Акули: 400 мільйонів років виживання в океанах світу

Що робить акулу акулою?

Акули — це риби, але вони дуже відрізняються від лосося, тріски чи золотої рибки, яких знає більшість людей. Ці звичні риби належать до кісткових риб, тобто мають скелет зі справжньої кістки. Акули ж входять до окремої групи — хрящових риб (Chondrichthyes), скелет яких складається з хряща, тієї самої гнучкої тканини, що надає форму носу та вухам людини. У межах цієї групи акули належать до пластинчастозябрових разом зі своїми найближчими родичами — скатами.

Науковці впізнають акулу за сукупністю ознак:

• хрящовий скелет без ребер;
• шкіра, вкрита дрібними зубоподібними лусочками, які називають шкірними зубчиками, або плакоїдною лускою;
• від п'яти до семи зябрових щілин з кожного боку голови;
• грудні плавці, не зрощені з головою.

Саме остання ознака відрізняє акул від скатів. Скат — це, по суті, сплющений родич, у якого грудні плавці зрослися з боками голови й утворили широкі «крила», за допомогою яких він ковзає у воді. Сучасних акул науковці об'єднують у групу Selachii, а скати (Batomorphi) є їхньою сестринською групою: обидві лінії мають спільного предка й розійшлися дуже давно.

Сьогодні відомо понад 500 видів акул, і досі описують нові, особливо з глибин океану. Вони живуть в усіх океанах — від мілководних коралових рифів і прибережних заток до холодних темних вод на глибині в тисячі метрів.

Давній родовід

Акули — одна з найдавніших груп хребетних, що дожили до наших днів. У породах пізнього ордовику, вік яких становить близько 450 мільйонів років, знайдено крихітні викопні лусочки, схожі на луску хрящових риб. Оскільки хрящ рідко скам'яніє, значну частину ранньої історії акул ми знаємо лише за лускою, зубами та шипами плавців, а не за повними скелетами.

У девонському періоді, який часто називають «добою риб», акулоподібні тварини вже безперечно існували. Doliodus з раннього девону — одна з найдавніших відомих акулоподібних риб, від якої збереглася значна частина тіла. Cladoselache, знаменита скам'янілість пізнього девону з Північної Америки, мала обтічне тіло, роздвоєний хвіст і рот на передньому кінці голови. Ці істоти плавали в морях задовго до появи перших динозаврів.

Ці ранні тварини ще не були «сучасними» акулами. Найдавніші підтверджені представники сучасної групи, Selachii, відомі з ранньої юри, близько 200 мільйонів років тому, а найдавніший із них, що має назву, — Agaleus. Деякі дослідники вважають, що справжні сучасні акули могли з'явитися ще раніше, у пермському періоді, але ці дані досі є предметом дискусій.

Акули пережили кілька великих масових вимирань в історії Землі, зокрема те, що завершило добу динозаврів близько 66 мільйонів років тому. Одна з найвідоміших вимерлих акул, Otodus megalodon (мегалодон), жила на мільйони років пізніше й зникла лише кілька мільйонів років тому. Її знають переважно за величезними трикутними зубами, які можуть сягати приблизно розміру людської руки. Оцінки її довжини різняться, але вона була набагато більшою за будь-яку сучасну хижу акулу.

Створені для води: анатомія акули

Легкий і гнучкий скелет

Хрящ легший і гнучкіший за кістку, тож він допомагає акулам повертати й плавати ефективно. Деякі частини скелета, як-от щелепи й хребет, укріплені мінеральними відкладеннями, щоб витримувати навантаження під час укусу та плавання.

Шкіра, мов наждачний папір

Якби ви погладили акулу від голови до хвоста, її шкіра здалася б доволі гладенькою, а в протилежному напрямку — шорсткою, як наждачний папір. Причина — шкірні зубчики. Кожен такий зубчик побудований майже як зуб: має пульпу всередині, шар дентину та тверде зовнішнє покриття. Їхня форма та борозенки допомагають воді плавно обтікати тіло, зменшуючи опір. Інженери вивчали шкіру акул, створюючи купальні костюми, покриття для суден і поверхні, на яких погано розмножуються бактерії.

Плавучість без плавального міхура

Більшість кісткових риб тримаються на плаву завдяки заповненому газом плавальному міхуру. В акул його немає. Натомість багато з них покладаються на дуже велику печінку, наповнену жиром, який легший за морську воду. У деяких видів печінка становить значну частку маси тіла. Крім того, акули створюють підіймальну силу грудними плавцями й хвостом — приблизно так, як крила літака під час руху вперед. Піщана тигрова акула має ще одну хитрість: вона ковтає повітря біля поверхні й утримує його в шлунку, щоб зависати у воді.

Дихання

Щоб акула могла отримувати кисень, вода має омивати її зябра. Деякі види, як-от акула-нянька, здатні прокачувати воду через зябра м'язами рота й глотки, тож можуть відпочивати на дні. Інші, зокрема біла акула й мако, залежать переважно від таранної вентиляції: вони пливуть із трохи відкритим ротом, і вода сама проштовхується крізь зябра. Для таких акул плавання і дихання тісно пов'язані.

Нескінченні зуби

Зуби акул не закріплені в лунках, як наші. Вони ростуть рядами на внутрішньому боці щелепи й посуваються вперед, наче повільний конвеєр. Коли передній зуб ламається або випадає, його місце займає зуб із наступного ряду. За життя акула може змінити тисячі зубів, тому викопні акулячі зуби належать до найпоширеніших скам'янілостей хребетних на Землі. Форма зубів розповідає про раціон: голкоподібні зуби утримують слизьку рибу, зазубрені трикутники розрізають велику здобич, а пласкі зуби-жорна розчавлюють черепашки та панцири.

Шосте чуття та інші суперчуття

Акули мають вражаючий набір органів чуття, які дають змогу знаходити здобич у каламутній воді, у темряві та на великих відстанях.

• Нюх: акули здатні вловлювати дуже малі кількості певних розчинених у воді речовин, наприклад крові чи риб'ячого жиру, і розрізняють, яка ніздря першою відчула запах, — це допомагає їм рухатися до його джерела.
• Слух: вони особливо чутливі до низькочастотних звуків, як-от тих, що їх видає риба, яка б'ється.
• Бічна лінія: ряд чутливих каналів уздовж кожного боку тіла вловлює рухи та зміни тиску в навколишній воді.
• Зір: у багатьох акул за сітківкою є відбивний шар — тапетум (tapetum lucidum), — який допомагає бачити за слабкого освітлення. Деякі види мають захисну внутрішню повіку, мигальну перетинку, а біла акула під час нападу закочує очі назад.
• Електрорецепція: це «шосте чуття» акули. Дрібні заповнені драглистою речовиною пори на морді, які називають ампулами Лоренціні, вловлюють слабкі електричні поля, що їх створюють м'язи й нерви живих тварин. Акула може знайти рибу, сховану під піском, просто відчувши ці сигнали зблизька.

Незвичайна голова акули-молота, яку називають цефалофойл, розподіляє ці датчики на широкій площі. Науковці вважають, що це допомагає акулам-молотам прочісувати дно в пошуках закопаної здобичі, наприклад хвостоколів, трохи схоже на металошукач, а також, можливо, покращує їхню маневреність і розширює поле зору.

Величезне розмаїття форм і способів життя

Сучасних акул зазвичай поділяють на вісім або дев'ять рядів, і вони надзвичайно різноманітні. Найменші, як-от карликова акула-ліхтар, у дорослому віці мають довжину лише близько 20 сантиметрів і вмістилися б у долоні. Найбільша — китова акула — може сягати понад 12 метрів і є найбільшою рибою у світі.

Як не дивно, найбільші акули — це мирні фільтратори. Китова акула, гігантська акула та рідкісна великорота акула пливуть із величезним розкритим ротом і відціджують із води планктон, дрібну рибу та крихітних тварин, схожих на креветок.

Інші акули мають дивовижні пристосування:

• Біла акула, мако та їхні родичі можуть підтримувати частину м'язів теплішою за навколишню воду завдяки особливій мережі кровоносних судин, яка утримує тепло. Це допомагає їм активно полювати в холодних морях. Короткопера акула-мако вважається однією з найшвидших акул.
• Тупорила акула може жити в прісній воді, її знаходили далеко вгору за течією таких річок, як Міссісіпі та Амазонка.
• Бразильська світна акула, завдовжки лише близько пів метра, присмоктується до значно більших тварин, як-от китів і великих риб, і, повертаючи тіло, вирізає рівний круглий шматок плоті.
• Воббегонги та акули-ангели — це сплющені хижаки, що полюють із засідки: вони лежать замасковані на дні й хапають здобич, яка пропливає повз.
• Багато акул-ліхтарів і далатія можуть самі випромінювати світло, а деякі котячі акули світяться зеленим під синім світлом — це явище називають біофлуоресценцією.

Гренландська полярна акула тримає рекорд зовсім іншого роду. Вона живе в крижаних водах Арктики та Північної Атлантики й росте надзвичайно повільно. У 2016 році науковці застосували радіовуглецеве датування до кришталиків очей цих акул і встановили, що найстаршій тварині в їхньому дослідженні було щонайменше 272 роки. Отже, гренландська полярна акула — найдовговічніша відома хребетна тварина.

Як народжуються акули

На відміну від більшості риб, які викидають у воду величезну кількість ікринок, в акул запліднення внутрішнє. Самці мають пару органів, які називають птеригоподіями; вони розвиваються з черевних плавців. Самиці народжують відносно мало потомства, зате кожне дитинча при народженні велике й добре розвинене.

Акули мають три основні способи появи потомства на світ:

1. Відкладання яєць. Деякі види, як-от багато котячих акул і рогаті акули, відкладають яйця в міцних шкірястих капсулах. Порожні капсули часто викидає на пляжі, де їх називають «гаманцями русалки». Рогаті акули відкладають спіралеподібні капсули, які можна вклинити в щілини між скелями.
2. Яйця, що вилуплюються в тілі матері. У багатьох видів малята розвиваються в яйцях усередині тіла матері й народжуються живими після вилуплення. У деяких із цих акул, як-от у білої акули та мако, ембріони, що ростуть, живляться незаплідненими яйцями. У піщаної тигрової акули найбільший ембріон у кожній із двох маток поїдає своїх менших братів і сестер, тому зазвичай народжуються лише двоє акуленят.
3. Живонародження з плацентою. У таких видів, як акули-молоти та синя акула, ембріон з'єднаний із матір'ю плацентою, яка за своєю функцією подібна до плаценти ссавців і постачає поживні речовини до самого народження.

Акуленята самостійні з моменту народження й не отримують жодної турботи від батьків. Багато видів народжують у захищених прибережних «яслах», де молоді акули в більшій безпеці від великих хижаків. В акваріумах самиці кількох видів, зокрема лопатоголової акули-молота та зебрової акули, навіть народжували потомство без самця — цей процес називають партеногенезом.

Чому акули важливі для океану

Багато акул є верховними хижаками й допомагають підтримувати рівновагу морських екосистем. Полюючи на хворих, слабких або надто численних тварин, вони впливають на чисельність і здоров'я інших популяцій. Їхня присутність також змінює поведінку здобичі. Наприклад, у затоці Шарк у Західній Австралії дослідники з'ясували, що ризик зустрітися з тигровими акулами впливає на те, де живляться морські черепахи та дюгоні, а це, своєю чергою, допомагає вберегти луки морських трав від надмірного випасання.

Акули — ще й великі мандрівники, що поєднують віддалені частини океану. На початку 2000-х років самиця білої акули, позначена біля берегів Південної Африки, допливла до Австралії й повернулася назад менш ніж за рік, подолавши в обидва боки близько 20 000 кілометрів. Супутникові мітки показали, що багато акул регулярно здійснюють довгі міграції між місцями живлення й розмноження.

Страх, факти та охорона

Фільми й новини створили акулам грізну славу, але укуси людей трапляються рідко. Більшість видів невеликі або живуть далеко від людей, і лише кілька видів відповідальні за більшість серйозних випадків. У всьому світі неспровоковані укуси акул зазвичай спричиняють менше десяти смертей на рік — набагато менше, ніж багато повсякденних небезпек.

Справжня загроза спрямована в протилежний бік. Люди вбивають величезну кількість акул: часто цитоване дослідження 2013 року оцінило, що щороку гине близько 100 мільйонів акул. Їх ловлять заради м'яса, жиру з печінки й особливо плавців, з яких готують суп з акулячих плавців. Багато інших акул гине випадково як прилов у сітках і на ярусах, призначених для інших видів.

Акули особливо вразливі через повільний життєвий цикл. Багатьом видам потрібні роки, щоб досягти статевої зрілості, і вони народжують лише кілька дитинчат за раз, тому їхні популяції, раз скоротившись, відновлюються повільно. Дослідження, опубліковане 2021 року, показало, що чисельність океанічних акул і скатів з 1970 року зменшилася на 71 відсоток. Сьогодні понад третину всіх видів акул і скатів вважають такими, що перебувають під загрозою зникнення.

Є й добрі новини. Багато країн заборонили або обмежили відрізання плавців у акул, міжнародні угоди нині контролюють торгівлю кількома видами під загрозою, а морські заповідні зони дають акулам безпечні місця для живлення й розмноження. У деяких регіонах туризм із спостереження за акулами приносить від живих акул більше грошей, ніж рибальство могло б заробити на мертвих. Проживши сотні мільйонів років, акули тепер залежать від того, наскільки добре люди їх розуміють і захищають.