Коли під час шестимісячної посухи озеро Чад у Африці зменшує свою площу майже на одну третину і оголюється мулисте дно, місцеві жителі відправляються на риболовлю, прихоплюючи з собою. мотики. Вони відшукують на обсохшем дні горбки, що нагадують кротовіни, і викопують з кожного глиняну капсулу з рибою, що склалася вдвічі, подібно шпильці для волосся.
Риба ця називається протоптерус (Protopterus) і відноситься до подклассу1 Дводишні риб (Dipnoi). Крім звичайних для риб зябер у представників цієї групи є ще й одне або два легких - видозмінений плавальний міхур, через обплетені капілярами стінки якого відбувається газообмін. Атмосферне повітря для дихання риби захоплюють ротом, піднімаючись до поверхні. А в їх передсерді присутній неповна перегородка, що триває і в шлуночку. Венозна кров, яка надходить від органів тіла, потрапляє в праву половину передсердя і в праву половину шлуночка, а кров, що надходить з легкого, - в ліву частину серця. Потім насичена киснем «легенева» кров потрапляє в основному в ті судини, які ведуть через зябра до голови і органів тіла, а кров з правої частини серця, також пройшовши через зябра, в значній мірі потрапляє в судину, що веде до легкого. І хоча бідна і багата киснем кров частково змішуються і в серці, і в судинах, все ж можна говорити про зачатки у Дводишні риб двох кіл кровообігу.
Двоякодихаючі риби - дуже давня група. Їх залишки знаходять у відкладеннях девонського періоду палеозойської ери. Протягом довгого часу Дводишні були відомі тільки за такими скам'янілим залишках, і тільки в 1835 р було встановлено, що мешкає в Африці протоптер - Дводишні риба. Всього ж, як виявилося, до наших днів дожили представники шести видів цієї групи: австралійський рогозуб із загону однолегочной, лусковик - представник загону двулегочних і чотири види африканського роду Protopterus. також із загону двулегочних. Всі вони, як, мабуть, і їхні предки, прісноводні риби.
Австралійський рогозуб (Neoceratodus forsteri) зустрічається на дуже невеликій території - в басейнах річок Бернетт і Мері на cеверо сході Австралії. Це велика риба з довжиною тіла до 175 см і масою понад 10 кг. Масивне тіло рогозуба стисло з боків і покрито дуже великою лускою, а м'ясисті парні плавники нагадують ласти. Пофарбований рогозуб в одноманітні тони - від рудувато-коричневого до блакитно-сірого, черево світле.
Велику частину часу рогозуб проводить на дні глибоких вирів, де лежить на череві або варто, спираючись на свої ластоподобние плавники і хвіст. У пошуках їжі - різних безхребетних - він повільно повзає, а часом і «ходить», спираючись на ті ж парні плавники. Плаває повільно, і тільки будучи сполохані, пускає в хід свій потужний хвіст і виявляє здатність до швидкого руху.
Період посухи, коли річки міліють, рогозуб переживає в збережених ямах з водою. Коли в перегрітій стоячій і практично позбавленою кисню воді гине риба, а сама вода в результаті гнильних процесів перетворюється на смердючу рідину, рогозуб завдяки своєму легеневий подих залишається живим. Але якщо вода висихає повністю, ці риби все ж гинуть, так як на відміну від своїх африканських і південноамериканського родичів не можуть впадати в сплячку.
Нерест рогозуба доводиться на період дощів, коли річки здуваються і вода в них добре аерується. Великі, до 6-7 мм в діаметрі, ікринки риба відкладає на водні рослини. Через 10-12 днів вилуплюються личинки, які до розсмоктування жовткового мішка лежать на дні, лише зрідка переходячи на коротку відстань. На 14-й день після вилуплення у мальків з'являються грудні плавці, і з цього ж часу, ймовірно, починає функціонувати легке.
Рогозуб має смачне м'ясо, а ловити його дуже просто. В результаті чисельність цих риб сильно скоротилася. Зараз рогозуби знаходяться під охороною і робляться спроби акліматизації їх в інших водоймах Австралії.
Африканські Дводишні - протоптери - мають ниткоподібні парні плавці. Самою великий з чотирьох видів - великий протоптер (Protopterus aethiopicus) може досягати в довжину більше 1,5 м, а звичайна довжина малого протоптера (P.amphibius) - близько 30 см.
Плавають ці риби, змееобразно згинаючи тіло на зразок вугрів. А по дну c допомогою своїх нитковидних плавців вони пересуваються як тритони. У шкірі цих плавників є численні смакові нирки - як тільки плавник стосується їстівного предмета, риба розвертається і хапає здобич. Час од часу протоптери піднімаються на поверхню, захоплюючи через ноздрі2 атмосферне повітря.
Протоптери живуть в Центральній Африці, в озерах і річках, що протікають по болотистій місцевості, схильною до щорічним затоплень і підсихає в сухий сезон. При пересиханні водойми, коли рівень води знижується до 5-10 см, протоптери починають рити нори. Риба захоплює грунт ротом, подрібнює і викидає назовні через зяброві щілини. Викопавши вертикальний вхід, протоптер робить у його кінці камеру, в якій і розміщується, перегнув тіло і виставивши догори голову.
Під час сплячки у протоптеров різко знижується інтенсивність обміну речовин, але тим не менше за 6 місяців риба втрачає до 20% початкової маси. Оскільки енергія поставляється в організм за рахунок розпаду НЕ жирових запасів, а головним чином м'язової тканини, в тілі риби накопичуються продукти азотистого обміну. Під час активного періоду вони виводяться переважно у вигляді аміаку, але під час сплячки аміак перетворюється в менш токсичну сечовину, кількість якої в тканинах до кінця сплячки може становити 1-2% маси риби. Механізми, що забезпечують стійкість організму до таких високих концентрацій сечовини, ще не з'ясовані.
При заповненні водойм з початком періоду дощів грунт поступово розмокає, вода заповнює повітряну камеру, і протоптер, прорвавши кокон, починає періодично висовувати голову і вдихати атмосферне повітря. Коли вода покриває дно водойми, протоптер залишає нору. Незабаром сечовина виводиться з його організму через зябра і нирки.
Через місяць-півтора після виходу зі сплячки у протоптеров починається розмноження. При цьому самець риє на дні водойми, серед чагарників рослинності, особливу нерестовий нору і заманює туди одну або кількох самок, кожна з яких відкладає до 5 тис. Ікринок діаметром 3-4 мм. Через 7-9 днів з'являються личинки, які мають великий жовтковий мішок і 4 пари перистих зовнішніх зябер. За допомогою спеціальної цементної залози личинки прикріплюються до стінок гніздовий нори.
Через 3-4 тижні жовтковий мішок повністю розсмоктується, мальки починають активно харчуватися і залишають нору. При цьому вони втрачають одну пару зовнішніх зябер, а залишилися дві або три пари можуть зберігатися ще протягом багатьох місяців. У малого протоптера три пари зовнішніх зябер зберігаються до тих пір, поки риба не досягне розмірів дорослої особини.
Покинувши нерестовий нору, мальки протоптера протягом деякого часу плавають тільки поруч з нею, ховаючись туди за найменшої небезпеки. Весь цей час самець знаходиться близько гнізда й активно захищає його, кидаючись навіть на що наблизився людини.
Протоптер темний (P. dolloi), що зустрічається в басейнах річок Конго і Огове, мешкає в болотистих місцевостях, де шар підземної води зберігається і під час сухого сезону. Коли поверхневі води влітку починають зменшуватися, ця риба, як і її родичі, заривається в придонну бруд, але докопуватися до шару рідкого мулу і підземної води. Влаштувавшись там, протоптер темний проводить сухий сезон, не створюючи кокона і піднімаючись час від часу вгору, щоб подихати свіжим повітрям.
Починається нора темного протоптера похилим ходом, розширена частина якого служить рибі і нерестової камерою. За розповідями місцевих рибалок, такі нори, якщо їх не руйнують паводки, служать рибі від п'яти до десяти років. Готуючи нору до нересту, самець рік у рік нарощує навколо неї грязьовий горбок, який в підсумку досягає 0,5-1 м висоти.
Протоптери привернули до себе увагу вчених, що займаються створенням снодійних препаратів. Англійські і шведські біохіміки спробували виділити «снодійні» речовини з організму тварин, що впадають в сплячку, в тому числі і з організму протоптера. Коли екстракт з мозку сонних риб вводили в кровоносну систему лабораторних щурів, температура їх тіла починала швидко падати, і вони засипали так швидко, немов непритомніли. Сон тривав 18 год. Коли пацюки прокидалися, ніяких ознак того, що вони перебували в штучному сні, у них виявити не вдалося. Екстракт, отриманий з мозку стережуть протоптеров, не викликав у щурів ніяких наслідків.
Лусковик (Lepidosiren paradoxa), або лепідосирен, - представник Двоякодихаючих, що мешкає в басейні Амазонки. Довжина тіла цієї риби досягає 1,2 м. Парні плавці короткі. Живуть лепідосірени переважно у тимчасових водоймах, що заливаються водою в період дощів і повеней, і харчуються різноманітною тваринною їжею, переважно молюсками. Може бути, поїдають вони і рослини.
Коли водойма починає пересихати, лепідосирен риє на дні нору, в якій влаштовується так само, як і протоптери, і забиває вхід пробкою з грунту. Кокон у цієї риби не утворюється - тіло сплячого лепідосирена оточене слизом, зволоженою грунтовими водами. На відміну від протоптеров, основою енергетичного обміну в період сплячки у чешуйчатников служать запаси накопиченого жиру.
Через 2-3 тижні після нового затоплення водоймища лепідосірени приступають до розмноження. Самець риє вертикальну нору, іноді горизонтально загинаються до кінця. Деякі нори досягають 1,5 м довжини і 15-20 см ширини. Кінець нори риба затягує листя та траву, на які самка викидає ікринки діаметром 6-7 мм. Самець залишається в норі, охороняючи ікру і вилупившуюся молодь. Слиз, що виділяється його шкірою, має коагулююча дією і очищає воду в норі від каламуті. Крім того, в цей час на його черевних плавниках розвиваються рясно забезпечені капілярами розгалужені шкірні вирости довжиною 5-8 см. Одні іхтіологи вважають, що в період турботи про потомство лепідосирен не використовує легеневого дихання і ці вирости служать йому додатковими зовнішніми зябрами. Існує і протилежна точка зору - піднявшись до поверхні і ковтнувши свіжого повітря, самець лепідосирена повертається в нору і через капіляри на виростах віддає частину кисню в воду, в якій розвиваються ікра і личинки. Як би там не було, після періоду розмноження ці вирости розсмоктуються.
Вилупилися з ікринок личинки мають 4 пари сильно розгалужених зовнішніх зябер і цементну залозу, за допомогою якої прикріплюються до стінок гнізда. Приблизно через півтора місяці після вилуплення, коли мальки досягають довжини 4-5 см, вони починають дихати за допомогою легенів, а зовнішні зябра розсмоктуються. В цей час мальки лепідосирена залишають нору.
Місцеве населення цінує смачне м'ясо лепідосерена і інтенсивно винищує цих риб.
Життя тварин. Том 4, частина 1. Риби. - М. Просвітництво, 1971.
Наука і життя; 1973 №1; 1977, №8.
Наумов Н.П. Карташев Н.Н. Зоологія хребетних. Ч. 1. Нижчі хордові, безщелепні, риби, земноводні: Підручник для біолог. спец. ун-тов. - М. Вища школа, 1979.
1 За іншими уявленнями дводишні (Dipneustomorpha) - надзагін в підкласі лопастеперих (Sarcopterygii).
2 У більшості риб ніздрі слепозамкнути, але у Двоякодихаючих вони з'єднуються з ротовою порожниною.