Прозрачный шлем защищает раков-щелкунов от собственных ударов

Раки-щелкуны производят одни из самых громких звуков в океане, оглушая проплывающую мимо рыбу. Однако они остаются неуязвимы для собственных акустических ударов. Ученые выяснили, что надежную защиту им обеспечивает прозрачный «колпак», накрывающий окрестности глаз. Его необычная структура эффективно рассеивает энергию удара и может стать основой для разработки более безопасных шлемов. Об этом рассказывается в новой статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Миниатюрные раки-щелкуны вырастают всего до нескольких сантиметров, однако могут поспорить с белугами и кашалотами за звание самых громких жителей моря; их скопления создают помехи для работы подводных сонаров. Эти звуки производятся асимметричной боевой клешней с крайне необычным устройством. Сочетание твердых и упругих деталей позволяет «взводить» ее и резко отпускать, словно катапульту. При этом возникает мощная ударная волна, создающая оглушительный щелчок и даже короткие световые вспышки.

Считается, что сами креветки используют эти звуки для взаимодействия друг с другом, а также для охоты, оглушая проплывающую мимо добычу. Кроме того, показано, что из-за глобального потепления и нагревания воды ракообразные становятся активнее и в последние годы щелкают даже громче прежнего. Однако удар подобной силы может быть опасен для самих щелкунов, особенно для их нервной системы. Механизмы их защиты исследовала Александра Кингстон (Alexandra Kingston) и ее коллеги из американского Университета Талса.

Главное внимание ученые обратили на прозрачный «орбитальный колпак» (orbital hood) — нечто вроде крошечного шлема, прикрывающего верхнюю часть головогруди щелкунов — область вокруг глаз. Такая структура встречается только у них, но не у других ракообразных. Чтобы убедиться в ее защитной функции, ученые поставили эксперименты с раками Alpheus heterochaelis, у части которых защитный шлем удаляли и затем подвергали звуковому удару.

В норме животные пугаются такого воздействия и стараются вернуться в укрытие. Обычные креветки с «орбитальным колпаком» так и поступали. Однако те, у кого он был удален, вели себя совершенно иначе: они начинали вертеться и падать, оказывались дезориентированы и с трудом управляли своим телом, а на то, чтобы добраться в укрытие, требовалось в семь раз больше времени, чем их соседкам, сохранившим защиту головных ганглиев.

«Орбитальный колпак» не плотно прилегает к остальной части экзоскелета раков. Будучи прозрачным, он накрывает глаза, а пространство между ними и «шлемом» заполняет вода. Кроме того, в передней части он открывается отверстием. Ученые считают, что именно такая структура обеспечивает нужную защиту: резкое сотрясение «шлема» передается на воду, но создающийся при этом избыток давления выбрасывается через отверстие спереди. Возможно, такая структура позволит усовершенствовать и шлемы, которые используют люди.