Книга: Жизнь моря

Подводные луга

Подводные луга

Растительный мир морей богат. Водоросли населяют все поверхностные воды океанов и морей. Пышным подводным лугом кажется дно в прибрежных районах моря. Водорослей, живущих на дне, около 4 тысяч видов. Более разнообразны одноклеточные — мелкие водоросли, их около 6 тысяч видов.

Помимо водорослей, в морях живут и другие представители растительного царства: цветковые растения, несколько видов слизистых грибов, бактерии.

Процедим морскую воду через густой фильтр и каплю осадка поместим под микроскопом. При увеличении в сотни раз мы увидим различные клетки, снабженные длинными щетинками, отростками, помогающими свободно держаться в толще воды. Они создают большую площадь трения, препятствующую погружению на дно. Водоросли пассивно плавают — «парашютируют» в толще воды, не затрачивая на это никакой энергии.

Среди одноклеточных водорослей главнейшее значение имеют диатомеи и перидинеи — обитатели поверхностных слоев. Водоросли, прикрепленные ко дну, живут только на мелководьях. Населять большие глубины, куда не проникает солнечный свет, они не могут.

Как же питаются водоросли?

Мы знаем, что без солнца, как и без воды, жизнь растений на Земле невозможна. Для того чтобы из растворенных в воде питательных веществ и углекислоты образовалось органическое тело растения, нужна солнечная энергия. Этот же закон господствует и в море.

В клетках водорослей, как и в листьях высших растений, находятся небольшие тельца, содержащие особое зеленое вещество — хлорофилл. При его участии в растительной клетке происходит замечательное явление.

Хлорофилл обладает способностью поглощать световую энергию и превращать ее в химическую. С помощью последней образуются сложные соединения таких веществ, из которых затем растение строит свое тело. Световая энергия играет в этом огромную роль; отсюда и процесс, совершающийся в растении, носит название фотосинтеза, то-есть соединения веществ с помощью света.

Солнечная энергия, поглощенная хлорофиллом, вызывает химический процесс разложения воды таким образом, что от молекулы воды, содержащей два атома водорода и один атом кислорода, отнимается один атом водорода. Остается соединение из одного атома водорода и одного атома кислорода. Это образование непрочное, оно быстро вступает в реакцию с другим подобным соединением. При этом два атома водорода объединяются с одним атомом кислорода и получается вода. Остающийся же один атом кислорода оказывается лишним, и он выделяется из клетки в воду, где растворяется и создает необходимые условия для дыхания живого населения моря. Иногда выделяющийся кислород хорошо виден в аквариуме в виде пузырьков газа, подымающихся от водорослей к поверхности воды.

Но вернемся к тому, что совершается в клетке. В результате сложных процессов, в которых принимают участие и особые вещества — ферменты, освобожденные атомы водорода соединяются с углекислотой. Образуются углеводы — сахар, крахмал. Значение углеводов в жизни водорослей очень велико. Часто тело водоросли на 40 процентов состоит из углеводов. Но для построения организма одних углеводов мало, нужны еще белки. Для этого необходимо соединение углеводов с азотистыми, фосфорными, серными и другими веществами. Они растворены в окружающей воде и проникают в клетку, где, вступая в химическое соединение с углеводами, образуют белок и другие вещества. Белок есть важнейшая часть тела любого живого организма.

Значение фотосинтеза в жизни Земли огромно. От превращения энергии солнечного света в энергию химических связей в одной грамм-молекуле сахара запасается 674 килокалорий энергии. Питаясь растительной пищей, сжигая кусок каменного угля или полено дров, мы пользуемся этими запасами солнечной энергии. Солнечная энергия, поглощаемая растениями на Земле за год, в 25 раз больше всей энергии от сжигаемого каменного угля и используемой человеком энергии воды. Так как суша занимает меньшую поверхность Земли, чем океаны и моря, да к тому же водоросли обитают в слоях воды на глубине до 100 и даже 200 метров, водная растительность потребляет значительно больше солнечной энергии, чем наземная. В океанах водоросли связывают ежегодно почти 16 миллионов тонн углерода, создавая органическое вещество. Поскольку живущие на дне водоросли обитают только в узкой прибрежной полосе, главная часть продукции органического вещества падает на микроскопические одноклеточные водоросли.

В кубическом метре воды находят десятки миллионов одноклеточных водорослей. При благоприятных условиях их количество за день может удвоиться. Весною они размножаются в такой массе, что меняют окраску моря: оно становится зеленовато-желтым или синевато-зеленым. Тогда говорят, что вода в море «цветет». Несмотря на то, что одноклеточные водоросли все время поедаются различными рачками, мелкими рыбами и другими животными, количество водорослей, благодаря быстрому темпу размножения, остается огромным. Годовая продукция мелких водорослей моря достигает, например в Баренцовом море, 50 тонн с одного гектара. Быстро растут и крупные водоросли, обитающие на дне. Их суточный прирост равен 30–50 граммам на один килограмм водорослей.

Жизнь водорослей обычно недолговечна. Только среди крупных водорослей, живущих на дне, имеются многолетние. На зиму многие из них сбрасывают старые листовидные пластины с тем, чтобы ранней весной нарастить новые.

Представим себе отлив воды необычайной силы, такой, который обнажил бы все заросли водорослей, обитающих на дне от самого берега до большой глубины.

Самый верхний горизонт казался бы нам зеленым от обилия здесь зеленых водорослей. Глубже окраска стала бы бурой от господства бурых водорослей. Еще глубже поселяются красные водоросли. Все эти особенности заселения различно окрашенными водорослями связаны с проникновением света в воду. В клетках водорослей, помимо хлорофилла, имеются и другие пигменты. Они усваивают энергию лучей различных частей спектра и передают ее хлорофиллу.

Хлорофилл — зеленый пигмент; он лучше всего «работает» в лучах красной части спектра, которые не проникают на большую глубину. Обитающие на больших глубинах красные водоросли обладают пигментом, помогающим поглощать энергию зеленых лучей.

Прибрежные мелководные участки моря покрыты крупными водорослями. В местах, где отлив обнажает широкую полосу морского дна, мы видим громадные заросли их. Эти водоросли хорошо приспособились к временному обсыханию летом и даже «обмораживанию» зимою. Как только в прилив вода покроет их, они опять начинают нормально жить. Те же самые виды растений, живущие глубже, если их искусственно пересадить в условия временного обсыхания или действия холода, погибают. Многие крупные водоросли имеют воздушные пузыри. Это приспособление позволяет им находиться в вертикальном положении.

Крупные водоросли образуют настоящие подводные леса. Прикрепившись небольшими отростками ко дну, они стеной подымаются к поверхности моря. Мы знаем огромную силу прибоя. Порой штормовая волна ломает пристани, бетонные волноломы, причиняет ужасные разрушения в порту. А мягкие изгибающиеся водоросли легко выносят напор волн. Волна подымет, опустит, изогнет их, но не причинит им большого вреда. Если бы они, подобно деревьям, обладали очень жесткими, толстыми «стволами», то удары волн разбили бы их в щепки. Очень часто масса водорослей умеряет силу волны и спасает берег от разрушения.

Эту особенность водорослей хорошо описал Дарвин в дневнике во время путешествия на корабле «Бигль». «Здесь имеется одно морское растение, заслуживающее по своей важности самого подробного описания. Это морская водоросль макроцистис. Растение это произрастает на всякой скале, начиная от низшего уровня отлива до значительной глубины как на открытом морском берегу, так и в каналах. Во время плавания судов „Эдвенчер“ и „Бигль“ не встретилось, кажется, ни одного утеса, близкого к поверхности, который не был бы опутан этой пловучей водорослью. Услуга, оказываемая ею судам, плавающим в этих бурных краях, очевидна; и действительно, эта водоросль не раз спасала суда от крушения. Меня все более поражает, что это растение процветает среди сильных бурунов западного океана, которым не может долго противиться никакой утес, как бы крепок он ни был.

Стебель этой водоросли круглый, слизистый и гладкий и в диаметре редко достигает дюйма. Несколько таких стеблей, соединенных вместе, настолько крепки, что выдерживают тяжесть больших каменных глыб, к которым они прикрепляются в каналах между островами, а между тем многие из этих камней были так тяжелы, что один человек едва мог вытащить их и положить в лодку. Капитан Кук в своем „Втором путешествии“ говорит, что на земле Кергуэлен эта водоросль подымается с глубины более 24 морских сажень, а так как она растет не в вертикальном направлении, а образует с дном моря очень острый угол и, кроме того, большая часть ее растягивается еще на много сажень по поверхности моря, то я с полным правом могу сказать, что некоторые из них вырастают в 60 сажень и более.

Я не думаю, чтобы стебель какого-либо другого растения достигал трехсот шестидесяти футов длины, как нашел капитан Кук у этой водоросли. Кроме того, капитан Фриц-Рой находил экземпляры этой водоросли, подымающейся с глубины более сорока пяти морских сажень. Слоевища этой водоросли, хотя не очень широкие, образуют превосходные пловучие волноломы. Любопытно наблюдать в какой-нибудь открытой гавани, как огромные морские волны, проходя через эти раскинутые водоросли, очень быстро снижаются и переходят в гладкую поверхность».

В порту Санта-Барбара в Калифорнии гигантские водоросли являются единственным волноломом, защищающим суда в этой гавани от волн, идущих с Тихого океана.

Водоросли дают убежище и кормят великое множество разнообразных животных. В той же книге Ч. Дарвин так описывает население этих подводных лесов:

«Я думаю, не было открыто ни одной скалы у поверхности, которая не была бы обозначена, как буйками, этими плавающими водорослями… Можно было бы написать целый том, наполненный описанием обитателей одной из зарослей этой водоросли. Почти все листы так густо покрыты коркой из коралин, что имеют белый цвет. Мы имеем здесь изысканно нежные постройки, из которых одни населены простыми гидроидными полипами, другие — животными с более сложной организацией… На листьях прикрепляются также разные моллюски. Бесчисленные ракообразные населяют каждую часть растения. При встряхивании больших спутанных корней множество мелких рыб, раковин, каракатиц, крабов, всякого рода морских звезд, прекрасных голотурий, планарий и ползающих нереид выпадают все вместе. Я могу сравнить эти большие водяные леса южного полушария только с наземными лесами тропических областей. Но если бы в какой-либо стране был уничтожен тропический лес, я не думаю, что при этом погибло бы приблизительно столько же видов животных, сколько погибло бы здесь при уничтожении кельп. Среди листьев этого растения живут многочисленные виды рыб, которые нигде в другом месте не нашли бы себе ни пищи, ни убежища…»

Водоросли таят и немалые опасности для кораблей. На винт небольших судов легко наматывается такая масса водорослей, что машина останавливается. Немало затруднений, а иногда и бед приносят водоросли участникам десантных операций. Чрезвычайно трудно взобраться на берег по скользким водорослям. Крупные водоросли, обрастая дно корабля, могут сильно сбавить скорость хода.

Наиболее разнообразны донные водоросли тропических вод. К северу и к югу от экватора количество видов уменьшается. Так, в районе Малайского архипелага известно 860 видов водорослей. В Средиземном море — около 550 видов. В Баренцовсм море живут только 192 вида, а в Карском — всего 65 видов. Чем холоднее воды, тем менее разнообразна морская флора, но зато немногие по числу виды размножаются невероятно.

В прибрежных водах Мурмана обилие ламинарий, фукусов и других водорослей так велико, что они дают урожай за год в среднем 200 тонн с гектара. Особенно велики запасы водорослей в советских дальневосточных морях. Морские водоросли разделяются на следующие типы: жгутиковые, зеленые, диатомовые, бурые, красные и синезеленые.

В морях живут более 2 тысяч видов жгутиковых водорослей. Большая часть их — одноклеточные существа. Некоторые образуют колонии клеток в виде нитей, комочков и веточек.

Ученые долго спорили, куда отнести эти организмы. Маленькие одноклеточные существа быстро двигаются при помощи одного или двух жгутов. Есть среди них и такие, которые могут заглатывать и твердую пищу. По этим признакам многие зоологи причисляют их к простейшим одноклеточным животным. Но от настоящих одноклеточных животных они отличаются тем, что в их теле имеется пигмент — хлорофилл. Жгутиковые могут питаться, как все растения, неорганическими веществами, растворенными в воде, используя солнечную энергию. Поэтому ботаники относят их к растениям. Таким образом, жгутиковые стоят на грани животного и растительного царств.

Среди жгутиковых, обитающих в море, особенно большое значение имеют перидинеи. Число их видов достигает 1,5 тысячи. Трудно перечесть все разнообразие форм перидинеи. Тельце-клетка ее заключена в твердый панцырь, построенный из органического вещества, которое растворяется после смерти клетки. Поэтому в донных отложениях мы не наблюдаем перидиней.

Некоторые виды перидиней из рода гимнодиниум в период массового развития могут вызывать гибель рыб и морских животных, даже таких крупных, как дельфины и морские черепахи. Массовое развитие ядовитых гимнодиниум происходит вспышками. Известная «эпидемия» у берегов Флориды и в Мексиканском заливе в 1946 и 1947 годах охватила огромные площади. Подымаемые ветром водяные брызги заключали в себе клетки этих водорослей. Разносясь по воздуху, «отрава» раздражала дыхательные органы людей. Берег моря, всегда полный купающимися, опустел на сотни километров. Прошла эта «вспышка», и опять берег наполнился людьми, а воды моря — рыбой и другой живностью.

Многие жгутиковые способны светиться. Особенно ярко светится ноктилука.

Зеленые водоросли чаще всего представляют собой длинные нити или ленты, реже образуют более сложные формы. Среди них имеются и одноклеточные существа. Большинство их — около 5700 видов — живет в пресной воде, но есть и морские — около 300 видов.

К зеленым водорослям относятся некоторые виды, сожительствующие с животными. Так, одноклеточные хлореллы поселяются внутри тела губок, червей и других животных. Но это не паразиты, такое сожительство взаимно выгодно. Оно называется симбиозом. Хлореллы живут под самым поверхностным слоем тела «хозяина» так, чтобы они могли пользоваться солнечным светом. Питаются они также и выделениями клеток «хозяина». В свою очередь, живые хлореллы дают ему органические вещества — углеводы. В период голодания черви переваривают хлорелл.

К зеленым водорослям относятся еще сверлящие водоросли. Среди них наиболее широко распространена гемонтия. Она поселяется на различных известковых образованиях: раковинах моллюсков, веточках кораллов, комках известковых водорослей или, наконец, просто на кусочках мела. Гемонтия внедряется в известковую массу, растворяя ее выделениями щавелевой кислоты и выделяя углекислоту. Разрастаясь, водоросль распространяется внутри поверхностного слоя раковин моллюсков, не выходя наружу, так что смыть ее невозможно.

Диатомовых водорослей около 3 тысяч видов. Они встречаются в такой массе, что вода становится даже желтой. Обычно клетки большинства видов диатомей ведут одиночный образ жизни, но у некоторых видов клетки соединены в цепочки, диски, звездочки. Все это связано с приспособлением к условиям жизни.

Одноклеточное тельце диатомеи заключено в две кремнеземовые створки. Получается коробочка, крышка которой несколько больше донца. В коробочке покоится протоплазма. Когда клетка делится, то две створки расходятся, а на разделившемся комочке протоплазмы вырастает новая створка.

Обычно створки диатомей имеют различные выросты и щетинки, часто значительно большей длины, чем сама клетка.

Бурые водоросли — самые крупные. Живут они, прикрепившись специальными корнеобразными выростами к морскому дну.

Девятьсот видов бурых водорослей населяют прибрежные воды морей от тропиков до холодной Арктики. Их тела мягким ковром устилают подводные скалы. К ним относятся морская капуста — ламинария, макроцистисы, тоже очень крупные — нереоцистисы, алярии и, наконец, фукусы.

Оторванные от дна водоросли долго плывут по течению, но обычно жить в поверхностном слое моря не могут. Только некоторые виды саргассов стали настоящими плавающими водорослями. Они даже видоизменились, приспособившись к новому образу жизни. У них нет прикрепительных ко дну ризоидов. Размножаются они кусками своего тела — слоевищами.

В Атлантическом океане, вблизи берегов Антильских островов, системой течений Гольфстрим и экваториальных создается громадная затишная область. Это пространство воды, более 4,5 миллиона квадратных километров, населенное плавающими водорослями, названо Саргассовым морем.

Колумб и другие участники его путешествия, увидев на поверхности океана этот своеобразный «луг», считали, что они находятся вблизи берегов. Им горько пришлось разочароваться, когда они убедились, что до побережья желаемой «Индии» (Америки) путь оказался еще очень долгим.

Первоначально считали, что саргассы — это оторванные от берегов прибрежные водоросли, унесенные течением, но тщательные исследования показали, что водоросли Саргассова моря значительно отличаются от обитателей прибрежных вод Америки, Африки и Европы. Более того, живущие среди плавающих саргасс различные виды червей, рачков, крабов и рыбок также отличны от прибрежных животных. Но столь же очевидно, что все они произошли от каких-то предков, живших в береговой области. Предполагают, что плавающие саргассы и обитающие среди них животные произошли от предков, живших на побережье легендарной Атлантиды — громадного континента, опустившегося под воду в Северной Атлантике. Населявшие прибрежные воды животные и растения почти все погибли и лишь немногие приспособились к пловучему образу жизни. Понятно, что это лишь предположение. Налицо же замечательный факт приспособления донных водорослей и животных к пловучему образу жизни.

Красные водоросли часто за их цвет называют багрянками. Это самые разнообразные среди морских водорослей, прикрепленных ко дну. Их более 2500 видов.

Обычно багрянки растут небольшими кустиками, располагаясь ниже зеленых и бурых водорослей. В некоторых случаях кустики багрянок сплошным ковром устилают дно моря.

К багрянкам относятся анфельция и филлофора. Эти водоросли — важнейшее сырье для добычи вещества, называемого агар-агар.

В северо-западной части Черного моря на глубинах 30–50 метров имеется громадное «поле» филлофоры. Один вид филлофоры свободно лежит на дне, два других прикрепляются ко дну. Это некогда оторвавшиеся от береговых зарослей водоросли, нашедшие благоприятные условия существования на северо-западе Черного моря. Они, так же как и водоросли Саргассова моря, размножаются вегетативно, то-есть кусочками слоевищ.

К красным водорослям относятся и так называемые известковые водоросли. Особенно интересны литотамнии и кораллина. Они цементируют отдельные колонии кораллов в единую массу, участвуя в постройке коралловых рифов и островов. В более холодных морях эти водоросли образуют на дне и у берегов большие известковые скопления.

Синезеленые водоросли наиболее обычны для пресных вод. В море встречается их около 200 видов. Клетки этих водорослей, покрытые студнеобразным веществом, соединены в единый слизистый комок. У некоторых видов комок достигает размеров кулака. Имеются виды, образующие маленькие, почти микроскопической величины комочки. К ним относится анабена, вызывающая нередко «цветение воды» прудов, озер и опресненных районов моря. Есть синезеленые водоросли с желтой и даже красноватой окраской клеток.

Особенно это развито у триходесмии, нитевидной, собранной в микроскопические пучки водоросли. Триходесмий много в Красном море. Возможно, что и свое название это море получило за красноватый оттенок воды, наблюдаемый в период массового развития триходесмии.

Все цветковые растения развились на суше. В процессе длительной эволюции некоторые из них «перекочевали» в воду. Многие ведут полуводный образ жизни, у других только цветок возвышается над поверхностью, а некоторые совсем погружены в воду.

Все эти растения существенно отличаются от водорослей, о которых мы только что рассказывали. Они имеют корни, стебель, листья и цветы. Их плоды не микроскопические споры, а настоящие семена. Корнями растения впитывают из грунта питательные растворы. Внутри их тела расположены сосуды, разносящие растворы по всему организму.

В борьбе за существование эти наземные обитатели завоевали прибрежные участки водоемов. Вода стала для них второй родиной. Особенно большую роль цветковые растения играют в жизни пресных водоемов, но и во многих морях цветковые растения заселили громадные площади дна. Наиболее известен один из видов морской травы — зостера, или, как ее еще называют, камка или взморник. Кроме того, широко распространены филлоспадикс — морской лен, посидония и некоторые другие виды. Годовой прирост зостеры в некоторых районах в сухом весе превышает 2 тысячи тонн в год на квадратный километр.

По песчаному дну стелется мощное многолетнее корневище морской травы. Каждую весну она выпускает вверх тонкие, длинные, лентовидные листья. Над поверхностью моря морская трава не подымается. Цветы ее очень невзрачные, обычно их трудно даже различить. Морская трава служит местом обитания весьма многочисленной фауны. Морские иглы, коньки, креветки хорошо приспособились к жизни в зарослях. Их раскраска и форма тела таковы, что они почти невидимы среди листьев морской травы.

Осенью, когда листья морской травы отмирают, они удобряют обширные пространства прибрежных районов. Выброшенные штормом на берег, листья образуют длинные валы. Нередко можно видеть, как козы и даже коровы разгребают эти холмы, поедая свежую морскую траву.

Время от времени, в результате массового развития слизистого грибка лабиринтулы, вспыхивают «подводные» эпидемии: заболевает и гибнет морская трава зостера. Тяжело приходится тогда и прибрежной фауне, обитающей в зарослях.

Морские травы широко распространены в Белом, Балтийском, Черном, Азовском, Каспийском, Японском и Охотском морях.

Поразительную картину можно увидеть вблизи берегов тропических островов. Прямо из воды подымаются деревья и кустарники. Во время отлива видны не только ствол дерева и его многочисленные корни, но и воздушные корни. Спускаясь с нижних ветвей прямо в море, воздушные корни врастают в болотистую илистую массу, покрывающую дно моря.

Древесная и кустарниковая растительность объединяется названием — мангровые заросли. Некоторые породы мангровых деревьев достигают 30 метров высоты и двух метров в обхвате.

Многие мелкие островки настолько обрастают манграми, что производят впечатление леса, растущего из воды. Мангровые заросли создают вдоль берегов тропических морей обширные заболоченные пространства.

Мангры размножаются и плодами. У некоторых видов плод прорастает, пока еще он висит на дереве. Падая, он вонзается в илистый морской грунт и укореняется. Плоды мангров хорошо переносят дальние путешествия. Разносимые течениями, они заселяют коралловые острова, разбросанные в Тропической области океана.

Мангры предпочитают затишные илистые участки побережья, образуя там своеобразный уголок жизни моря. Рыба-прыгун, различные крабы, моллюски ползают по корням и ветвям мангровых зарослей. На дне живут древнейшие ракообразные — мечехвосты. Но иногда мангры способствуют не расцвету, а гибели животных. Поселяясь за грядой коралловых рифов, мангры настолько разрастаются, что вытесняют кораллы и многих других обитателей прибрежных вод.

Для людей опасны поселяющиеся в мангровых зарослях змеи и крокодилы. Заболоченные пространства мангровых зарослей являются местом жительства мириадов различных вредных насекомых. Среди них есть разносчики тропической малярии, желтой лихорадки.

Кора мангровых деревьев — прекрасный дубитель. На островах Малайского архипелага и в других тропических районах ведутся ее заготовки.

Исключительно велика в жизни моря роль бактерий. Можно смело утверждать, что без них жизнь растений и животных невозможна. Бактерии — самые мелкие из известных существ. Их размер колеблется от 0,2 до 1 микрона, то-есть от 0,0002 до 0,001 миллиметра.

Многие виды бактерий участвуют в важнейших процессах, совершающихся в водной толще и грунте. Если бы не было бактерий, то приостановилось бы разложение трупов морских растений и животных. Но так как безграничного притока вещества в море не существует, то наступил бы момент, когда из-за отсутствия необходимых в питании растений веществ последние не смогли бы развиваться, а вместе с ними приостановилось бы и развитие животных.

Однако роль бактерий в море не ограничивается только разложением органических веществ. Они участвуют в различных химических реакциях и осаждении на дне моря соединений железа, кальция, серы, азотистых и других веществ.

Там, где нет кислорода, не могут существовать обычные животные и растения. Но в этих условиях живут некоторые специфические бактерии. Есть моря, как, например, Черное, в глубине которых образуется застойная зона, то-есть область, куда не проникают поверхностные воды, богатые кислородом. При таких условиях кислород быстро расходуется, обычные организмы погибают, зато обильно размножаются анаэробные бактерии, то-есть бактерии, могущие жить без воздуха (вернее, без свободного газообразного кислорода). Необходимый для дыхания кислород они добывают при разложении органических веществ.

Среди морских бактерий имеются и болезнетворные. Различные заболевания рыб и других морских животных вызываются распространением определенных бактерий.