Зачем акуле-лисице такой вытянутый длинный хвост

Акулы древние жители морских пучин, и у большинства из них главное оружие — зубы. Но у лисьих акул, или морских лисиц (род Alopias), эволюция пошла другим путём — сильно изменив их хвост. И методы охоты на рыбу у них своеобразные. Долгое время это считалось морской легендой и рыболовной байкой — пока подводные камеры не сняли всё в деталях. Зачем им вытянутый длинный хвост? Опасны ли такие акулы для людей. — Давайте разбираться.

Лисьи акулы — небольшое семейство из трёх видов: обыкновенная (Alopias vulpinus), пелагическая (A. pelagicus) и большеглазая (A. superciliosus) лисицы. Это крупные хищники теплых и умеренных вод Мирового океана — до шести и более метров в длину. Их фирменная черта — гигантская верхняя лопасть хвостового плавника, длина которой может сравняться с длиной тела, у самой крупной обыкновенной морской лисицы она составляет примерно половину всех семи с половиной метров. У них хвост — аналог кнута и глушат им целые стаи мелкой рыбы резким хлестком, порождающим в воде ударную волну.

Название «лисица» она получила за изящный силуэт, плывущая акула с приподнятым изогнутым хвостом действительно напоминает лису с распущенным хвостом. А в английском языке её зовут thresher shark — «акула-молотилка», и это имя выбрано не случайно.

Истории о том, что морская лисица бьёт рыбу хвостом, как кучер кнутом, накапливались больше века. Ещё в июле 1914 года натуралист Рассел Коулз видел, как акула щелчком хвоста отправляла добычу прямо в пасть. В 1923 году океанограф У. Е. Аллен с пирса Океанографического института Скриппса наблюдал, как морская лисица хлестнула калифорнийскую атерину «словно кучерским кнутом» и сильно её поранила. Скептики, впрочем, возражали: хвост акулы слишком мягкий и немускулистый для таких ударов. Всё изменилось в 2013 году, когда команда Саймона Оливера (Ливерпульский университет, проект по исследованию и охране лисьих акул) опубликовала в журнале «PLOS ONE» первые наблюдения охоты пелагической лисицы в дикой природе. Исследователи провели десятки подводных видеосъёмок у острова Пескадор на Филиппинах и проанализировали 25 задокументированных эпизодов «хвостовых ударов» — впервые поведение удалось снять не в аквариуме, а на настоящей охоте.

Видеозаписи показали, что охота идёт по чёткому сценарию. Акула приближается к косяку сардин снизу и сзади, сжимая грудные плавники внутрь, это приподнимает заднюю часть тела, как «замах» перед броском. Перед этим хищница может кружить вокруг косяка, уплотняя его — сбитая в плотный шар стая становится идеальной мишенью. Грудные плавники выбрасываются наружу, тело резко тормозит, а хвост мощным рывком «заводится» за голову и хлещет по косяку. Удар длится лишь доли секунды — всего несколько десятых. Совершив разворот, акула спокойно подбирает оглушённую рыбу.

За один успешный заход акула съедает в среднем около трёх с половиной сардин, а в удачном случае — до семи рыб сразу. Именно эта арифметика объясняет смысл всей затеи. Для крупного хищника гоняться за каждой отдельной сардиной — гиблая работа, слишком много энергии на слишком мелкую добычу. Один хлесток, выводящий из строя сразу нескольких рыб — куда более выгодная стратегия.

Кинематика удара впечатляет: на видеозаписях чётко прослеживается стремительное движение: кончик хвоста акулы за доли секунды описывает дугу в 180 градусов — это выглядит как резкий, почти неуловимый для глаза манёвр. Такая скорость и точность движения позволяют хвосту работать подобно мощному хлысту, создавая ударную волну в воде.

По расчётам учёных, ускорение кончика хвоста достигает 300 м/с² - это колоссальная динамика для живого существа. В момент удара на позвоночник акулы обрушивается колоссальная нагрузка: перегрузка превышает силу тяжести в тридцать раз.

Скорость хлестка, по другим измерениям, достигает 80 км/ч. Для обыкновенной морской лисицы средняя скорость движения хвоста при ударе — около 14 м/с, а пиковая — почти 22 м/с. При таких скоростях в дело вступает кавитация (процесс в жидкости, при котором возникают микропузырьки, а потом стремительно исчезают). За стремительно движущимся кончиком хвоста давление воды падает настолько, что вода вскипает, за хвостом тянутся шлейфы пузырьков. Исследователи фиксировали и обратный эффект: при особенно сильных ударах пузырьки газа выделялись прямо из толщи воды. Руководитель проекта Саймон Оливер предположил даже, что в точке удара рождается локальная ударная волна такой силы, что молекулы воды буквально расщепляются.

Глушит ли рыбу сам удар или порождённая им волна. По оценке биологов, работают оба механизма: часть рыб получает прямой удар плавником, остальных «сражает» ударная волна и резкий перепад давления — по сути, акула наносит стае не пощёчины, а серию подводных взрывов. Возникает вопрос: как хрящевой скелет выдерживает перегрузки в 30g, от которых обычная рыба бы просто рассыпалась. Ответ дало исследование 2024 года, опубликованное в «Royal Society Open Science». Учёные изучили с помощью компьютерной микротомографии десять обыкновенных морских лисиц — от эмбриона до взрослой особи длиной 2,4 метра — и построили трёхмерные модели их позвонков. Выяснилось, что у этих «хрящевых» рыб позвонки вовсе не однородны: в них есть минерализованные твёрдые включения, распределённые неравномерно — по телу и даже внутри одного позвонка. Причём картина меняется с возрастом. У молодых акул минеральных веществ больше в передней части позвоночника, которая отвечает за обычное плавание — волнообразное изгибание тела из стороны в сторону; у взрослых минерализация нарастает в хвостовой части — она работает как неподвижная упругая «балка», служащая рычагом для хлыста; сильнее всего минерализованы спинные области позвонков, именно они принимают пик нагрузок, когда хвост заводится за голову.

Авторы сравнили получившуюся конструкцию с требушетом — средневековой метательной машиной, гибкий позвоночник работает как «живая пружина», накапливая механическое напряжение при замахе и высвобождая его в долю секунды точным и мощным ударом. Учёный Саймон Оливер утверждал: «Эволюция не даёт тебе такую штуку, если ты не собираешься её так использовать». Долгое время биологи гадали, зачем лисице хвост длиной с тело, для плавания он избыточен, для руления неудобен. Ответ очевиден теперь — это специализированное охотничье орудие, и, судя по всему, хлестание хвостом — главный способ охоты этих акул. В ходе многолетних наблюдений исследователи не видели их охоты каким-либо иным способом.

При этом приём не уникален для океана. Косатки и дельфины тоже оглушают рыбу ударами хвоста — причём за один такой удар они могут вывести из строя до трёх десятков рыб. Кашалоты используют те же хлестки для общения на больших расстояниях. Но лисья акула — единственный крупный морской хищник, который положил этот приём в основу всей охоты.

У крупных лисиц зафиксированы случаи, когда раненая акула в агонии на палубе сбивала ударом хвоста рыбака с ног; в рыболовной литературе описан и явно легендарный эпизод о рыбаке, обезглавленном ударом пятиметровой лисицы. В Международном реестре атак акул зарегистрировано одно спровоцированное нападение лисицы на человека и четыре атаки на лодки — во всех случаях, вероятно, фигурировали акулы, пойманные на крючок. Для человека сами по себе эти акулы не опасны.

Сегодня уникальный охотник сам стал редкостью. Все три вида лисьих акул относятся к уязвимым видам, и, по оценкам, популяции пелагической лисицы за десятилетие сократились до 80% - в основном из-за того, что они часто попадают в сети, где их хвосты так часто запутываются. Исследования Оливера призваны стать основой для программ охраны тех мест, где лисицы охотятся и размножаются. История лисьей акулы — редкий пример того, как орган движения становится органом охоты без единой новой детали, те же позвонки, те же плавники, но перестроенные внутри в поведение на роль хлыста, пружины и требушета одновременно. В ходе эволюции в океане сформировался идеальный природный инструмент, похожий на хлыст, он использует законы акустики и гидродинамики как надёжное средство для охоты.

Спасибо за внимание.

Источник: wikipedia.org