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

Когда нефть (и продукты ее распада) попадает в кровеносную систему рыбы через жабры или кишечник, ее следы нелегко найти. Ученые решили проверить печень у двух популяций рыб, так как давно известно, что в этом органе осуществляется обезвреживание ассимилированных ядов, начиная с тяжелых металлов и кончая алкоголем. Поэтому именно в печени стали искать скрытые последствия контакта рыб с углеводородами нефти.

У рыб «экспериментальной» группы не было обнаружено никаких внешних признаков повреждения печени, и поэтому ученые решили идти вглубь — исследовать узкие промежутки между плотно упакованными клетками и сами клетки, максимально используя возможности современных биохимических и электронномикроскопических методов. Особенно их интересовали липиды, или жиры. В печени рыб имеется несколько видов липидов, выполняющих различные метаболические функции. Некоторые липиды используются как резервные энергетические вещества, другие впитывают и растворяют сложные органические соединения, в том числе хлорорганические пестициды и, возможно, углеводороды нефти. Под такой химической охраной эти экзотические вещества, будучи связаны с их липидными молекулами-опекунами, могут без особых последствий долго оставаться в организме, но могут и выводиться наружу.

Соединения, относящиеся еще к одной группе липидов — фосфолипиды, входят в состав клеточных мембран. После окончания анализов оказалось, что количество фосфолипидов в печени рыб из двух различных популяций фундулюсов было совершенно разным.

Некоторые «экспериментальные» рыбы имели почти на порядок больше фосфолипидов, чем контрольные из чистого эстуария. В то же время у «экспериментальных» особей не хватало триглицеридов — липидов, выполняющих главным образом энергетическую функцию. Интересно отметить, что если бы ученые не провели такого глубокого исследования, как они это сделали, они могли бы прийти к заключению об «отсутствии последствий», так как общее содержание липидов у рыб из обеих популяций было одинаковое.

Электронограммы, сделанные с очень тонких срезов печени, выявили у экспериментальных рыб мощную пролиферацию специализированных мембран внутри клеток. Эти клетки были забиты плотно упакованной эндоплазматической сетью, на мембранах которой осуществляется интенсивный синтез белка. Ученые не могут объяснить значение этого отчетливо выраженного, но небольшого и второстепенного проявления последствий воздействия нефти. На первый взгляд, ненормально высокий уровень содержания фосфолипидов у рыб из Уайлд-Харбора мог означать, что углеводороды нефти вызвали «разрушение клеточных мембран и что соответственно потребовалось увеличение количества фосфолипидов для регенерационных процессов.

Однако наблюдаемый в клетках печени с помощью электронного микроскопа избыток богатых фосфолипидами эндоплазматических мембран как будто противоречит первому объяснению. То, что эти мембраны играют главную роль в процессах синтеза белка, дает основание предполагать, что обезвреживающие яд ферменты (являющиеся белками, выполняющими в высшей степени специфические химические задачи) образуются с большой скоростью. Такие ферменты могут нейтрализовать ядовитые соединения нефти в любом месте тела рыбы.

Было выдвинуто и такое объяснение: вырабатывая повышенное количество фосфолипидов, обладающих самыми сильными детергентными свойствами по сравнению с другими имеющимися у них липидами, рыбы, возможно, осуществляют очистку своего организма. Свободные фосфолипиды захватывают углеводородные молекулы в кровеносной системе, давая возможность рыбе непрерывно очищать свой организм от нефти. Постоянное вымывание токсичных углеводородов из тела предотвращает их опасное скопление в жизненно важных тканях.

Преодоление опасности с помощью внутренних резервов организма, демонстрируемое фундулюсом, можно рассматривать как вселяющий надежду пример естественной приспособляемости к необычной форме стресса. Мир природы чрезвычайно эластичен и жизнеспособен. Биологи, вероятно, обнаружат хитроумные мобилизующие механизмы, позволяющие сосуществовать с нефтью, и у некоторых других морских существ. Естественно предположить также, что организмы, обитающие по соседству с природными «источниками» нефти у берегов Калифорнии, давно уже приобрели любопытные адаптации такого рода.

Очень возможно и то, что поскольку загрязнение моря нефтью, добываемой человеком, осуществляется повсеместно, особенно в прибрежных водах, хронические сублетальные поражения могут наблюдаться у морских организмов на мелководье повсюду. То, что обнаружено у фундулюса, представляет собой лишь первое открытие подобного рода, маленькую частичку всего спектра физиологических реакций (или лучше сказать — уязвимости) живого организма. Ученым следует обратить особое внимание на разрушительное влияние нефти на поведение и химические средства общения, имеющие жизненно важное значение для каждого из живущих в воде существ, от водорослей до рыб. Серьезная опасность подобного рода угрожает омарам в водах Новой Англии; что же касается других морских организмов, то пока еще таких исследований не проводилось.

На кого-нибудь история с фундулюсом может подействовать ободряюще, и, действительно, было бы преждевременно говорить, что океаны умирают от нефтяного загрязнения. Но некритический оптимизм по поводу способности природы к самоочищению равным образом необоснован. Любой организм, который должен изменить свой метаболизм, чтобы справиться с распространяющейся угрозой загрязнения, расплачивается за это, но какой ценой — пока еще неизвестно. Может статься, что за увеличенные резервы фосфолипидов фундулюсы платят некоторым уменьшением количества откладываемой икры или сокращением энергетических запасов, в которых может возникнуть необходимость при нехватке пищи, или уменьшением фондов тех адаптивных ферментов, которые обеспечивают приспособление к внезапным изменениям солености или температуры воды.

Есть много причин, по которым у рыб, вынужденных затрачивать метаболическую энергию для борьбы с пагубными последствиями загрязнения моря нефтью, ослабевают приспособительные реакции, помогающие им выживать в и без того полной превратностей окружающей среде. Это снижение приспособляемости может обостриться, когда животные или растения находятся в динамических фазах своего жизненного цикла — например, в период размножения и выращивания потомства, во время линьки или личиночного периода быстрого роста. Из-за того, что все эти виды деятельности предъявляют повышенные энергетические требования, существа, испытывающие дополнительный стресс от загрязнения, могут произвести недоразвитое потомство, действовать нерешительно при встрече с хищником и поплатиться за это жизнью. Современные люди могут по достоинству оценить эту ситуацию: недаром, оповещая население города о смоге, школьников предупреждают о необходимости воздержаться от действий, требующих излишнего напряжения.

Как показывает пример с фундулюсом, морские животные пока более эффективно и изобретательно справляются с нефтью в море, чем человек. Однако вследствие обусловленного влиянием нефти роста энергетических потребностей организмов, превышающих возможности их обменных процессов, вместе с целым спектром синэргических последствий и огорчительной склонностью человека злоупотреблять возможностями, которые ему предоставляет море, — ожидать, что экология континентального шельфа останется нетронутой, было бы слишком оптимистично. Сейчас намечается тенденция перенапрягать возможности органической природы — толкать ее к пределам приспособляемости, — что может со временем повлечь за собой гибель большинства существ, обреченных на существование в загрязненном нефтью море.

VII. Ароматическая смесь загрязнений

Тихоокеанское побережье снискало легендарную известность за сказочное природное многообразие. Особенно славится этим Калифорния: золотые пляжи и величественные горы; пустыни и леса умеренного пояса; альпийские и арктические климатические зоны; обширные необжитые пространства и крупные города. Под стать многообразию ландшафтов штата и его культурное и социальное разнообразие. Некоторые благословляют такое положение вещей, другие проклинают. Чувство, испытываемое последними, всецело обязано тому, что сейчас происходит в кильватере интенсивной человеческой деятельности в прибрежной зоне этого региона — добыча и обработка нефти, дноуглубительные и намывные работы, городские мусорные свалки, пестициды, радиоактивные отходы и тепловое загрязнение. Таково злополучное разнообразие загрязнений в море, покрывающем Калифорнийский бордерленд.