Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе - Куллини Джон (электронная книга txt) 📗

Эта классическая идея накопления загрязняющих веществ в пищевых цепях была впервые сформулирована в начале 60-х годов, когда хорошо проверенных данных было еще относительно мало. Сейчас нам известно гораздо больше о том, какую роль играют токсичные химические вещества в водных экосистемах.

Коэффициенты накопления на самых низших уровнях пищевой цепи вызывают изумление. Проведенное в 1975 году исследование биоконцентрации обычных инсектицидов бактериями в воде показало, что один из видов накапливал бета-хлордан в количестве, в 55900 раз превышающем его содержание в окружающей воде.

Такие бактерии в поверхностном слое океана могут включать экзотические яды в пищевые системы континентального шельфа гораздо быстрее, чем это предполагалось ранее. Личинки морских существ, многие из которых питаются бактериями, обычно намного чувствительнее к токсичным веществам, чем взрослые особи тех же видов. Разница в восприимчивости между личинками и взрослыми составляет три порядка (или 10³, что равно 1000 раз).

Накопление по пищевой цепи не единственный способ, при помощи которого морские животные аккумулируют ядовитые вещества. Непосредственное поступление химических соединений из воды через кожу и особенно жабры весьма обычно у рыб и ракообразных. Таким способом яд поглощается иногда в большем количестве, чем с пищей.

Ракообразные, главным образом креветки и крабы, как родственники насекомых, больше всех страдают от инсектицидов и подобных им соединений в море. Недавно появилась чрезвычайно тревожная информация об отравлении ракообразных, особенно в прибрежных водах Мексиканского залива.

В 1969 году в заливе Эскамбия вблизи Пенсаколы, в западной части Флориды, было обнаружено большое количество аэрохлора-1254, одного из самых распространенных соединений ПХБ. Хотя по своей химической природе соединения ПХБ подобны ДДТ, они используются не как инсектициды, а как промышленные хладоносители и в ряде других производственных процессов. Главным источником загрязнения был завод синтетического волокна в Монсанто на реке Эскамбия, где концентрация ПХБ достигла многих сотен частей на миллиард частей воды. Хотя самые большие концентрации ПХБ были обнаружены у устриц и мелкой рыбы в заливе Эскамбия, белые и розовые креветки тоже оказались сильно зараженными. В 1969 году, случайно ли, нет ли — неизвестно, но промысел креветок в заливе Эскамбия потерпел крах. В 1968 году общий улов составил более 1 000 000 фунтов. Год спустя он опустился до 234 000 фунтов, а в 1970 году — до 52 000 фунтов. С тех пор Монсанто уменьшил спуск ПХБ в реку Эскамбия, и промысел снова восстановился. Но остатки аэрохлора продолжают встречаться в организмах креветок, пойманных в этом районе.

Ученые пестицидной лаборатории Агентства по охране окружающей среды в Галф-Бризе, штат Флорида, обнаружившие ПХБ в заливе Эскамбия, расширили свои исследования и стали заниматься вопросом о влиянии очень низких концентраций ПХБ, вызывающих сублетальный эффект. Один из экспериментов был поставлен для определения способности зараженных креветок переносить изменения солености окружающей воды. Когда креветок, содержавшихся в воде почти такой же солености, как в океане, поместили в солоноватую воду с содержанием соли, в пять раз меньшим, чем в морской, животные, имевшие следы ПХБ в своем теле, стали умирать. Как полагают исследователи, объясняется это тем, что отравленные креветки не могли регулировать концентрацию соли в крови. В противоположность незараженным креветкам, которые оставались здоровыми при самой низкой концентрации солей, кровь жертв ПХБ стала водянистой, утратив необходимый баланс в содержании натрия, кальция, магния и калия. Этот эксперимент воспроизвел условия естественного стресса, действию которых креветки неоднократно подвергаются за свою жизнь. Речь идет о быстром распреснении воды в эстуарии после сильных дождей. Полученные результаты свидетельствуют о том, что даже следовые количества ПХБ уменьшают шансы креветок выжить.

В другом исследовании, проведенном с ПХБ в Галф-Бризе, было показано, что это токсичное вещество действует на жизнь моря избирательно. В аквариум, содержавший разнообразные организмы из прибрежных вод Мексиканского залива, был введен аэрохлор-1254 в концентрации от 1 до 10 частей на 1 миллиард частей воды. Через четыре месяца резко сократилось количество видов и отдельных представителей ракообразных, моллюсков и мшанок. Однако на количество кольчатых, червей и немертин, кишечнополостных (актинии) и иглокожих (морские ежи), оболочников (асцидии) и плеченогих присутствие загрязняющих веществ никакого заметного влияния не оказало. Количественно в контрольных аквариумах (не получивших ПХБ) преобладали ракообразные; уменьшение числа ракообразных наблюдалось в аквариумах, содержащих аэрохлор в соотношении 1:1000000000, а в сообществах, получивших 10 частей на I миллиард частей воды, стали преобладать асцидии.

Содержание ПХБ в воде в соотношении 1:10⁹ или 10:10⁹ — это достаточно высокие концентрации, которые пока трудно обнаружить в море в естественных условиях, однако некоторые локальные участки прибрежных вод, такие, например, как залив Эскамбия, лежащие на пути стоков предприятий с потенциально вредным производством, должны постоянно находиться под пристальным наблюдением. Более того, благодаря движению воздушных масс ПХБ, представляющие собой летучие вещества, быстро попадают в самые отдаленные районы. Концентрация ядовитых веществ в Мировом океане постоянно растет. Ясно, что долго так продолжаться не может.

Экспериментальные данные о возникающих под влиянием ядовитых веществ изменениях в природных биоценозах вместе с исследованиями, раскрывшими роль ПХБ в нарушении способности креветок регулировать химический состав крови в условиях пониженной солености, указывают на то, что судьба многих морских животных незавидна. Это в первую очередь относится к ракообразным и моллюскам, имеющим большую пищевую ценность. Впереди нас ждут прибрежные биоценозы, в которых доминируют черви, кишечнополостные и кожистые асцидии, столь неаппетитные на вид.

Может быть, из-за того, что крабы более выносливы и менее склонны к странствованиям, чем креветки, и поэтому их легче содержать в лаборатории, их реакции на хлорорганические соединения, особенно пестициды, были изучены более широко. Однако в самой общей форме результаты воздействия этих соединений, вероятно, одинаково проявляются у всех ракообразных, включая креветок.

В 1975 году исследователи описали влияние двух инсектицидов на голубого краба (Callinectes sapidus), наиболее ценный среди прочих ракообразных промысловый объект в заливе, да и во всей умеренной зоне Атлантического побережья. При этом специально изучалось действие ядов, которые содержались в тканях животных лишь в небольшом количестве. Этими токсикантами были ДДТ и Ми реке. Последний широко употребляется во всех южных районах США для борьбы с некоторыми видами муравьев. Снова ученых интересовали дозы, которые не убивают на месте, а медленно калечат животное.

Следовые количества как ДДТ, так и Мирекса вызвали резко выраженное повышение уровня интенсивности обмена веществ, последствия которого не ясны. Дальнейшие исследования показали, что Мирекс чрезвычайно эффективно подавляет рефлекс аутотомии (самокалечения), представляющий собой защитную реакцию ракообразных; он заключается в том, что ногу или клешню, схваченную хищником, ее владелец просто отбрасывает и тем самым часто спасает себе жизнь. Запрограммированное самокалечение проходит почти бескровно, и раненое животное через некоторое время полностью восстанавливает утраченную конечность. Но эта чудесная способность была подавлена у молодых крабов после того, как в их телах накопился Мирекс в концентрации всего 20: 109. Было также обнаружено, что Мирекс вызвал истончение верхней части карапакса краба. По мнению ученых, оба вида повреждений могут сильно уменьшить шансы краба спастись от хищников.

Еще в одной статье, опубликованной другим биологом в 1975 году, было описано поведение голубых крабов, подвергшихся воздействию смертельных доз растворимых в воде пестицидов. Живо описанные наблюдения над обреченными животными («Острое воздействие заставляет крабов метаться, появляется чрезмерная возбудимость… за всем этим следуют потеря равновесия, конвульсии и смерть через 24–96 часов…») вызывают в воображении мрачные картины, которые с каждым годом становятся все более и более вероятными. Пляска смерти ракообразных, может быть, уже начинается в отдельных, узколокальных районах. Она в конце концов может охватить миллионы личинок, а возможно и взрослых особей, в масштабах целых водных бассейнов.