Тайны океана

Как бы ни были велики заросли водорослей в прибрежных водах, они всего лишь рощи на "опушке" океана. Их распространение ограничено примерно 100-метровой изобатой, глубже которой слишком мало света для развития растительной жизни. Биомасса прикрепленных ко дну водорослей в Мировом океане исчисляется многими миллиардами тонн и все же она ничтожно мала по сравнению с нуждами обитателей океана, потребляющих растительную пищу. Подлинные луга и пастбища океана - это мельчайшие одноклеточные водоросли, развивающиеся в толще воды. Многие из них так малы, что несколько десятков экземпляров, сложенных вместе, свободно пройдут через игольное ушко. Человеческий глаз различает их только с помощью микроскопа.

Эти растительные организмы имеют общее название - фитопланктон. Планктон по-гречески означает "парящий". Они действительно парят в воде. Известно, что чем меньше тело, тем больше отношение его поверхности к его объему и тем, следовательно, легче ему держаться на плаву в воде. Чтобы еще больше увеличить поверхность тела, планктонные организмы приобрели самые причудливые и притом очень красивые формы и снабжены всевозможными отростками. Увеличение поверхности фитопланктонных организмов не только обеспечивает им плавучесть, но усиливает также процесс фотосинтеза. Чем больше поверхность, тем больше падает на нее света. Деревья на суше с этой целью встали на путь увеличения кроны и листвы, фитопланктонные организмы уменьшили свой объем до микроскопических размеров, соответственно увеличив поверхность тела.

Фитопланктонные организмы обладают некоторой способностью произвольного передвижения. Например, по данным К. В. Беклемишева и Г. И. Семиной, "гигантская" диатомовая Ethomodiscus rex (объем 1 мм3) погружается на глубину и поднимается к поверхности моря, изменяя в своем теле содержание некоторых ионов - Na, K, Ca и др. Как мы увидим дальше, подобные "химические" способы изменения удельного веса свойственны и животным организмам.

Одноклеточные морские водоросли - это микроскопические "солнечные машины", производящие 80% всей биомассы океанских водорослей. С помощью лучистой энергии Солнца они превращают углекислый газ и соли минералов, растворенные в морской воде, в первичное органическое вещество, пригодное для питания животных организмов. Тонкость и точность их работы могут посрамить самого способного химика. Фитопланктон использует в среднем 0,04% солнечной энергии, падающей на поверхность океана; но за 3 млрд. лет существования океана фитопланктон аккумулировал в 100 млн. раз больше солнечной энергии, чем ее приходится на всю поверхность океана в год. Фитопланктон аккумулирует солнечную энергию, а животные организмы в дальнейших звеньях пищевой цепи ее трансформируют и вместе с фитопланктоном в скрытом виде, в форме различных химических соединений, откладывают некоторую часть ее на дне океана.

Многие фитопланктонные организмы способны, оказывается, жить в полном мраке на глубине до 2 тыс. и более метров. При отсутствии солнечного света они не гибнут и переходят на гетеротрофное питание, т. е. живут, подобно бактериям, за счет усвоения органического вещества. Алжирский биолог М. Ф. Бернар в числе таких водорослей-гетеротрофов обнаружил много видов жгутиковых и кокколитофорид, причем на глубине свыше 1000 м, если температура воды не менее 9º, скорость размножения кокколитофорид даже выше, чем в освещенной зоне. При возвращении в освещенную зону фитопланктонные организмы снова переходят к автотрофному питанию за счет солнечной энергии, углерода и минеральных солей.

Самая распространенная форма фитопланктона - диатомовые. Среди них насчитывают до 15 тыс. видов. Клетка диатомовой водоросли заключена в кремниевую коробочку, которая под микроскопом, особенно на черном фоне, сияет, как серебристая снежинка. Встречаются диатомеи самых причудливых форм. Навикула, например, похожа на кораблик, стремительно двигающийся в воде.

Размножаются одноклеточные водоросли очень быстро. Одна диатомовая водоросль в течение месяца может дать потомство в количестве 100 млн. диатомеи. Если океан не превратился до сих пор в диатомовую кашу, то это лишь потому, что одноклеточные водоросли очень быстро отмирают и не менее быстро поглощаются мелкими животными организмами. Так, например, небольшой рачок копепода поедает за день до 120 тыс. диатомеи. Диатомовые водоросли служат пищей устрицам, моллюскам, креветкам, крабам, малькам многих рыб. Есть рыбы, остающиеся вегетарианцами в течение всей жизни. К их числу относится менхеден (Brevoortia tyrannus), рыба, хорошо известная в морских водах Северной Америки, где ее ловят для переработки в кормовую муку.