Рогозуб – ровесник динозавров

Взрослый рогозуб

Произошло это событие 133 года тому назад, в 1869 г., когда простой фермер из австралийского штата Квинсленд, Уильям Форстер, решил посетить зоологический музей в Сиднее. После осмотра коллекции он случайно встретился с куратором музея – Герардом Крефтом и в разговоре задал вопрос:

– Сэр, почему нет в вашем музее ни одной из тех больших рыб, что живут у нас в Бернетт-Ривер и зовутся баррамундами, или бернеттскими лососями? Они похожи на жирных угрей, футов пять длиной. Чешуя у них толстая, крупная. И представьте себе, только четыре плавника. Все на брюхе.

Крефт ответил, что совершенно не представляет себе, о ком идет речь, и попросил Фостера, если возможно, прислать несколько экземпляров загадочных рыб.

Прошло несколько недель, и куратор музея получил целую бочку, наполненную хорошо засоленными рыбами, от вида которых ученый просто потерял дар речи. Рыбы были совершенно необычными. Плавников у них действительно было только четыре, и все на брюхе. Более того, эти плавники скорее напоминали ласты. Хвост был еще более необычным – не вильчатый, как у большинства рыб, а клиновидный, по зоологической терминологии – дифицеркальный. Это, вероятно, наиболее древняя форма рыбьих хвостов.

Но самая большая неожиданность ожидала Крефта, когда он заглянул рыбе в рот. Вторичных челюстей у нее не оказалось, зато на нёбе и на нижней челюсти были большие пластинки, состоящие из сросшихся между собой зубов. Подобные зубы-терки к этому времени уже были известны биологам, но только в окаменелом виде, как остатки давно вымерших форм. Обладателей этих своеобразных зубов профессор Агассиц, большой знаток ископаемых рыб, назвал цератодами, то есть рогозубами. Появились они на Земле 395–345 млн лет назад, еще в девонском периоде. Ни у одной из рыб, живущих в настоящее время, таких зубов не находили.

И вот Крефт держал в руках, как он посчитал, настоящее живое ископаемое – истинного цератода! Правда позже, когда палеонтологи обнаружили при раскопках не только зубы, но и черепа настоящих древних цератод, они оказались не совсем такими, как у ныне живущего рогозуба. Поэтому научное название современного представителя этой древнейшей группы получило приставку «нео» (то есть «новый») – Neoceradotus. А видовое название – Neoceradotus fosteri – было дано в честь Уильяма Фостера – фермера, который помог ученым впервые познакомиться с этими удивительными существами.

Еще одно удивительное открытие ждало Крефта, когда он вскрыл рогозуба. Внутри, наряду с жабрами, находились настоящее, хотя и слабоячеистое легкое. Значит рыба эта относилась к группе двоякодышащих! До 1869 г. ученые знали только двух таких рыб – лепидосирена, обитающего в бассейне реки Амазонки, и протоптера, населяющего водоемы центральной части Африки. Но и лепидосирен, и протоптер имеют по два легких и относятся к отряду двулегочнообразных, или чешуйчатниковых (Lepidosireniformes). Для рогозуба же пришлось организовать отдельный отряд – однолегочных, или рогозубовых (Dipnoi, или Ceratodiformes).

Как мы уже отмечали выше, первые двоякодышашие рыбы появились еще в девонском периоде палеозойской эры – время, называемое веком рыб. Тогда на Земле обитало более 100 видов разнообразных двоякодышащих. Позже, в каменноугольном периоде, их разнообразие резко снизилось, и к меловому периоду мезозойской эры (135–65 млн лет назад) на Земле остались всего две линии двоякодышащих рыб, которые дожили и до наших дней, – рогозубовые и чешуйчатниковые. В меловом периоде, когда на Земле господствовали динозавры, рогозубовые встречались в водоемах почти всех материков. На Австралийском континенте жило 18 видов двоякодышащих рыб и среди них – представители рода Neoceratodus, один из которых дожил до наших дней. Правда, сейчас эта удивительная рыба сохранилась только в нескольких чистых речках на юго-востоке Квинсленда.

Рогозуб – весьма крупная, достигающая 1–1,5 м в длину, рыба с длинным вальковатым телом, покрытым большими, плотно прилегающими друг к другу космоидными чешуями и с 5 парами жаберных отверстий, расположенными около широкой плоской головы с маленькими глазками. Спина и бока у рогозуба оливково-коричневые или темно-коричнивые с разбросанными кое-где черными пятнами. Брюхо же окрашено в необычно нежный цвет – розовый или оранжевый.

Молодой рогозуб

У рогозуба всего одно легкое. И использует его рыба не часто, так как жабры у нее отлично развиты и обеспечивают вполне достаточный уровень кислородного обмена. Легочное дыхание рогозуб начинает использовать только в том случае, если уровень кислорода в воде понижается. Каждые полчаса или час рыба поднимается к поверхности, выставляет над водой хоаны и издает громкий глухой вздох, наполняя легкое воздухом.

В отличие от своих сородичей, обладающих двумя легкими, рогозубы не могут переносить засуху, зарывшись в ил. Когда реки, в которых обитают эти рыбы, пересыхают, рогозубы собираются на дне оставшихся ям с водой и там, в бедной кислородом среде, дышат с помощью легкого – но прожить так длительное время они не могут.

Правда, рогозубы некоторое время могут выжить, находясь даже вообще вне воды, но будучи влажными. Так, в 1898 г. нескольких рогозубов везли в Англию, завернув во влажную ткань и периодически поливая водой. После путешествия, которое продолжалось 8 недель, рыбы прибыли в Лондон в довольно хорошем состоянии.

Хотя некоторые аспекты биологии рогозуба (например, анатомия, физиология и эмбриональное развитие) изучены весьма неплохо, об экологии, а известно удивительно мало.

Это неожиданно выяснилось в 1995 г., когда в Австралии планировали строительство новой оросительной системы для плантаций сахарного тростника, расположенных в области Бундаберг. Воду предполагалось забирать из реки Барнетт, а ее излишки должны были возвращаться в реку, падая с высоты 12 м. И расположение этого водопада приходилось, согласно плану строительства, на одно из самых популярных мест обитания рогозуба. Зоологи не смогли ответить на вопрос о том, как это может отразиться на популяции редких рыб.

Таким образом, экономические интересы столкнулись с экологическими, а поскольку австралийцы весьма серьезно относятся к сохранению своих природных богатств, биологам были выделены значительные средства на изучение экологии рогозуба. Исследования предполагали мечение и повторные отловы рыб, радиопрослеживание их передвижений и наблюдение за нерестом.

Всем пойманным рогозубам – а их отловили около 2200 – в спинной мускул внедряли маленькую (около 1 см) индивидуальную метку, позволявшую опознать рыбу в случае повторного отлова. Тридцати рыбам, помимо этого, были имплантированы миниатюрные радиопередатчики с индивидуальной частотой сигнала. Введение радиометки было гораздо более сложным делом, чем обычное мечение. Для этого на берегу реки приходилось оборудовать нечто вроде переносного операционного стола. Рогозуба перед операцией усыпляли, потом на его теле делали маленький, но глубокий надрез, позволявший ввести передатчик внутрь полости тела. Потом разрез аккуратно зашивали – вся операция занимала 5–10 мин. После чего рогозубу требовалось еще пара минут, чтобы прийти в себя и уплыть восвояси.

Для наблюдения за репродуктивным поведением никакого вмешательства не требовалось – поскольку нерестятся рогозубы на мелководье, и наблюдать за ними в этот момент можно просто стоя на высоком берегу или даже прямо в воде, рядом с рыбами...

Молодой и взрослый рогозубы

Повторные отловы меченых рыб и их измерения позволили установить, что если в молодости рогозубы растут довольно быстро, то после наступления половой зрелости их рост резко замедляется и составляет всего около 5 мм в год. Таким образом, все рыбы, длина которых превышает 1 м, прожили по крайней по 50 лет!

Итак, взрослые рогозубы – долгожители. А если это так, то при наблюдении только за ними (ведь именно крупные рыбы в первую очередь привлекают внимание) даже самые неблагоприятные процессы в популяции могут оставаться незамеченными в течение многих лет. Чтобы этого не произошло, следует контролировать в первую очередь не численность взрослых рыб, а характер и интенсивность их размножения.

Размножаются рогозубы в период с августа по декабрь, т.е. весной – ведь Австралия расположена в Южном полушарии. Откладка икры происходит в ночное время и сопровождается специфическими брачными танцами, в которых принимает участие одна самка и пять самцов. Эти танцы включают в себя целый ряд ритуализированных движений, на выполнение которых требуется несколько часов. В ходе танца самка выметывает несколько сотен довольно крупных (до 1 см в диаметре) икринок, а самцы, плавая вокруг, оплодотворяют их.

Икринка и малек

Примерно через три недели из икринок вылупляются личинки. Выглядят они весьма необычно – их листовидное тельце очень мало напоминает форму тела взрослых рыб. Около 6 недель личинки питаются запасами желточного мешка и большую часть этого времени проводят, лежа на боку. Когда желточный мешок истощается, личинки превращаются в мальков и переходят на питание крохотными беспозвоночными. На взрослых рогозубов мальки начинают походить примерно через 4–5 месяцев. С этого времени их пищу составляют в основном различные беспозвоночные, обитающие у дна реки.

Очень важной частью исследований была оценка требований, предъявляемых рогозубами к местам размножения. Оказалось, что нерестятся эти рыбы исключительно на мелких местах, глубина которых не превышает 1 м. Иногда рыбы устраивают свои танцы на таком мелководье, что их спины возвышаются над поверхностью воды. Кроме того, вода в местах нереста должна быть насыщена кислородом и здесь должно расти большое количество водных растений, которые послужат убежищем для личинок.

Рогозубы, живущие на участках реки, не измененных человеческой деятельностью, обычно находят подобные места, что называется под боком – как показало радиопрослеживание, их перемещения при наступлении и окончании периода икрометания могут не превышать пары километров.

Однако на реке Барнетт в разное время было построено множество плотин и запруд, так что теперь более 40% тех мест, где встречаются рогозубы, занято водохранилищами или глубокими участками с медленным течением. В таких местах взрослые рыбы чувствуют себя очень неплохо (что при их долгожительстве и создает, как было сказано, иллюзию стабильности популяций), однако для того, чтобы найти участки, подходящие для размножения, им ежегодно приходится преодолевать весьма значительные расстояния. Нескольким помеченным радиопередатчиками рыбам, например, пришлось подняться вверх по течению на 40 км.

Но и этим путешественникам, можно сказать, еще повезло – ведь часто на пути у рыбы, двигающейся вверх в поисках мелководья, встает новая плотина.

Таким образом, заключают ученые, для того, чтобы популяция этих уникальных рыб выжила, на реке должно иметься достаточное количество мелководных мест, пригодных для нереста. И если доступ к этим местам ограничен плотинами, то в этих плотинах должны быть специальные проходы для рогозубов. Правда, еще неизвестно, как должны быть устроены эти проходы, чтобы рогозубы смогли ими воспользоваться. Многие рыбы боятся узких коридоров, и не секрет, что часто отличные, казалось бы, рыбоходы, построенные на разных плотинах, оказываются совершенно бесполезными – ведь отличными они кажутся людям, которым трудно понять требования, предъявляемые рыбами...

И, конечно, при создании каждой новой плотины или иного гидротехнического сооружения надо учитывать, сколько еще мест, подходящих пока для нереста рогозубов, окажется заглубленными и непригодным для икрометания.

Но остановят ли данные, полученные учеными, политиков и экономистов, если те сочтут, что экономическая выгода от нового водохранилища будет столь высока, что риском потери популяции реликтовых рыб можно пренебречь?

Череп рогозуба

Как уже было сказано, нынешние рогозубы просуществовали на Земле более 100 млн лет! Они были свидетелями расцвета динозавров, появления первых цветковых растений и млекопитающих, включая человека. Они пережили множество катаклизмов и выжили. А вот теперь места их обитания под влиянием человеческой деятельности начинают так изменяться, что дальнейшее существование рогозубов находится под угрозой. Но, может быть, с наступлением XXI в. человечество наконец одумается и даст шанс сохранитьcя на Земле одному из самых древних видов позвоночных животных?

По материалам Nature Australia, 2002, V.27, № 5