менее они не дадут им утонуть и погибнуть.
Все ткани у плавающих осьминогов сильно пропитыва-
ются водой и обесцвечиваются, поэтому их легко спутать
с медузами. Столь большое сходство совсем неслучайно.
С одной стороны, жгучие медузы достаточно хорошо за-
рекомендовали себя как существа, с которыми лучше не
связываться, с другой — оводнение, «облегчение» тканей
создает дополнительную плавучесть. Кроме плавников, у
пелагических осьминогов сильно разрастается зонтик,
благодаря чему они могут «путешествовать» в океане, пе-
реносимые волнами и течениями.
Проблема парения в толще воды иначе решена у нау-
тилусов. Их мягкое тело, как известно, одето сверху
тонкой известковой раковиной, разделенной на множест-
во поперечных камер. Смесь жидкости и газа внутри этих
камер не только компенсирует вес тяжелой раковины
(удельный вес кальцита — материала, из которого со-
стоит раковина, равен 2,65, а морской воды не превышает
1,03), но и создает положительную плавучесть, благодаря
которой наутилусы парят, не опускаясь на дно.
Любопытную группу представляют каракатицы, или,
как их еще называют, сепии. Подобно осьминогам карака-
тицы в основном обитают в придонных слоях воды. От
всех остальных цефалопод они отличаются уплощенной
формой тела: если смотреть на каракатицу сбоку, она от-
четливо напоминает «ныряющее блюдце» Ж.-И. Кусто.
68
Так умеют «переодеваться» каракатицы.
Вполне возможно, что каракатица в какой-то степени
«причастна» к созданию этого замечательного аппарата
для исследования морских глубин.
Для гидродинамиков форма тела каракатицы, по-ви-
димому, не представляет особого интереса, но зато инже-
неры-маскировщики наверняка могут кое-чему научиться
у сепии. Плавают каракатицы не совсем хорошо, но ма-
скируются великолепно на самых, казалось бы, неподхо-
дящих для этого местах. На песке или илистом грунте
она бурая или серая; ее окраска сливается с цветом дна.
А среди густых зарослей водорослей каракатицу не
5-2S4
69
узнать: светлые и темные полосы, чередуясь, образуют
нечто похожее на «одежду» зебры. Аналогия настоль-
ко сильная, что этот тип расчленяющей окраски получил
даже название «зеброидного». Зеброидная окраска
более надежно скрывает каракатицу среди зарослей,
нежели однотонная: ведь давно установлено, что чере-
дование темных и светлых полос создает со стороны впе-
чатление бесформенности, поэтому рассмотреть животное
трудно.
Применение расчленяющей окраски, заимствованной
у животных, к военным объектам и сооружениям велико-
лепно зарекомендовало себя в период войны: крыши зда-
ний в лесной местности, покрытые светлыми и темными
полосами, оказывались менее заметными с воздуха, чем
окрашенные в серо-зеленые тона. В некоторых странах
даже военные самолеты окрашивают в разные цвета, что,
по-видимому, обеспечивает им безопасность при базиро-
вании на лесных аэродромах.
Эффект маскировки каракатиц на дне усиливается за
счет боковых плавников, которые являются не только дви-
жителем и рулями, но и своеобразным «маскхалатом».
Опоясывая все тело от головы до заднего конца мантии,
плавники в расплавленном положении свободным краем
опираются на грунт. В результате демаскирующая жи-
вотное тень полностью исчезает.
А «чернильная» жидкость, выбрасываемая каракати-
цами в момент опасности и ослепляющая преследователя,
суживает круг их врагов.
Очень интересную группу цефалопод составляют каль-
мары. Какие только термины не употребляют исследова-
тели в отношении их формы тела — стреловидная, торпе-
довидная, веретеновидная, сигаровидная и т. д. Инжене-
ры-гидродинамики уже давно приглядываются к кальма-
рам, пытаются оценить их мореходные качества на основе
70
математического анализа, хотя нестационарный пульси-
рующий характер их движения очень затрудняет расчеты.
Как уже упоминалось, при быстром плавании форма
тела кальмара сильно изменяется, что, естественно, со-
провождается изменением условий обтекания.
Что же происходит с одной из основных гидродинами-
ческих характеристик формы тела — местоположением
его наибольшей толщины, от которого в значительной ме-
ре зависит лобовое сопротивление?
В момент наполнения водой мантийной полости точка
наибольшей толщины находится в передней половине те-
ла (при плавании хвостом вперед конец мантии условно
принимается за передний конец тела). В момент выбра-
сывания струи из воронки эта точка перемещается ближе
к голове. Можно заключить, что условия продольного об-
текания при реактивном плавании кальмаров резко ме-
няются, приближаясь к идеальным на толчке и, наоборот,
значительно ухудшаясь в момент заполнения мантийной
полости водой. К этому необходимо добавить периодичес-
кие колебания общей массы животного за счет забора
воды и выбрасывания ее обратно. В механике движение
такого типа носит название движения точки с перемен-
ной массой.
Тдк в чем же секрет скорости кальмаров? Неужели
только в том, что наибольшая толщина их тела отнесена
к середине мантии? Почему же подводные лодки с фор-
мой корпуса, близкой к форме тела кальмаров, плавают
под водой гораздо медленнее?
Детально анализируя весь процесс от начала до конца,
мы видим, что после каждого выбрасывания струи воды
из воронки следует всасывание ее в мантийную полость.
Возникает вполне законный вопрос: не управляет ли
кальмар своим пограничным слоем, снижая тем самым
лобовое сопротивление?
71
Обратимся опять к гидродинамике. Как уже упоми-
налось, при замедлении скорости обтекания частиц воды
вокруг тела создаются предпосылки для отрыва погранич-
ного слоя. У кальмара эти условия особенно благоприят-
ны в тот момент, когда мантия расширяется, а местопо-
ложение точки наибольшей толщины передвигается бли-
же к хвосту. Толщина пограничного слоя возрастает по
мере его удаления от переднего конца тела, вот-вот он
должен оторваться, но этого, по-видимому, не происхо-
дит, так как открывается мантийная щель, окружающая
голову, и вода через нее врывается в брюшную полость.
Ничего более простого и в то же время эффективного не-
возможно и представить.
В свете гидродинамики плавания различия в строении
мантийной щели у кальмаров и осьминогов получают убе-
дительное объяснение. Осьминогам кольцевая, широко от-
крытая мантийная щель совершенно не нужна — ведь они
не пловцы. И действительно, у этих головоногих, если
можно так сказать, имеется только зачаток щели, да
и то не у всех. Известны осьминоги, у которых мантийная
щель совершенно заросла. А вот кальмарам без хорошо
развитой мантийной щели не обойтись; только достаточ-
ный отсос воды из пограничного слоя может предотвра-
тить образование вихрей позади тела.
Управление пограничным слоем успешно применяется
в авиастроении. С этой целью на крыльях самолетов про-
сверливают специальные отверстия, через которые воздух
из пограничного слоя отсасывается внутрь крыла. В под-
водном судостроении отсасывание пограничного слоя по-
ка конструктивно невыполнимо. Кальмары в этом отно-
шении продолжают оставаться недосягаемым образцом.
Однако успехи судостроения (создание судов на подвод-
ных крыльях, на воздушной подушке, использование ядер-
ных двигателей и т. д.) позволяют утверждать, что моно-
72
польному владению живых организмов тайной управле-
ния пограничным слоем скоро наступит конец.
Говоря о кальмарах и гидродинамических свойствах
их тела, мы тем самым как бы сравниваем их с твердыми
телами. Но ни в коем случае нельзя забывать о том, что
тело кальмара мягкое, эластичное, и любая аналогия его
с твердым телом будет весьма приблизительной. Эластич-
ность, без сомнения, обусловливает гидродинамические
свойства.-
Кожа у кальмаров очень тонкая и нежная, при неос-
торожном обращении с животным она легко снимается.
Поэтому кальмары траловых уловов почти всегда сильно
измяты, кожа их ободрана и висит кусками. Учитывая
все это, вряд ли можно предполагать, что именно кожа
выполняет какие-либо гидродинамические функции, по-
добные тем, что обнаружены у китов и дельфинов.
А что если взглянуть глубже под кожу? Микроскопи-
ческие исследования мантии у кальмаров показали, что
в ее стенке имеются различные мышцы. Гистологические
срезы стенки мантии позволили выявить несколько не-
обычное расположение мышц и дали пищу для ряда ги-
потетических суждений о их функциональном значении.
Мышцы делятся на три группы: кольцевые попереч-
ные, радиальные поперечные и продольные.
У кальмара наиболее сильно развиты кольцевые мыш-
цы; они пронизывают всю толщу мантийной стенки?
Столь сильное развитие кольцевых мышц, безусловно,
необходимо для создания силы тяги гидрореактивного
движителя. При сокращении этих мышц мантийная по-
лость сжимается, благодаря чему вода, находящаяся
внутри, выбрасывается через воронку.
Кольцевые мышцы не образуют сплошного чехла, они
разделяются на отдельные кольца или пучки. По-видимо-
му, подобное разделение вызвано необходимостью опре-
73
деленной последовательности в их работе: если при за-
полнении водой волна расслабления кольцевых мышц
проходит по направлению от головы к хвосту, то в момент
выбрасывания воды из брюшной полости ход сокращения
должен меняться на противоположный. Вода идет от
хвостового конца мантии к воронке и, наконец, выталки-
вается через отверстие наружу. Только благодаря разде-
лению единого мышечного комплекса на отдельные по-
перечные кольца возможен описанный ритм работы коль-
цевых мышц.
Исследования перегородок между кольцевыми мыш-
цами привели к неожиданным результатам. Перегородки
оказались тоже мышцами. Да, самыми настоящими ра-
диальными мышцами, расположенными поперек тела.
Мы называем их радиальными потому, что они направле-
ны по радиусу к продольной оси тела кальмара. Радиаль-
ные мышцы пронизывают всю толщу мантии — от ее
внутренней стенки до наружной.
Присутствие радиальных мышц озадачивает: ведь они,
на первый взгляд, совершенно ненужны. Почему перего-
родки образованы мышцами, а не соединительной тка-
нью? Почему?
Как известно, мышечная ткань устроена таким обра-
зом, что мышцы работают только в одном направлении —
при сокращении. Расположение радиальных мышц через
определенные промежутки вдоль всей мантии дает осно-
вание предполагать, что при их сокращении вокруг ман-
тии должно возникать кольцо сокращения. При последо-
вательном сокращении мышц вдоль мантии, безусловно,
образуется волна, появление которой не исключает на-
личия демпфирующего 1 механизма.
1 Демпфер (нем. Dampfer)—глушитель. В данном случае име-
ется ввиду свойство эластичной кожи гасить вихревые потоки, воз-
никающие при движении тела.
74
При изучении дельфинов американские исследователи
наблюдали и фотографировали бегущую вдоль тела дель-
фина кольцевую мускульную волну, возникающую только
в момент максимальной скорости, в частности перед
прыжком из воды.
Сопоставляя эти данные, можно заметить интересную
аналогию между кальмаром и дельфином. Но существует
ли она в действительности? К сожалению, аквариумные
наблюдения за кальмарами не дают возможности прове-
рить это экспериментально.
Третий мускульный слой стенки мантии — это про-
дольные мышцы. Они проходят вдоль поверхности в виде
тонкой и нежной пленки. Предположительное назначение
этих мышц — маневровое. При сокращении, например,
продольных мышц спины конец мантии (хвост) изогнется.
Эластичность наружных покровов дает живым орга-
низмам громадные преимущества перед созданными че-
ловеком конструкциями. Нелегко себе сегодня предста-
вить подводную лодку с мягкой оболочкой или самолет с
крыльями, как у бабочки!
Кожа кальмаров идеально гладкая, так что трение на
ее поверхности, надо полагать, едва ли достигает сколько-
нибудь значительной величины. Только при микроскопи-
ческих исследованиях с увеличением в тысячу раз можно
рассмотреть отдельные элементы шероховатости. Другое
дело осьминоги: их кожа даже на ощуп^ неровная.
Кроме того, тело всех головоногих моллюсков покрыто
слоем беловато-прозрачной слизи. Попробуйте взять
кальмара в руки: он мгновенно выскальзывает, если его
не сжимать пальцами. Выделяемая кожными железами
слизь не только предохраняет моллюсков от паразитов,
но и увеличивает гладкость кожи, способствуя тем самым
снижению общего сопротивления. Можно считать, что
слизь выполняет функцию смазки.
75
□
Упоминание о том, что кальмары совершают в океане
значительные по протяженности вертикальные миграции
(суточные и сезонные), которые исчисляются сотнями
метров, не осталось, по-видимому, незамеченным чита-
телями.
За счет действия каких механизмов и приспособлений
осуществляются эти погружения и всплытия, зачастую
очень быстрые? Поставленный вопрос чрезвычайно серье-
зен, и содержание его намного глубже, чем это может
показаться.
Каждому хорошо известно, что одной из основных
проблем подводного судостроения является создание та-
ких судов, которые бы не только быстро плавали, но мог-
ли б опускаться на любые глубины. Глубина погружения
самых современных подводных лодок не превышает не-
скольких сот метров; больше не выдерживают металли-
ческие корпуса — гидростатическое давление воды, раз-
ламывает их, как ореховые скорлупки.
Проникновению человека на значительные глубины
препятствует воздействие повышенного давления, сказы-
вающееся в расстройстве функций различных органов.
Обитатели водной среды, будь то кальмары или рыбы,
дельфины или киты, легко перемещаются по вертикали
из поверхностных слоев в глубинные и обратно.
Многие кальмары, которые считались жителями верх-
них слоев океана, были обнаружены на тысячеметровых
глубинах.
Англичанин Г. Вильямсон сконструировал подводную
фотокамеру и, поместив ее в бокс, опустил на 700 м (ис-
следование проводилось в Атлантическом океане). Пе-
ред объективом он укрепил приманку — кусок рыбы, хит-
роумно соединенную с осветительной системой. Стоило
76
Излишнее любопытство всегда пагубно. Даже на километровой
глубине следует быть более осторожным. Кальмар, который
сам себя сфотографировал.
хищнику прикоснуться к приманке, и в то же мгновение
вспыхивал свет и срабатывал затвор фотокамеры. Попал-
ся на эту «удочку» и кальмар; он сфотографировал сам
себя. Рассматривая фото, биологи обнаружили, что оно
принадлежит экземпляру вида, считавшегося неспособ-
ным на такие погружения.
Вертикальные миграции, исчисляемые чуть ли не в
тысячах метров, совершает спирула, которую ловили и
на глубине 200 м, и на глубине 1750 м. Остается загадкой,
как тонкая ^раковина спирулы выдерживает гидростати-
ческое давление порядка 100—180 атм.
Гидростатикой цефалопод заинтересовались ученые.
Сейчас во многих странах ведутся исследования плаву-
77
чести кальмаров, каракатиц и
наутилусов.
Несмотря на внешнюю «не-
похожесть» всех головоногих,
их можно разделить на две
группы, различающиеся между
собой особенностями строения
и действием гидростатического
аппарата. Будем называть эти
группы гидростатическими ти-
пами.
К первому типу принадле-
жат те представители класса
цефалопод, для которых ха-
рактерно наличие особых поло-
стей, заполненных газом. Сре-
ди современных форм газовым
гидростатическим аппаратом
обладают наутилусы, сепии и
спирулы, из вымерших его име-
ли аммониты и белемниты.
Спирула. Она легко погру-
жается на 1—2 км. Даже
хрупкая и нежная раковина
(в хвостовой части) тому не
помеха. Устройство гидро-
стата и спирулы — загадка
для ученых.
Исторически газовая гид-
ростатика наиболее древняя;
уже первые кембрийские нау-
тилусы с помощью газа отры-
вались от дна и плавали в
толще воды, расселяясь в
древнем океане. Остатки наутилоидей и аммонитов най-
дены повсеместно в обоих полушариях — от тропиков до
высоких широт. Столь широким географическим распро-
странением они обязаны исключительно наличию легких
газовых включений в камерах раковины, т. е. наличию
гидростатического аппарата.
Все тело наутилусов одето сверху тонкой спирально
скрученной раковиной, разделенной поперечными перего-
родками на ряд камер. Камеры раковины соединены одна
с другой единственным отверстием, сквозь которое прохо-
дит сифон. Особый интерес представляет то обстоятель-
ство, что ткани сифона пронизаны массой кровеносных
сосудов. Система этих сосудов и обеспечивает выполне-
ние такой важной функции, как регуляция плавучести.
Наличие сифона делает раковину не просто защитным
образованием — мертвым домиком для моллюска, но
жизненно важным, постоянно функционирующим ор-
ганом.
Стоит наутилусу выделить через кровеносную систему
немного жидкости из камеры,— и он вмиг становится лег-
ким. Ничто уже не связывает его с дном, и моллюск на-
чинает всплывать. Для погружения необходимо обрат-
ное — заполнить жидкостью камеры раковины.
Аналогичным образом устроен гидростатический аппа-
рат у каракатиц. Правда, их раковина совершенно не
похожа на «обитель» наутилусов. Во-первых, она не спи-
ральная, а состоит из единого уплощенного куска, напо-
минающего по форме подошву ботинка; во-вторых, каме-
ры ее настолько многочисленны и мелки, что раковина по
структуре похожа на губку: кажется, стоит взять ее в
руки — и она моментально сожмется в комочек.
На самом же деле раковина твердая, оца состоит из
кальцита и служит каракатице как панцырь или щит, пре-
дохраняющий ее от нападения хищников. Сходство рако-
вины со спинным щитом черепах еще более усиливается
в силу того, что она лежит на спине, закрывает все внут-
ренние органы, оставляя свободной лишь голову.
Все ячейки раковины заполнены жидкостью и газом,
количественное соотношение которых может изменяться.
При всплытии часть жидкости выдавливается, газ расши-
ряется, и каракатица становится легче; при погружении
79
жидкость вновь входит в ячейки, вследствие чего удель-
ный вес тела моллюска возрастает и он опускается.
Изучение скелетных остатков вымершей группы голо-
воногих моллюсков — белемнитов, известных под назва-
нием «чертовых пальцев», свидетельствует о принципи-
альном сходстве их скелетов с раковиной наутилусов и
аммонитов. В отличие от последних раковина белемнитов
прямая, однако имеет тоже характерное разделение на
камеры, соединенные сифоном. Регуляция удельного веса
раковины и плавучести у белемнитов осуществлялась, по-
видимому, таким же способом, как это происходит у нау-
тилусов и каракатиц.
Одна любопытная деталь. К первому гидростатичес-
кому типу относятся цефалоподы, населяющие верхние
слои океана (от поверхности до 200—300 м). Это случай-
ность? Видимо, нет. На глубине 200 м гидростатическое
давление воды возрастает более чем до 20 атм. Чтобы
противостоять этому колоссальному давлению, необходи-
мо иметь очень крепкую раковину. А насколько велико
может быть сопротивление известковой раковины, если
на этой глубине нередко лопается стальная обшивка кор-
пусов подводных лодок толщиной в несколько миллимет-
ров?
Наличие некоторого количества сильно сжимаемого
газа внутри раковины цефалопод предопределяет разру-
шение ее стенки после того, как наружное давление до-
стигает той величины, которой противостоит механичес-
кая прочность раковины.
Экспериментально в вакуумных установках было по-
казано, что раковина каракатицы выдерживает давле-
ние до 25 атм. По-видимому, столь большая ее проч-
ность обусловлена особенностями конструкции — ажур-
ные ячейки с тонкими перегородками располагаются так,
80
чтобы усилить ее противодействие механическим нагруз-
кам.
Немало интересного и полезного смогут извлечь, оче-
видно, для себя инженеры и конструкторы глубоководных
аппаратов, изучив строение раковины цефалопод.
Ко второму гидростатическому типу относятся голо-
воногие моллюски, у которых отсутствуют какие-либо
газовые или воздушные включения в организме. К этому
типу нужно отнести всех кальмаров и осьминогов. У
планктонных кальмаров образуются особые внутренние
полости, заполненные жидкостью с удельным весом 1,010,
т. е. удельный вес этой жидкости меньше, чем удельный
вес морской воды, и приближается к удельному весу прес-
ной воды.
«Облегчение» морской воды и ее задержка в организме
кальмаров осуществляется > путем сложных биохимичес-
ких процессов, в основе которых лежит диссоциация мо-
лекул воды и замещение более тяжелых ионов натрия
(молекулярный вес 23) более легкими аммония (моле-
кулярный вес 18).
Подобное замещение приводит к тому, что удельный
вес кальмара вплотную приближается к удельному весу
окружающей воды, так что его плавучесть оказывается
практически нейтральной.
С точки зрения физики, при наличии нейтральной пла-
вучести организм расходует энергию лишь на поступа-
тельное движение, тогда как энергетические затраты на
преодоление силы земного притяжения отсутствуют.
Одновременно с заменой газового гидростатического
аппарата жидкостным сильно редуцируются и жесткие
скелетные образования, что имеет особый смысл. Как
пловцы, кальмары сделали шаг вперед по сравнению со
своими предками и современниками — наутилусами и
каракатицами.
81
Прежде всего замещение сильно сжимаемого газа
практически совершенно несжимаемой жидкостью откры-
вает для кальмаров неограниченные возможности для
вертикальных перемещений, поскольку устраняется вся-
кое нарушение статического равновесия, вызываемого пе-
репадом давления на разных глубинах.
Во-вторых, исчезновение жесткой раковины исключает
деформацию и разрушение отдельных тканей и органов на
любой глубине. Только благодаря отказу от газового гид-
ростатического аппарата головоногие моллюски смогли
широко расселиться в Мировом океане и освоить все его
глубины.
У наиболее подвижных, так называемых нектонных
кальмаров,— с одной стороны, и придонных — с другой,
гидростатика еще более упрощается (третий тип). Роль
гидростатического аппарата у них выполняют различно-
го рода жировые образования и включения, снижающие
общий удельный вес животного.
Эволюция гидростатического аппарата цефалопод во
многих чертах сходна с историей завоевания человеком
морских глубин — от первых робких погружений в воз-
душных колоколах и гидростатах до подводных лодок,
батискафов и мезоскафов, которым доступны максималь-
ные глубины океанских впадин.
Изучение живых ракет продолжается. Человек рас-
крывает все новые и новые тайны их строения и движения.
Недалек тот час, когда будут познаны все секреты обита-
телей океана, и человек станет его полновластным хозяи-
ном.
3 3
ЧТО ЧИТАТЬ О ГОЛОВОНОГИХ МОЛЛЮСКАХ
кин.И, И. Приматы моря. М., Географнздат, 1963.
кин И. И. Следы невиданных зверей. М„ «Мысль», 1965
Кэррингтон Р. Биография моря. М„ Гидромегеоиздат. 1966.
Тарасов Н. И. Море живет. М., 1949
Lane F. Kingdom of the Octopus. London, 1966.
СОДЕРЖАНИЕ
Головоногие моллюски. Чем они интересны?
Немного истории, географии, биологии
Механизм движения живых ракет
Мантийно-вороночный движитель .
Ручной гидрореактивный аппарат
Вороночный движитель	. .	. .
Способы передвижения...................
Плавание	.............
Ползание и «хождение»	. .	.	.
Полет..........................
Скорость движения спринтеров моря ч.
У каждого свои секреты.................
Что читать о головоногих моллюсках .
. 5
. 12
. 24
. 25

Герман Васильевич Зуев
ЖИВЫЕ ракеты
(Перевод с украинского)
Печатается по постановлению Редакционной коллегии
научно-популярной литературы АН УССР.
Редактор А. Г ПЕККЕР. Художественный редактор
В. П. КУЗЬ. Оформление художника Ю. О. КОЗЮРЕНКО.
Технический редактор Л. В КУКИНА Корректор
А. Г. ПАЩЕНКО.
Сдано в набор 20 V 1970 г. Подписано к печати
10.VI! 1970 г. Зак № 294. Изд. № 710. Тираж 26 700. Бу-
мага № 3, 70х108'/и- Печ. физ. листов 2,5. Усл. печ.
листов 3,5. Изд.-уч. листов 3.5. Цена 12 коп.
Издательство «Наукова думка», Киев-4, Репина, 3.
Киевская книжная типография № 5 Комитета по печати
при Совете Министров УССР.
Отпечатано с матриц в Областной книжной типографии
Львовского областного управления по печати, Львов,
Стефаника, 11.