Всего за 199 руб. Купить полную версию
Еще в 1937 году британский исследователь Н.А. Макинтош описал крупномасштабное переселение зоопланктона в водах Антарктики. Согласно исследованиям ученого, многие виды, в том числе и рачки рода калянус, летом скапливаются в верхних слоях и дрейфуют на север. С наступлением зимы они мигрируют на глубину 500–750 метров и, оказавшись в теплых водах, движутся на юг, к берегам Антарктиды. Таким способом крохотные животные в течение года дважды преодолевают расстояние в сотни километров.
Но Северная Атлантика – не Южный океан, насыщенный материками, островами, сложнейшими системами течений. Как же в этих сложных топографических условиях перемещается миниатюрное существо? Подчиняются ли его передвижения хоть каким-то закономерностям?
Чтобы выяснить это, гидробиологи Великобритании составили карту распределения скоплений зимующего калянуса в Норвежском море. И выяснилось, что из года в год рачок зимует в одних и тех же районах у сáмого дна, на больших глубинах. Опускаясь на зимовку, он использует сезонный прибрежный даунвеллинг – "сползание" прибрежных вод на глубину по материковому склону. С приходом же весны вдоль берегов формируется обратный процесс – апвеллинг, то есть процесс, когда прогретая и опресненная за счет материкового стока вода, становясь более легкой, относится от берега и поднимается вверх. И калянус очень эффективно, словно лифтом, пользуется этим сезонным течением для перемещения к поверхности.
Оказавшись в верхних слоях воды, рачок приступает к нересту. Для этих целей у него, скорее всего, есть излюбленные районы, и маркером таких "родильных домов" может служить рыба. Мойва, сельдь, скумбрия, треска, пикша и другие виды рыб тоже нерестятся у берегов Норвегии, причем каждый вид – в строго определенном месте. Очевидно, выбор места в значительной мере связан с обилием пищи для личинок. А начинают они все питаться в основном науплиями – личинками калянуса.
Таким образом, постепенно вырисовывается пространственная структура популяции рачка с определенными районами зимовки и нереста. А есть ли места откорма? По наблюдениям ученых Полярного научно-исследовательского института в Мурманске, в Норвежском море скопления калянуса привязаны к районам расхождения (дивергенции) течений. И ничего странного в этом нет, если учесть, что дивергенция – это подъем к поверхности глубинных вод, обогащенных веществами, питательными для фитопланктона, который, в свою очередь, служит пищей калянусу. Вот только по физическим законам пассивные частицы, к коим до сих пор причисляют и калянусов, в таких местах должны разноситься течениями, а не скапливаться. Значит, и здесь рачок выработал механизм, позволяющий ему войти в кормную зону и удержаться в ней.
Итак, вовсе не беспомощным существом, подчиняющимся воле океанических течений, предстает перед нами калянус, а искусным пловцом, эффективно использующим могучую энергию воды для перемещения в районы нереста, откорма, зимовки.
Таким образом, в результате синтеза накопившейся информации вместо кажущегося хаоса в распределении и перемещении планктонных животных начинают проступать контуры стройной системы. Открывая одновременно новый могучий пласт неизведанного и неисследованного.
Криль вызывает морские бури
Кроме калянуса, важнейшим объектом питания множества морских животных является еще и криль. Это собирательное название морских ракообразных мелких размеров (10–65 миллиметров), образующих скопления в поверхностных слоях воды умеренных и высоких широт обоих полушарий.
Миллиарды этих крошечных пловцов дневные часы проводят на безопасной 100-метровой глубине, а с приходом ночи поднимаются в поисках пищи к богатой водорослями поверхности, работая подобно гигантскому миксеру. Ведь хотя размер каждого рачка сам по себе и ничтожен, однако в океане их проживает огромное количество.
Криль – пища многих морских животных
Так вот, как показали исследования, эти организмы служат не только пищевым объектом. Оказывается, ночные скитания криля существенно увеличивают масштаб смешивания холодных глубоких и теплых поверхностных вод (особенно прибрежных). Следствием же бурного перемешивания вод, усугубляемого ветром и другими физическими силами природы, становятся распространение питательных веществ, жизненно важных для функционирования морских экосистем, и обмен температурой и газами, в том числе углекислым, между атмосферой и водой.
Помимо смешивания вод, ежедневные миграции криля могут оказывать влияние и на изменения климата, ранее недооценивавшееся. Чтобы в полной мере оценить роль массовых перемещений крошечных организмов в этом процессе, специалисты в течение нескольких дней следили за жизнью и ночными "прогулками" одной из разновидностей криля в узком морском заливе Саанич на юге канадской провинции Британская Колумбия. Пользуясь приборами, измеряющими силу трения в жидкости, температуру и проводимость в микроскопическом масштабе, ученые обнаружили, что от быстрого подъема криля уровень турбулентности возрастает в 10 000 раз, или на 3–4 порядка, несмотря на то, что его пик продолжается не больше 15 минут. Скорость же восходящего движения ракообразных достигает 5 сантиметров в секунду. Из-за того, что они держатся вместе, как косяк рыбы, и двигаются синхронно, коллективно производимая энергия сопоставима с той, которую создают приливы и отливы.
Загадка "красных приливов"
О цветении воды в реках и озерах большинство из нас не только слышали, но и видели, как говорится, собственными глазами. Причиной возникновения данного явления служит обильное размножение водорослей.
Морские динофитовые водоросли
Случается подобное и в морях. И связано оно опять же с тем, что некоторые фитопланктонные организмы, в частности, динофитовые водоросли, при определенных условиях могут образовывать очень большие скопления. Иногда такие участки "цветения" моря достигают нескольких километров в ширину и нередко располагаются параллельно береговой линии. Называют это явление "красным приливом".
И хотя данный феномен изучается уже более 100 лет, ученые не пришли еще к окончательному мнению относительно многих аспектов его биологии: в частности, до сих пор неизвестны причины, вызывающие "цветение" моря.
Известно лишь, что подвижные организмы, образующие красный прилив, активно движутся с помощью жгутиков в поисках зон, где скапливаются растворенные питательные вещества. Перемещаясь с места на место, они зачастую преодолевают огромные по сравнению с собственными масштабами расстояния. Когда же такой участок встречается на их пути, водоросли начинают активно размножаться, в результате чего образуется резко очерченный слой.
Казалось бы, ничего особенного в этом нет: аналогичные процессы, особенно летом, происходят практически в любых реках и озерах. Любопытно другое: как скоплениям фитопланктонных организмов удается держаться вместе, образуя четкий горизонтальный слой?
При объяснении этого эффекта гидробиологи обращают внимание на такие, например, механизмы физической природы, как вихревые течения, обладающие свойством способствовать концентрации фитопланктона. Но действительно ли они причастны к этому – никто пока достоверно не знает.
Уже давно замечено, что 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, вероятно, именно это излишнее "удобрение" и вызывает красные приливы моря.
За последние годы накопилось много примеров, указывающих на существование связи между появлением красных приливов и все учащающимися случаями загрязнения морей. 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.
Многие виды динофлагеллят имеют сложный цикл развития, при котором чередуются свободно плавающие планктонные фазы и фазы неподвижные, встречающиеся в бентосе. Такая схема жизненного цикла характерна для многих обитателей моря, но, в противоположность большинству из них, у опустившихся на дно динофлагеллят все жизненные процессы заторможены, в связи с чем стадия и получила название покоящейся стадии, или цисты. В этот период водоросли практически не проявляют никаких признаков жизни: не передвигаются и не растут. Пребывая в пассивном состоянии, они окружают свои одноклеточные тельца похожим на скорлупу ореха покрытием, в состав которого входит очень стойкое к химическим воздействиям вещество. Его не в состоянии разрушить даже кипящие кислоты, не говоря уже о других реагентах.
Такие особи, покрытые, словно броней, прочными оболочками, без всякого вреда для себя переносят даже воздействие мощных пищеварительных соков животных, питающихся живущими в отложениях организмами.
Спустя какое-то время (может быть, годы – доподлинно никто этого не знает) по какому-то неуловимому сигналу из крохотных цист, которых в одном грамме песка на континентальном шельфе насчитывается до нескольких тысяч, появляется новое поколение плавающих планктонных организмов.