Как лосось находит родную реку после нескольких лет в океане

Лосось может провести в море несколько лет, уйти от берега на сотни и даже тысячи километров, а затем вернуться в ту же речную систему, где появился на свет. Иногда рыба поднимается и к определённому притоку. Обычно это объясняют просто: лосось помнит запах родной воды. Звучит убедительно, пока не представляешь расстояние. Небольшой ручей не может оставлять непрерывный след через весь океан. Речная вода довольно быстро смешивается с морской, а сама рыба в это время может находиться очень далеко от суши. Значит, запах работает не на всём маршруте. Сначала лососю нужно хотя бы приблизительно выйти к нужной части побережья. И только там начинается более точный поиск.

Путь запоминается ещё в молодости

У разных видов первый этап жизни проходит по-разному. Нерка и атлантический лосось могут провести в пресной воде несколько лет. Молодь кеты и горбуши, напротив, уходит к морю вскоре после выхода из гравия.

Память о реке, вероятно, формируется не в один момент. Один из особенно чувствительных периодов связан со смолтификацией. В это время организм перестраивается для жизни в солёной воде: меняется работа жабр, обмен веществ и поведение. Но знакомство с химическими сигналами может начинаться раньше. Получается, что рыба запоминает не только место рождения, но и воду, через которую проходит по пути к морю. В ней растворены аминокислоты, минералы и вещества биологического происхождения. Их пропорции различаются между реками. Правда, точный состав той самой «подписи» учёные пока не определили.

В одном из опытов молодь озёрной нерки на две недели помещали в воду с L-пролином или L-глутаминовой кислотой. Через два года взрослые рыбы сильнее реагировали на знакомое вещество, а часть из них выбирала воду, в которую его добавляли. Это показывает, что лосось способен запомнить даже отдельный химический компонент. В природе, однако, ориентиром, вероятно, служит не одна молекула, а характерное для реки сочетание аминокислот и других растворённых веществ.

В океане запах уже не поможет

После выхода из реки молодая рыба направляется к кормовым районам, иногда удаляясь от берега на тысячи километров. На таких расстояниях некоторые тихоокеанские лососи, по имеющимся данным, ориентируются в том числе по магнитному полю Земли. Его параметры меняются от района к району. Это не карта в привычном смысле, а набор физических признаков, по которым можно примерно определить положение.

Предполагается, что при первом выходе в море рыба запоминает магнитные характеристики района возле устья. Позже этот ориентир может помочь ей вернуться к нужной части побережья. С самим механизмом всё пока не так ясно. Рыбы действительно реагируют на изменения магнитного поля, это подтверждают эксперименты. Но отдельный орган или датчик, отвечающий за такую навигацию, окончательно не найден.

Интересный пример связан с неркой, возвращающейся в реку Фрейзер в Канаде. На пути лежит остров Ванкувер. Его можно обогнуть с севера или с юга. Исследователи сопоставили маршруты лосося за 56 лет с изменениями магнитного поля.

Рыбы чаще выбирали тот проход, где напряжённость магнитного поля была ближе к значению, существовавшему возле устья примерно за два года до возвращения, когда молодь уходила в океан. Связь была заметной, но не абсолютной: на выбор маршрута влияла и температура поверхности моря.

Возле берега включается обоняние

Ближе к суше появляются локальные ориентиры. Меняется солёность, чувствуется течение, в морскую воду попадают вещества, принесённые рекой. Именно здесь обоняние становится особенно важным. Хотя провести точную границу сложно. Нельзя сказать, что в одной точке рыба перестаёт пользоваться магнитным полем и сразу переходит на запах.

Ноздри у лосося не участвуют в дыхании. Вода проходит через обонятельные полости, где расположены рецепторные клетки. Они улавливают растворённые вещества и передают сигнал в мозг. Ближе к устью различия в составе воды становятся достаточно заметными, чтобы рыба могла отделить одну речную систему от другой.

Река вспоминается по частям

После входа в пресную воду задача не заканчивается. Река разветвляется, к ней присоединяются притоки, вода из разных участков смешивается. Здесь лососю приходится снова и снова выбирать направление. Есть гипотеза, что маршрут запоминается последовательно. Молодая рыба спускается к морю и знакомится с участками один за другим. Взрослая проходит эту цепочку в обратном порядке. Сначала узнаёт большую реку. Затем нужный приток. Потом более узкий рукав.

Эту идею поддерживает исследование атлантического лосося возле гидроэлектростанции. Часть молоди при спуске прошла через двухкилометровый туннель и миновала участок естественного русла. Спустя один или два года рыбы вернулись взрослыми. Вероятность успешно подняться по пропущенному участку была у них на 18-23 процента ниже, чем у лососей, которые в молодости прошли по открытому руслу. То есть память, вероятно, хранит не одну метку возле места рождения. Скорее это последовательность знакомых участков. Почти цепочка поворотов, где каждый следующий выбор проверяется новым составом воды.

Итого

Возвращение к родной реке бывает точным, но не безошибочным. Часть взрослых рыб заходит в соседние водоёмы. Частота таких отклонений различается между видами и меняется от года к году. Похожая проблема возникает с рыбой из питомников. Если молодь перевозят вниз по течению и выпускают ближе к морю, она не знакомится с частью маршрута и позднее чаще возвращается не туда, где её ожидали. Меняется и сама река. Расход воды зависит от сезона. Притоки пересыхают, паводок иначе распределяет растворённые вещества, плотины перестраивают течение. Знакомый сигнал может стать слабее, смешаться с соседним или прийти с другой стороны. На развилке рыба не всегда сразу входит в нужный рукав. Иногда поиск затягивается. Чуть выше вода снова разделяется, различия между притоками становятся заметнее, и лосось продолжает подъём.