Влияние на звука върху поведението на рибите
В днешно време те се изучават интензивно върху различни видове, с цел тяхното практическо приложение.
Натрупаният материал е напълно достатъчен, за да представи практически възможностите на тези звуци.
Първите наблюдения на реакциите на рибите към звуци датират от края на 19 век. Дотогава имаше идея за липсата на слух при рибите. Паркър (Parker, 1904) е първият, който опровергава тези идеи, показвайки, че звукът на струна (40Hz)и камертон (128Hz)причинява вFundulusheteroclitusясно изразено учестено дишане и движение на рибата към източника на звук. Зенек (Zenneck, 1903) наблюдава, че рибите са уплашени от звуците на електрическо обаждане и са оставили източника в противоположния край на аквариума. Байглоу (Bigelow, 1904) описва увеличаване на двигателните умения на златна рибка, когато звучи камертон (128Hz).Паркър (Parker, 1910) провежда подводни наблюдения на поведението на рибите, когато са изложени на шума от мотор на моторна лодка и изстрели под вода. Авторът е установил, чеFundulusheteroclitus,Stenotomuschrysops,Mentlcitchussaxatilis,Scomberscombrusспират да се хранят, ако над тях звучи мотор.Pomatomussaltatrixхвърля храна на значително разстояние, когато моторната лодка се приближава. Затворен в клеткаФундулусхетероклитустрепва при изстрел близо до клетката. Реакцията на тази риба на изстрел може да бъде записана за 70m.
В други експерименти Паркър (Parker, 1912) изследва ефекта на звука върху движението на рибата. Експериментът е проведен в дървен басейн. Източникът на звука беше куп разклатени пирони, поставени в единия край на басейна. Наблюденията показват, чеTontogaonitis,Stenotomuschrysops,ManticirrhussaxatilisиSpheroidesmaculatusимаше тенденция да се отдалечава от източника на звука. Морски хищници -PrionotuscarolinusиPrionotusstrigatusсе насочваха към източника на звука. Други риби(Fundulusheteroclitus,Fundulusmajalis,Tantogolabrusadspersus)потънаха на дъното под действието на звук. Но след няколко минути те се адаптираха към звука и се качиха отново.
Moorehause (1933) наблюдава реакцията на звуци при осем вида риби. Наблюденията са извършени в аквариум и в естествени условия. За източници на звук са служили електрически звънец, мотор, автомобилен клаксон, затворени в поцинкована кутия. Бяха направени наблюдения върхуGimnatogasteraggregatus,Oligocottusmaculosus,Leptocottusarmatus,Platichtysstellatus,Lepidopsettabiliniata,Paraphorusveiulus,SebastodescaurinusиSqualussuekleyi.От всички риби само лавракът показа ясно изразена реакция на звука, който под въздействието на звуците потъваше на дъното.
Излагането на звуци от широк диапазон от честоти, от 100Hzдо 70kHzне предизвиква никакви видими реакции при рибата тон (Miyake, 1951).
Султанка реагира на звука, като движи гръдните си перки, изхвърля антени и късо плува.
При попчетата и морския михаил преобладават движенията на перките, а движението на самото животно се наблюдава по-рядко. При крокерите звукът предизвиква ясно увеличение на двигателните умения. Кефалът направи лек завой по посока на звука, тази реакция скоро изчезна. Морски ръфа, звездоглед, морски дракон, камбала глоса не реагираха видимо на звук, въпреки че имаха слух.
Наскоро във връзка с изследванетоОтносно акустичната сигнализация при рибите, ние проведохме две серии от експерименти в аквариуми върху реакциите на хлебарка и костур към звуци с различна честота и интензитет, както и върху реакциите на макроподите, върховете и промените в звуковото налягане от експлозивен характер.
Отбелязваме някои характеристики на реакциите на тези риби. Реакцията на хлебарка и костур на звуци с различни честоти се проявява в увеличаване на двигателната активност на тези риби. По време на егото движенията на техните перки и хрилни капачки до голяма степен зависят от честотата на звука. Най-голямата локомоторна активност на рибите се наблюдава при едно и също налягане - 10barдо нискочестотни звуци - 100—2000Hz,намаляващи в областта на високите звукови честоти. Звуци с високи честоти, повече от 10-12kHz,не предизвикват видима реакция при тези риби. Особеността на реакцията на хлебарка и костур към звуци с различни честоти съвпада с аудиограмите на слуха на тези риби (виж по-горе). Реакциите на тези риби на звуци с еднаква честота и интензитет до голяма степен зависят от условията на околната среда (засилват се с повишаване на температурата) и физиологичното състояние (най-изразено при добре хранени риби).
В друга поредица от наблюдения е изследвано влиянието на внезапни спадове на налягането, които възникват по време на електрически разряди с високо напрежение във вода (6000V).Наблюдението е извършено върху десет глави и десет макроподи с размери 6-10cm. С увеличаване на спада на налягането (когато рибата се приближи до електродите), рибата изглеждаше изхвърлена назад от удар на няколко сантиметра. Те обаче бяха леко шокирани. Както знаете, смъртоносният спад на налягането за риба по време на експлозии варира от 15 до 50атм(Яковлев и Масленников, 1963).
Изследването на реакцията на рибите към небиологични звуци е извършено и в естествени условия: в морето, където е изследвано влиянието на сложни звуци (звуци, идващи от работещи съдове, сонари и тралове); върху поведението на рибите в реките, където е изследван ефектът от излагането на звук, за да се насочат рибите към рибните пасажи и да ги изплашат от смукателните устройства на водовземните съоръжения.
Шишкова (1958) провежда серия от експерименти в Черно море, за да определи реакцията на рибите към шумови звуци в широк диапазон от честоти от 10 до 10 000Hzи към звуци, произведени от пелагичен трал. Като мощни шумови източници на звук използвахме звуците, произтичащи от тегленето на тракащи шамандури зад кораба, които развиваха високо звуково налягане, повече от 1000бара,в широк честотен диапазон - от 10 до 10 000 Hz, с най-високо налягане в честотния диапазон 150-3500Hz;в тези експерименти беше направен опит да се използват силни шумови звуци за задвижване на кефал. в определена вода. Въпреки това, както се оказа, когато гърмящият буй се приближи, кефалът потъна на дъното и не отиде в страни. Интересно е да се отбележи, че в тези експерименти белугата се оказа забита в протежето. Опитът хамсията да не бъде пропусната през шумовата бариера, създадена от гърмящи шамандури по време на нейните миграции през Керченския проток от Азовско към Черно море, също завърши с неуспех. Под въздействието на звуците хамсията първо се спусна малко, но след това бързо се адаптира към звука и продължи да мигрира от Азовско море към Черно море. Въз основа на доказателства, показващи, че кефалът и хамсията не са насочени, когато са изложени на плашещи интензивни звуци, Шишкова смята, че причината за това е липсата на слухова способност на рибите да локализират източниците.звуци в космоса. Но истинското значение на това явление се крие не в особеностите на слуховата чувствителност на рибата, а в стереотипната посока на бягството на рибата от опасност. Хамса и кефал са стайни риби, които при възникване на опасност отиват в долните слоеве на водата (Manteuffel, 1955).
Подобни данни са получени от Данилевски и Радаков (1958). Според техните наблюдения включването на двигателя на кораба е довело до потъването на ято хамсия на 10-20 м. След няколко минути обаче рибата отново се е издигнала. Сафридът също рязко се отдалечи от звука, създаван от източник, разположен под самата повърхност на водата. Постепенно скоростта на спускане на стълба намаля. Няколко минути по-късно рибата се издигна отново, свиквайки със звука.
Manteuffel, Lishev, Radakov and Yudanov (1958) описват случай на реакция на малка херинга към шума от кораба. Сахалинската херинга през деня реагира на шума на двигателите и бързо отива по-дълбоко; през нощта, според наблюденията на Мантойфел, тя не реагира на шума.
Ажажа и Шишкова (1960) посочват, че промените в честотата или интензитета, както и периодичните ефекти на звука, имат по-силен ефект върху рибата, отколкото постоянен звук.
Във връзка с използването на ехолоти за търсене на риба, наскоро беше извършена значителна работа върху ефекта на високочестотните звуци (ултразвуци) върху поведението на рибите. Изследвания, проведени в морето върху риби от различни видове, показват, че няма ефект на ултразвук в честотния диапазон 20–27kHz(Hodgson, 1950; Scharfe, 1951; Scoglund, 1953; Cushing and Richardson, 1955; Shishkova, 1958).
Лебедев, Логвиненко и др.(1965) стигат до други заключения въз основа на техните експерименти върху ефекта на високочестотни звуци върху черноморска хамсия, от 10 до 30kHz,. Преживяванияпоставени в аквариум и отчасти в морето. Приложеното акустично излъчване имаше много високо звуково налягане - 1000-10 000bar.
Експериментите са проведени с много големи мощности на ултразвукови потоци. Следователно записаните промени в поведението на хамсията могат да бъдат свързани с болкови ефекти. В допълнение, поради местоположението на излъчвателя непосредствено до рибата, по време на работата му могат да възникнат странични акустични явления, така наречените акустични вибрации на вятъра и водата.
Нека сега се спрем на опитите да се използва звук за насочване на движението на рибата в хидравличните съоръжения.
Бърнър и Мур (Burner a. Moore, 1953) се опитаха да използват звуци с различни честоти, от 60Hzдо 70kHz,с различен интензитет, за да насочат сьомгата в реката -SalmogairdneriиSalmotrutta.Въпреки това, рибата бързо се адаптира към звука и направи не вървят в правилната посока.
Kepp (Kerr, 1953) се опита да използва звук, за да възпре платика и сьомга чинук от отпадъчни води. Източникът на звука беше метална баржа, която периодично се удряше с чук. Този опит също се провали.
Бяха проведени внимателни и разнообразни експерименти от Барпър и Мур (Burner a. Moore, 1962), за да се изяснят различни звуци върху търкалящите се млади екземпляри сьомга в биологичната станция в Литаун (Западна Вирджиния, САЩ), с цел разработване на акустични техники за плашене и привличане на млади екземпляри сьомга в хидроакустични структури. Тестовете са проведени в специален улей, изработен от метална мрежа, окачена във вода върху специални щрангове. Използвани са различни звукови генератори: електромагнитен вибратор ("воден чук"), високочестотен пиезоелектричен вибратор, ревящи турбини, серия от последователниексплозии с малка сила и други, които правят възможно получаването на звуци с различни честоти от 67Hzдо 60kHzи с техните различни налягания до 4000бара.
Проведени са повече от 90 експеримента. Установено е, че някои индивиди от сьомга се объркват от всеки шум за кратко време, но бързо се адаптират към него и спират да реагират с двигателна реакция.
Поредица от малки подводни експлозии нямаха ефект върху рибата. Проведените експерименти показаха неефективността на използването на звуци за контрол на движението на сьомгата в хидравличните конструкции.
Завършвайки разглеждането на ефекта на звуци с небиологична структура върху поведението на рибите, могат да се направят някои общи заключения.
Естеството на проявата на реакциите на рибите към звуците при различните видове има много общо. Структурата на реакцията е изградена по обща схема, характерна за всеки стимул: индикативна, хранителна или защитна реакция. В началния момент на експозиция се наблюдава промяна в двигателната активност на рибата (ориентиращ рефлекс), която в зависимост от състоянието на рибата и условията на околната среда може да се превърне в защитна (напускане) или хранителна (привличане) реакция. При по-нататъшно излагане на този звуков стимул рибата се адаптира към него и реакцията се забавя и спира. Ако след това действате със звук с различна честота или интензитет, възниква ново възбуждане и повишена двигателна активност. Следователно адаптирането към интермитентни звуци или звуци с различна интензивност и честота става по-бързо и реакцията на рибите към тях продължава по-бързо и за по-дълго време. Звуци с различна честота, с еднакъв интензитет и едно и също състояние на рибата, могат да предизвикат различна степен на двигателна реакция, което отразява различната чувствителност на слуха на рибата къмзвуци.
Следователно най-силната двигателна реакция при различни видове риби се проявява при ниски звукови честоти - 100Hz- 5kHz,затихваща в областта на високите звукови честоти. Отговорната двигателна реакция до голяма степен зависи от вътрешното състояние на рибата и интензивността на звука. В някои случаи, в началния момент на действието на звука, рибата може да бъде изплашена на 10-20m, но по-често това разстояние се ограничава до разстояние от няколко метра. Във връзка с казаното по-горе трябва да се отбележи, че вероятността за успешен резултат от емпиричната работа по изследване на ефекта на звука върху поведението на рибите е ниска.