ХОМИНГ ЛОСОСЯ
Тихоокеанский лосось относится к анадромным или проходным рыбам. Их биологическая особенность – нерест в пресных водах рек и озёр, жизнь в них от полугода до 2-3 лет, скат в море и уход на на-гульные пастбища до 3-6 лет в Японское море и залив Бристоль (Аля-ска). Оттуда взрослый лосось возвращается в родные реки, где нерес-тились его родители, и где и он родился, нерестится и погибает. Дру-гая сторона его феномена – исключительно высокая продуктивность нерестующих лососей в нерестовых районах, где удельная продуктив-ность достигает сотни т/кв. км площади их основных нерестилищ. Ещё одна сторона феномена – чувство родной реки, что приводит к переносу огромной массы биогенов из нагульных вод морей в нерес-товые воды родных рек. На этой массе лосося в нерестовый период в Камчатском крае существует более 55 видов животных – от насеко-мых до медведей и людей.
Чувство вод родной реки называется хомингом (от английского – дом) и в настоящее время, по нашему мнению, ещё не в требуемой мере интересует учёных и промышленников. Однако, в связи с обост-рением проблем сохранения дикого лосося, возникших вследствие безудержного, и как считают многие, опасного искусственного разве-дения в интересах товарного воспроизводства, нами хоминг рассмат-ривается как природный механизм самосохранения дикого лосося от вырождения и исчезновения из биосферы.
Механизм хоминга предлагается нами, исходя из концепции возникновения и функционирования биологической системы лосося как биоценоза, среда обитания которого маркируется геохимическими метками вулканических (либо иных геологических) процессов форми-рования геологического субстрата нерестовых речных вод. Тезис кон-цепции – определяющая роль вещества геологического субстрата не-
149
рестовых рек и их вод в создании всех биологических аспектов фено-мена тихоокеанского лосося.
6.1. О роли углистого вещества геологического субстрата.
Здесь целесообразно обратиться к общей характеристике ис-ключительно высокой продуктивности промысловых видов лосося. В прибрежье и нерестовых реках вылавливаются пять промысловых его диких видов: горбуша, кета, кижуч, нерка, чавыча. Автором, как уже сказано выше, определён удельный вылов (т/пог. км реки) по 143 не-рестовым рекам Камчатского края. Установлено, что этот параметр принципиально различен для двух групп промысловых рек по размы-ваемому ими геологическому субстрату. Одна группа рек имеет удельный вылов, составляющий подавляюще 0,1 – 0,25 т/пог. км про-мысловой реки. Эти реки дренируют вулканические породы (андези-ты, базальты, их туфы, вулканогенно-кремнистые породы) и осадоч-ные образования (песчаники, аргиллиты, алевролиты, конгломераты и т.п.) без какого-либо органического
вещества. Вторая группа рек име-ет удельный вылов, составляющий подавляюще 0,4 – 0,5 т/пог. км ре-ки, а для ряда из них – 0,75 – 1,0 т/пог. км и даже 1,0 – 1,75 т/пог. км . Эти реки размывают геологический субстрат, представленный углесо-держащими вулканогенно-осадочными породами с каменными и бу-рыми углями, лигнитами, рассеянным углистым веществом, сланцами. При этом для рек этой группы удельный вылов связан со степенью метаморфизма углистого вещества. Так, максимальное значение па-раметра удельного вылова установлено для рек, дренирующих моло-дые (плиоценовые) бурые угли, средние – для более древних (миоце-новых) и минимальные для самых древних (эоценовых) каменных уг-лей. Это объясняется различной степенью углефикации, когда в моло-дых углях сохраняется непереработанный фито- и зоопланктон, до 60% органических кислот. Они содержат полный набор макро- и мик-
150
робиогенов и вместе с органикой отмерших отнерестившихся лососей (сненкой) образуют в нагульно-выростных угодьях нерестовых вод рек эмульсионно-суспензионный «бульон». Бульон, в свою очередь, является пищей водных микроорганизмов, формирующих первый трофический уровень кормовой пирамиды вод. Продуктами жизне-деятельности консументов первого уровня и следующих уровней пи-таются насекомые суши и вод и т.д. Так формируется кормовая пира-мида молоди лосося в пресноводный период жизни в реке.
Ещё более разительные отличия двух групп рек выражено в биологической характеристике их приуроченности к угленосным и безугольным нерестовым районам. Характеристика продуктивности по биомассе промысловых видов совокупности рек в границах нерес-товых районов даёт полное представление о роли ископаемой органи-ки углистого вещества в её формировании.
6.2. Оценка исследований хоминга дикого и
искусственного лосося.
В ихтиологической науке и практике хоминг фактически остаёт-ся на уровне констатации известного факта. В публикациях можно найти не более десятка публикаций, включая интернет-сообщения. Даже у такого выдающегося знатока и защитника дикого лосося как Лихатович Джим, этот аспект его биологии ограничен лишь краткой ссылкой на начальные исследования Ч. Гилберта в 30-40-е годы ХХ века на западе США.
Сравнительное рассмотрение возврата в родные реки горбуши и кеты анализирует Л.Б. Кляшторин]. Оно выполнено на основе анализа фактического возврата лосося на Сахалине, Западной Камчатке, Охот-ском побережье, у Тихоокеанского побережья Канады, на Аляске. Это исследование проведено с целью проверки некоторых утверждений о низком хоминге горбуши. Со ссылкой (Глубоковский, Животовский,
151
1984) автор пишет: «В литературе высказывалось мнение о том, что выраженность хоминга лосося зависит от длительности их пресновод-ного периода, и поэтому горбуша, молодь которой мигрирует в море сразу после выхода из грунта, должна иметь слабо выраженный хо-минг» (стр. 57). Сравнение горбуши с кетой, у которой пресноводный период дольше, чем у горбуши, приводит автора к выводу о несостоя-тельности таких утверждений. Им приводятся данные о том, что сего-летки нерки, чавычи и кижуча, проводящие в реке лишь 1-2 месяца, имеют хоминг не ниже обычного. Очень показательным является его утверждение, что «…по физиологическим механизмам хоминга гор-буша и кета принципиально не отличаются от других проходных ло-сосей. Выраженность хоминга не связана с длительностью пресновод-ного периода жизни лососей» (стр.58).
Как о догадках, говорит автор о механизмах ориентации взрос-лых лососей в океане по Солнцу, 3вездам, магнитному полю, гравита-ционным аномалиям. Однако, «На этапе прибрежной миграции вклю-чается механизм ориентирования по запаху, который позволяет лосо-сям, в конце концов, отыскать родную реку» (стр. 58). Автор конста-тирует, что, согласно современным представлениям, реакция на запах родной реки многократно усиливается под действием половых гормо-нов в период созревания гонад.
Приведенные утверждения, во первых, подтверждают биологи-ческую общность горбуши и кеты, как родственных другим проход-ным лососям, во вторых, фиксируют исключительно интересный факт вероятного, по нашему мнению, одноактного процесса формирования механизма хоминга. Эти два утверждения помогут нам далее при обосновании нашей геоэкологической гипотезы хоминга.
Чувство хоминга интересует Л.Б. Кляшторина с точки зрения повышения достоверности прогноза времени подходов горбуши на нерест и начала промысла. И он приходит к выводу о том, что прогноз
152
подходов требует совершенствования, так как горбуша, подобно дру-гим лососям, обладает высокой точностью возврата в родные реки, т.е. достаточным чувством хоминга.
Оценивая работу Л.Б. Кляшторина, следует обратить внимание на полное отсутствие в ней раскрытия вопроса о запахе. Но есть очень важный факт в его описании: о многократном усилении реакции узна-вания запаха родной реки при созревании гонад лосося. Уже упомяну-тый выше, этот процесс происходит у лосося, подошедшего к побере-жью из океана, и готового войти в родную реку. Не для того ли обост-ряется чувство узнавания, когда у родного побережья нужно найти одну единственную реку родного дома? Ниже мы воспользуемся и этим фактом, давая собственную геоэкологическую гипотезу хоминга.
С рассуждениями Л.Б. Кляшторина созвучны американские экс-перименты по исследованию хоминга (Бушуев, 2000), основанные на хоморецепторном подходе к нему. Во время ската молоди лосося в водоток нерестового притока вводилось пахучее химическое вещест-во. Оно же вводилось в этот приток и во время возврата взрослого ло-сося – и рыба шла в него! Затем, выловив рыбу, возвращали её к устью уже другого притока с тем же веществом, и рыба тоже шла в этот новый приток! Высказана гипотеза: приучая лососёвых к сильно пахнувшим веществам, можно привлечь производителей в другие ре-ки, в которые вносятся эти вещества. Возможно, как пишет автор, это связано с процессом смолтификации в пресноводный период жизни лосося в воде, чей запах она запоминает. Но время показало ошибоч-ность гипотезы, замечает автор в заключении.
Выскажем и своё мнение о приведенной гипотезе химического маркирования и распознавания вод: в эксперименте в данном случае вырабатывался «одноразовый» условный рефлекс, не передаваемый нерестовому поколению. Очевидно, Природа заботилась о минималь-
153
ном проявлении стреинга (блуждания) во время подхода лосося к родным водам с целью безошибочного нахождения родной реки.
Кроме того, она позаботилась и возможном покушении на этот инструмент, регулирующий заход нерестовой массы в реки – во избе-жание перенаселённости производителей на нерестилищах. (Правда сбои в этом происходят и в природе, когда в одну реку последова-тельно заходят две-три волны производителей. Например, в р. Озер-ную с Курильским озерным нерестилищем. Но это редкие аномалии, ждущие своего исследования).
Хеморецепторная гипотеза хоминга основана на представлении о веществе, на которое реагирует лосось, как о летучем, растворимом в воде, нейтральном и неустойчивом к температуре. Однако химиче-ский состав его остается неизвестным. И авторы меланхолически во-прошают: «Когда же лососи запоминают запах родной реки?».
В.И. Карпенко в статье «Самая загадочная из лососей – горбу-ша» тоже придерживается хеморецепторной гипотезы. Он – сторон-ник, видимо, высокого хоминга у горбуши, ссылаясь на Л.Б. Кляшто-рина. Говоря о подходах горбуши из океана к родным рекам, он отме-чает удивительное явление: устье родной реки замыто штормами на год-два, но рыбы приходят к месту, где пресные воды реки просачи-ваются в море, долго кружатся у места фильтрации и … нерестятся прямо в прибрежной полосе. И достаточно разрушиться намытой пре-граде в следующем году, как лососи вновь проходят в свою реку! Час-то замывается одно из множества устьев большой реки. И лосось мно-го лет приходит к нему, так как фильтрация пресных вод продолжает-ся и вход возможен в любое из них. Этот факт тоже будет использован нами ниже.
Вся статья В.И. Карпенко – гимн горбуше. И множество фактов из ее миграции говорит об обоснованности хеморецепторного меха-низма ее хоминга. Но автор о самом хоминге не высказывает своего
154
определенного мнения. Статья очень давняя, но поиски материала в сети Интернета о механизме хоминга дали лишь ее вышеприведённую информацию.
6.3. Геоэкологический подход к хомингу.
Наше мнение о гипотезе механизма хоминга основывается на особенностях вещественного состава геологической среды нересто-вых рек. Возьмём в качестве примера реки с субстратом углистого вещества. Углистые толщи с месторождениями /проявлениями углей либо с рассеянной угленасыщенностью формировались в Корякско-Камчатском регионе на территории протяжённостью более 1500 км по меридиану. Этот процесс происходил в разных геологических и при-родно-климатических условиях на протяжении геологически длитель-ного времени (млн. лет) из растительности разного видового состава.
Видовой состав биоты связан с различными вещественными па-рагенезисами геологической среды и её почвами. Особенности почв и их коренных субстратов в вулканических районах связаны с процес-сами вулканического выброса пеплов разных вулканов и с последую-щими магматическими инъекциями в угольные пласты субстратов (межпластовые интрузии, силы, дайки, минеральные воды и т.п.). В конечном счёте, это создает в угленосных образованиях некую геохи-мическую специализацию, свойственную только конкретным объек-там. Маркер этой специализации впоследствии переходит в воды не-рестовых рек, а воды приобретают химическую память и в период смолтификации (?) молоди лосося закрепляется в его ДНК.
Этот механизм будет действовать до тех пор, пока водоток бу-дет размывать одни и те же углесодержащие породы и будет сущест-вовать как водный объект. Возможно, что косвенно на это указывает естественная потеря некоторыми реками лососёвой продуктивности либо их оскудение, либо уменьшение прихода лосося с более высоким
хомингом (кета, нерка, кижуч, чавыча), либо напротив – уменьшение прихода горбуши, у которой, как считают некоторые последователи, наиболее низкий хоминг среди проходных лососей.
Воды нерестовых рек хранят в химической памяти оригиналь-ный геохимический маркер, свойственный только конкретному орга-но-минеральному углистому веществу геологического разреза. Кон-центрация этого маркера в прибрежных водах возможно наивысшая в приустьевых водах нерестовых рек. И именно в этом месте у лосося обостряется, дремлющая в океане, способность улавливать химиче-ский «запах» родной реки. Этот механизм в общих чертах предпола-гался нами и ранее и связывался с химической памятью вод рек (Яроцкий, 1997; 2001).
6.4. О химической памяти воды.
В настоящее время в Интернете появилось множество публика-ций о памяти воды. Согласно мнению К.М. Резникова (Мосин, 2010) существует три компоненты передачи информации водой: первая – вовлечение в информационный процесс всех клеток организма; вторая – вовлечение определённых клеток организма; третья – адресованние информации определённой ткани организма. Эти три компоненты со-ставляют всеобщую (генерализованную) рецепторно-информационную систему, обеспечивающую информационное взаи-модействие, с одной стороны, всех структурных образований орга-низма (клетки и их органеллы, ткани, органы, функциональные систе-мы) по типу «всё знает обо всём», а с другой – непрерывную двусто-роннюю связь организма с внешней средой.
Система содержит рецепторы организма, которые осознают ин-формацию воды на уровне определённых клеток организма. Целена-правленная передача информации конкретна, уже адресованная опре-делённой ткани организма. Она вызывает изменения, регистрируемые
156
на уровне органов изменения, и проходит при участии системы «ме-диатор-рецептор» (нервная система) и «гормон-рецептор» (гормо-нальная система).
6.5. Интерпретация некоторых фактов биологии лосося.
Здесь и уместно обратиться к факту, приведённому выше у Л.Б. Кляшторина: о многократном усилении реакции узнавания запаха родной реки при подходе к побережью под воздействием половых гормонов при созревании гонад. Действительно, в океане этот процесс ещё не происходит – рано и не нужно, и при этом рыба в океане ещё в стаде и подчиняется его законам. При подходе к берегу, она готовится к нересту и в центральной нервной системе мобилизуются рецепторы, настроенные на химическую память родной реки.
В речной воде, обладающей химической и генетической памя-тью, в результате многократного согласования информационной пе-редачи между веществом, например, углей с геохимическим марке-ром, и водой, устанавливается окончательно преобразованная матрица структурных элементов в ячейке воды. Эта матрица сохраняется на бесконечное время существования водотока и его геологического суб-страта и улавливается рецепторами лосося. Здесь и уместно обраще-ние к факту, описанному у В.И. Карпенко: об узнавании воды родной реки, просачивающейся через завалы устья.
Таким образом, концепция хоминга формулируется нами как парагенетическая связь генетической памяти воды о геохимиче-ском маркере углей (и др. подобных веществ геологического суб-страта нерестовых рек) и свойства биологической системы лосо-ся улавливать его при подходе к водам, несущим этот маркер – к родному дому (курсив наш).
Предлагаемый ход рассуждения относится к дикому лососю, хоминг которого формируется в природных условиях. Что касается
157
искусственного лосося, вырощенного на искусственных кормах в ус-ловиях жалкого подобия нерестилищ и зачастую в водах чужой реки, то нам нечего сказать о его чувстве. Тем не менее, химическая память вод и искусственных нерестилищ тоже существует. Вопрос лишь, ви-димо, в геохимическом маркере. Он тоже содержится в водах рек, на которых стоят лососёвые рыбоводные заводы, и вечен до тех пор, по-ка есть воды рек и их геологический субстрат. В этом отношении очень важным элементом хоминга выступает икра, которая должна быть взята только от лосося конкретной реки – матери вида, равно как и молоки отца.
Вода родной нерестовой реки содержит, таким образом, инфор-мацию, воспринимаемую центральной нервной системой лосося. При этом понятие «информация» рассматривается как мера организован-ности движения в виде взаимодействия и перемещения частиц в сис-теме «вода-лосось».
6.6. Геоэкологическая гипотеза хоминга лосося.
Из сказанного складывается общая картина геоэкологической гипотезы формирования хоминга, основанная на хеморецепторном механизме. Остаётся добавить, что и для других вещественных типов геологического субстрата нерестовых рек, содержащих геохимические маркёры, действие механизма предполагается идентичным углистому субстрату. Видимо, в каждой из нерестовых рек Природа выбрала наиболее яркий и стойкий маркер. Поэтому лосось идёт и в безуголь-ные реки. Со временем их кормовая база последовательно обеспечи-вает оптимум возврата, не позволяя возникнуть пищевой конкуренции среди молоди и ограничивая валовый подход в скудные кормами ре-ки.
Формируя хоминг, природа регулирует подходы в реки разных рас в определённое время года. Это обеспечивает максимально рацио-
158
нальное использование нерестилищ. С другой стороны, это предот-вращает и нежелательную пищевую конкуренцию молоди, регулируя её выход в море.
Рациональное использование кормовой базы и площадей нерес-тилищ обеспечивается хомингом лососевых, с другой стороны, хо-минг является управляющим механизмом привноса в родные реки ог-ромной массы пищи для многих животных на их нерестилищах и на-гульно-выростных угодьях.
Заключение
Познание хоминга должно стать эффективным путём перехода от рыболовства, как обычной добычи ресурса, к управляемому рыбо-хозяйствованию. А собственно хозяйствование должно базироваться на природной кормовой базе, достаточность которой обеспечивает геологический субстрат нерестовых рек. Исключительно высокую продуктивность тихоокеанского лосося Природа обеспечила доста-точной кормовой базой его молоди в пресноводный период жизни. Эта база оптимально максимальна в тех реках, которые дренируют уг-лесодержащие вещества с полным набором макро- и микробиогенов. Их, вместе с органическим веществом сненки, перерабатывают мик-роорганизмы, формирующие органику первого трофического уровня нагульно-выростных угодий молоди нерестовых рек.
В целом хоминг, по нашему убеждению, является механизмом, обеспечивающим самосохранение тихоокеанского лосося от перена-селённости в реках и вырождения. Он обеспечивает устойчивое суще-ствование как и собственно вида, так и целого пласта биосферы не-рестовых территорий северо-запада Тихого океана.
Смотрите также