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

Осенью и зимой в пелагических лесах наступает состояние покоя. Большая часть,"листьев" погибает, и они опускаются в темноту; питательные вещества уже не поднимаются из глубин так активно, как весной и летом. Конечно, жизнь здесь теплится, медленно отсчитывая время в студеной тишине, в ожидании, когда возвратятся длинные дни, жаркое солнце и плавный напор глубинных вод, подобно живительному соку, поднимется к листве от корней.

Пытаясь проникнуть в тайны сложных миров, составляющих мир планктона, человек буквально по крохам добывает знания, облегчающие их понимание. Такие важные события, как, например, нарождающийся "красный" прилив, могут зависеть от незаметного колебания молекул или незначительного сдвига в температуре или интенсивности света. Не раскрыты еще многие секреты планктона. Они нелегко поддаются пониманию человека. Они еще долго могут оставаться неуловимыми, потому что лабораторные колбы и нынешний аналитический подход не в состоянии охватить во всей полноте такое сложное явление, как апвеллинг. В этом мощном круговороте морской воды расстояния, измеряемые милями, не менее важны, чем микроны.

IV. Красные приливы

Некоторые фитопланктонные организмы, динофлагелляты, имеют склонность образовывать очень большие скопления, известные под названием „красные приливы". Иногда такие участки „цветения" моря достигают нескольких километров в ширину. Часто они располагаются параллельно береговой линии. Возникают красные приливы в результате быстрого размножения водорослей. Они могут существовать в виде отдельных клеток, либо в виде коротких цепочек, состоящих из нескольких клеток. При максимальной плотности популяции в литре морской воды содержатся миллионы водорослей.

Хотя красные приливы изучаются уже более 100 лет, ученые не пришли еще к окончательному мнению относительно многих аспектов их биологии; в частности, пока не известны причины, вызывающие,"цветение" моря. Известно, что подвижные организмы, образующие красный прилив, активно движутся с помощью жгутиков в поисках зон, в которых скапливаются растворенные питательные вещества. Перемещаясь с места на место, они часто покрывают огромные по их масштабам многометровые расстояния. Когда найден участок, содержащий оптимальное количество пищи, клетки часто образуют резко очерченный слой, который регистрируется океанографическими приборами как зона максимального содержания хлорофилла.

Совершенно непонятно, как скопления фитопланктонных организмов держатся вместе, образуя четкий горизонтальный слой. Планктонологи обращают свой взгляд на концентрирующие механизмы физической природы, такие, как вихревые течения, но действительно ли они причастны к этому — никто не знает. Тех, кто наблюдает за красными приливами с близкого расстояния, изумляет вид воды, неожиданно приобретающей цвет томатного супа, как будто кто-то прямо на глазах проводит краской пограничную линию на поверхности моря.

Некоторые организмы, встречающиеся в красных приливах, обладают чрезвычайно интересным свойством биолюминесценции. Установлено, что биохимическая основа свечения крохотных одноклеточных растений подобна той, которая заставляет светиться жуков-светляков. Динофлагелляты, очевидно, вспыхивают главным образом в ответ на физические раздражения. Ночью это сияние, освещающее верхушки волн, представляет захватывающее зрелище. Рыбы, плывущие через светящийся фитопланктон, оставляют за собой яркий зеленый след. Это привело биологов к мысли, что биолюминесценция водорослей выполняет защитную функцию. Сторонники этой гипотезы „сигнала тревоги" считают, что миллионы крохотных прожекторов, направленных на кормящееся ночью животное-фильтратор, делают заметным этого преступника для хищников. Такие пожиратели водорослей, возможно, не любят яркого освещения и отступают в более глубокие слои. Не все виды динофлагеллят обладают способностью светиться, и причина этого тоже неясна.

Появлению красных приливов на поверхности моря часто предшествуют сильные дожди, увеличивающие сток рек в море. В такое время питательные вещества поступают в прибрежные воды в большей, чем обычно, концентрации, и ученые давно подозревают, что именно это «переудобрение» моря вызывает красные приливы. В последние годы накопилось много примеров, указывающих на существование связи между появлением красных приливов и все учащающимися случаями загрязнения моря. По соседству с местами сброса городских канализационных сточных вод в морскую среду, например в Токийском заливе в Японии и Ослофиорде в Норвегии, массовые вспышки размножения ядовитых динофлагеллят становятся обычным явлением. Рост Gonyaulax catenella, наиболее массового вида в красных приливах в водах северо-западной части Тихого океана, стимулируется детергентами, содержащими нитрилотриацетатную кислоту.

Многие виды динофлагеллят имеют сложный цикл развития, в котором чередуются свободно плавающие планктонные фазы и фазы неподвижные, встречающиеся в бентосе. Эта схема жизненного цикла характерна для многих обитателей моря, но, в противоположность большинству из них, у ушедших на дно динофлагеллят все жизненные процессы заторможены. Эта стадия получила название покоящейся стадии, или цисты. В этот период динофлагелляты не движутся и не растут. Находясь в пассивной обороне, они окружают свои одноклеточные тела похожим на раковину покрытием, подобным оболочке пыльцевых зерен высших растений. Это одно из самых стойких веществ, способное противостоять почти любому химическому воздействию, доступному человеку и природе. Даже кипящие кислоты не в состоянии разрушить его. Инцистированные особи совершенно безболезненно переносят даже воздействие мощных пищеварительных соков животных, которые питаются живущими в отложениях организмами.

Спустя какое-то время, может быть годы (доподлинно никто этого не знает), по какому-то неуловимому сигналу из крохотных цист, которые на континентальном шельфе встречаются тысячами в одном грамме песка, появляется новое поколение плавающих планктонных организмов. Недавно некоторые биологи высказали мысль, что причиной красных приливов является такое массовое синхронное эксцистирование динофлагеллят, которые за несколько лет могли накопиться в бентосе от сменявших друг друга незначительных по объему популяций жгутиконосцев. Возможно, что стимулом к эксцистированию может служить смена температуры, солености или появление питательных веществ в оптимальной для роста водорослей концентрации, но опять-таки никто ничего не знает наверняка.

Если бы не тот факт, что несколько видов динофлагеллят крайне токсичны для многих высших форм жизни, включая человека, красные приливы, вероятно, ни у кого не вызвали бы интереса, кроме разве что горсточки кабинетных ученых да любознательных любителей морских прогулок. Однако среди дюжин безвредных видов в прибрежных водах Северной Америки четыре вида несут теперь ответственность за миллионные убытки, которые время от времени несут индустрия туризма и рыбная промышленность. Два из них вызвали смертельные отравления людей.

В Новой Англии жгутиконосец Gonyaulax excavata (прежнее название G. tamarensis) стал широко известен как опасный вид только начиная с 1972 года. В тот год были обнаружены ядовитые моллюски вдоль побережья штатов Мэн, Нью-Гемпшир и Массачусетс, одновременно было зарегистрировано несколько случаев подозрительной гибели рыб и птиц. Все это привело к запрету промысла моллюсков на несколько недель. Несколько раз сообщалось о появлении заболеваний, связанных с красными приливами, но быстро принятые меры предотвратили серьезную опасность.

В прибрежных водах Канады вот уже двадцать с лишним лет пристальное внимание приковывает G. excavata, С ним связывают многочисленные случаи гибели людей, употреблявших в пищу зараженных моллюсков.

Каждое лето начиная с 1972 года ядовитые водоросли появляются в водах Новой Англии, распространяясь на юг до Кейп-Кода. Некоторые ученые считают, что увеличивающееся количество сточных вод и тепловых выбросов вдоль побережья Новой. Англии, возможно, создает благоприятные условия для развития опасного G. excavata.