Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

В сентябре 1969 года, после небольшой утечки нефти в Баззардс-Бей в районе Кейп-Кода, ученые Вудс-Холского океанографического института обнаружили, что на глубине по меньшей мере 10 метров погибло огромное количество бентосных организмов. Собранные данные показали, что здесь нашли свою смерть десятки видов обитателей моря. Комментируя этот факт, один из ученых заметил, что если бы они ограничили свои исследования двустворчатыми моллюсками, они пришли бы к заключению, что утечки нефти не имеют каких-нибудь важных последствий для жизни моря. У двустворчатых наблюдалось только временное снижение темпов размножения.

Недавно выяснилось несколько интересных фактов, свидетельствующих о способности морских рыб приспосабливаться к постоянному присутствию нефти. Эти эксперименты были проведены в 1975 году исследователями из Вудс-Хола на небольших участках, что, однако, не умаляет важности сделанных ими выводов. Объектом служил фундулюс (Fundulus heteroclitus), устойчивый вид, обитающий в прибрежных гаванях и эстуариях.

Одна группа изучаемых фундулюсов, «экспериментальная» группа, была взята из Уайлд-Харбора, находящегося в центре зоны, охваченной нефтью при утечке 1969 года у Кейп-Кода. Хотя с тех пор прошло пять лет, здесь еще можно было выжимать нефть руками из донного ила. Контрольная группа рыб была родом из незагрязненной бухты в нескольких милях от места утечки. Сразу же после утечки фундулюсы в Уайлд-Харборе либо погибли, либо куда-то ушли, но через несколько месяцев довольно большая популяция этих рыбок снова восстановилась. Их привычка жить у дна и кормиться донными организмами и детритом, по-видимому, и обусловила непрерывный контакт с остатками нефти в отложениях. Это в свою очередь стимулировало появление неожиданных адаптивных изменений в метаболических процессах.

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.