Книга: 100 великих тайн океана

Загадка «красных приливов»

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.

По мнению некоторых ученых, именно массовый и синхронный выход огромного количества динофлагеллят из цист, накопившихся за несколько лет в морском бентосе от незначительных по объему популяций жгутиконосцев, и может являться причиной красных приливов. А стимулом к данному процессу может послужить смена температуры или солености воды либо появление в ней питательных веществ в оптимальной для роста водорослей концентрации. Но однозначно опять-таки сей факт не доказан.

Зато согласно другой гипотезе, высказанной американскими учеными, ветер и морские течения приводят к тому, что толща воды разделяется на слои с различной скоростью и направлением течения. Математическая модель движения фитопланктона позволила установить, что водоросли, попадая в зазоры между некоторыми из этих слоев, оказываются в своеобразной «ловушке». Но так как разные виды микроскопических водорослей имеют разное строение, то и попадают они в подобные ловушки в различных регионах.

Толщина «запирающих» слоев океана, которые образуются на глубине до 50 метров, может колебаться от нескольких сантиметров до нескольких метров, а их протяженность – составлять несколько километров. При этом подобная «ловушка» для фитопланктона может существовать в течение нескольких месяцев. В результате планктон накапливается в огромных количествах, что и приводит к «красным приливам».

Если бы не тот факт, что несколько видов динофлагеллят крайне опасны для человека, возможно, красные приливы и не вызвали бы у большей части населения особого интереса. Однако среди дюжин безвредных видов в прибрежных водах Северной Америки минимум 4 вида ответственны за миллионные убытки, причиняемые ими время от времени индустрии туризма и рыбной промышленности. А 2 из них и вовсе способны вызвать смертельные отравления.

В Новой Англии жгутиконосец Gonyaulax excavata 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. Сообщалось также о появлении заболеваний, связанных с красными приливами.

Эта же водоросль в последние годы приковывает пристальное внимание канадцев, ибо именно с нею связывают многочисленные случаи гибели людей, употребивших в пищу обитающих в ней зараженных моллюсков.

В Мексиканском заливе, главным образом у побережья Флориды и Техаса, губительные свойства красных приливов приписываются двум видам водорослей – Gymnodinium breve и Gonyaulax monilata. Наибольшее влияние красные приливы оказывают в этом районе на рыбу: во время красных приливов она отличается довольно странным поведением. Например, казалось бы, вполне нормальная на первый взгляд рыба вдруг совершает рывок к поверхности и начинает сновать вверх-вниз, то наполовину высовываясь из воды, то снова уходя под воду. Случалось, что и целые косяки кефали вдруг выскакивали на поверхность, вставали на хвосты и, выпустив фонтанчик воды, погибали. После такого массового падежа все пляжи бывают, как правило, завалены гниющей рыбой, и индустрия туризма надолго замирает.

Особенно опасны для человека красные приливы в районе тихоокеанского побережья, и самого пристального внимания там требует водоросль Gonyaulax catenella. Этот вид, обычно образующий цепочки клеток, в изобилии появляется только в прибрежных участках Северной Калифорнии и распространяется дальше на север. В пространстве и времени он распределен очень неравномерно. В течение многих лет на больших участках побережья красный прилив отсутствует, и вдруг, будто по команде, океан расцвечивается розовым, подобно облаку на закате, цветом.

Для человека и большинства других животных, на которых проводились опыты, паралитический яд, содержащийся в зараженных этим видом водоросли моллюсках, является одним из наиболее опасных среди всех известных ядов. Его действие почти в 50 раз сильнее действия кураре – знаменитого яда, которым амазонские индейцы смазывали наконечники своих стрел. Этот яд, по-видимому, состоит не из одного соединения, а из группы родственных органических веществ.

Впрочем, не только человек страдает от «красных приливов». Считается, что причиной выброса китов на берег и гибели дельфинов также являются токсины, выделяемые этими водорослями. Именно под действием их ядов киты и дельфины теряют ориентацию.