В жаркой пустыне Сахаре и горячих ключах на Камчатке, на полярных льдах и в условиях вечной мерзлоты, высоко в облаках и в глубине океанов — всюду находятся живые существа.
Если мы сопоставим объем заселения живыми существами суши и моря, то увидим, что море заселено значительно больше. Подавляющее большинство обитателей суши живет на ее поверхности. Лишь некоторые животные зарываются в землю, да и то на несколько метров. Корни деревьев проникают на глубину десятка метров. Глубже — различные бактерии. В воздух подымаются насекомые и птицы, но редко выше одного километра. Совсем другое дело в морях. Живые существа обитают на всех глубинах, во всей одиннадцатикилометровой толще вод океанов, на всем пространстве их дна и даже глубоко зарываются в грунт.
Путешествие вокруг света
Совершим путешествие вокруг света. Чкалов мечтал облететь вокруг света «через два полюса». Нам лучше отправиться по морю, чем по воздуху.
Для начала пути выберем самые холодные арктические моря. Перед нашим взором откроется не безжизненная полярная пустыня, а обитаемый край. Вот белый медведь, — он подкрадывается к краю льдины, на которой, кажется, так беспечно лежит нерпа. Но эта беспечность мнимая. В последнюю минуту нерпа молниеносно исчезла в лунке. Не солоно хлебавши пошел медведь дальше. Впереди мешком лежал морской заяц. Опять неудача: нырнул и заяц. Перед зверем открылась большая полынья. В ней резвилась целая стая единорогов. Они ныряли и били по воде своими огромными бивнями, охотясь за сайками. Единороги не испугались мохнатого царя ледяных полей. Стал рыболовом и голодный медведь. Хоть и небольшая рыбка сайка, а все-таки пообедать можно! Вскоре медведь набросал лапой на лед кучу рыбы…
Белые медведи.
Вблизи сибирских берегов наш корабль натолкнулся на стаю очень крупных дельфинов — белух. Косяк шел в прибрежных водах. Здесь можно поживиться бычком, печорской сельдью, а главное — жирными лососевыми рыбами. Вблизи берегов полярных морей во множестве живут голец, омуль, муксун, нельма — все это лакомая добыча. В некоторых районах сибирских морей можно встретить и моржей. Раньше они повсеместно водились в Арктике, но затем их в большинстве мест выбили.
На выходе из полярных льдов сибирских морей в Баренцовом море и у берегов Новой Земли, Земли Франца-Иосифа и Шпицбергена нас прежде всего поразило обилие морских птиц. Тучи кайр, моевок, люриков, гагарок, чистиков, глупышей устремились с моря к береговым скалам. И скалы эти кажутся живыми. Это «птичьи базары». Но еще более обильно само море. Здесь проплывают стада гренландских тюленей. Изредка можно увидеть и некогда обычных гренландских китов; вода так и кишит миллионами рачков. Сельдь, мойва, треска, пикша густо населяют воды Баренцова моря. Везде видны советские рыболовные суда.
Вся северная часть Атлантического океана занята северной Умеренной областью. И в этих водах мы все время встречали траулеры и дрифтеры и много других рыболовных судов. Атлантическая сельдь, треска, пикша, сайда, морской окунь, различные камбаловые — тут есть что промышлять труженикам моря!
Спустившись к водам, омывающим южные берега Европы, мы увидели обширный промысел сардины. Тут проходит южная граница Умеренной области. По выходе из нее мы столкнулись с удивительным явлением. На палубу стали падать летучие рыбки. Значит, мы достигли Тропической области. Она широкой лентой опоясывает все три океана.
Перед нашим взором открылась чудесная картина исключительного разнообразия видов животного и растительного царства.
Плывя вдоль берегов тропических островов, мы во множестве наблюдали кораллы. Вообще кораллы строят острова и подводные рифы только в Тропической области трех океанов. Любопытной, хотя и мало приятной, является прогулка по мангровым зарослям островов Тропической области. Это опасное предприятие. Придется надеть накомарник, ибо наше появление будет встречено тучами жалящих насекомых. Но главная беда не в том, что они больно кусают, а в том, что они являются переносчиками лихорадки и многих других тяжелых тропических заболеваний. Однако и это еще не все. Крокодилы и змеи — постоянные обитатели мангровых зарослей. Стоит человеку зазеваться, и он может стать жертвой кого-либо из тропических хищников. Здесь, в этих невыносимых условиях, рабовладельцы-колонизаторы заставляют негров и малайцев добывать ценную кору мангровых деревьев. Здоровьем и жизнью, платятся колониальные народы ради барышей американских и европейских капиталистов.
Перечислить всех обитателей Тропической области трех океанов нет никакой возможности. В водах, омывающих Малайский архипелаг, одних только животных насчитывается 40 тысяч видов. Здесь встречаются губки, кораллы, черви, моллюски, рыбы. В прибрежных водах Малайского архипелага растет 860 видов водорослей: бурых, красных и зеленых. Такого обилия растительности нет ни в одном море. У берегов Японии растет 222 вида, у Командорских островов — 171, а в холодном Беринговом проливе — всего 54. Многие животные Тропической области так интересны, что нельзя не упомянуть о них. Здесь живут луна-рыба, рыбы-прыгуны, пестрые, как бабочки, рыбы коралловых зарослей, еж-рыба, большинство видов акул, меч-рыба, громадные скаты.
Кроме рыб, в Тропической области мы встретили морских змей, морских черепах, дюгоня, кашалотов, массу мелких и гигантских головоногих моллюсков. Особенно интересен плавающий у поверхности моллюск-кораблик наутилус, этот единственный близкий родственник вымерших в конце мелового периода головоногих моллюсков, имевших хорошо развитую раковину.
На дне в прибрежной зоне мы обнаружили гигантскую раковину — тридакну — и обширные заросли саргассов и макроцистисов. На веточках плавающих саргассов совершают путешествие по океану морские коньки-тряпичники, игла-рыба и крабики.
Над нашим кораблем то и дело пролетали громадные альбатросы, буревестники, фрегаты и другие морские птицы.
Выйдя к югу из Тропической области, мы вступили в более холодную зону — в южную Умеренную область. И здесь много своеобразного. Но больше всего нас поразило то, что мы увидели наших прежних знакомцев по северным морям. Опять появились киты, тюлени, сардины, морской окунь, бельдюга, анчоусы, кефаль. Прибрежные скалы заросли фукусами и другими водорослями, знакомыми нам по берегам Мурмана и Норвегии. На уединенных островках мы встретили греющихся на солнце сивучей и котиков.
Переход в высокие широты южного полушария наиболее заметен по обитающим здесь пингвинам. Чем дальше к югу, тем больше мы видели на островах этих удивительных птиц.
Пингвины.
Наконец перед нами просторы Антарктической области. Приближаясь к ней, мы стали встречать громадные айсберги. Далее к югу появились и льды. На них живут пингвины. Много на льду и тюленей. Вблизи кромки льдов плавают киты. Мы встретили здесь советскую китобойную флотилию «Славу» и побывали в гостях на этом интересном пловучем заводе.
Путешествие по Атлантическому океану закончено. Теперь перед нами Тихий океан.
Идя на север вдоль южноамериканских берегов, мы узнаем, что громадные массы антарктической воды, устремляясь на север, создают условия, благоприятные для распространения холодноводной фауны почти до экватора. Это течение оживляет весь океан. По берегам опять видны «птичьи базары». Распространяясь с водами течения, пингвины достигают Галапогосских островов.
Тропическая область Тихого океана не принесла нам особых неожиданностей. Но все же наше внимание привлекло здесь обилие небольших островов. Их тысячи. Одни из них вулканические, другие коралловые. Острова делают возможным существование различных прибрежных организмов в центре океана.
Пройдя Тропическую область и держа курс к нашим берегам, мы попадаем в северную Умеренную область Тихого океана. В наших дальневосточных морях мы встретили многих животных, добыча которых имеет сугубо важное значение для развития всего края. На побережьях видели большие заводы по обработке лососевых рыб. На Командорских, Курильских и Тюленьем островах — стада котиков, а изредка даже каланов. В Охотском море, у острова Ионы, вздымающегося из моря, грохот прибоя часто не слышен за ревом стада сивучей. Их лежбища имеются и на побережье Камчатки.
Встретились нам суда, промышляющие камчатского краба. В дальневосточных морях поразило нас, понятно, большое разнообразие видов. Ведь в Умеренной области Тихого океана обитает в два-три раза больше видов рыб, чем в Умеренной области Атлантического океана.
Все это — отличия. А что же общего между умеренными областями этих океанов? Общего много. Достаточно подплыть к берегу. Вот перед нами хорошо знакомые по Баренцову морю водоросли: морская капуста — ламинария, фукусы; по отмелям и на сваях обнаружены мидии. В морях обилие сельди, трески, тюленей, китов. Даже знакомая нам по Мурману гага оказалась здесь. И снова услышали мы на уединенных берегах шум и крики «птичьих базаров».
Границы областей географического распространения морских животных идут, понятно, не по широтам. Мощные океанические течения смещают эти границы на север и на юг.
Наше путешествие показало, что имеются значительные отличия в распределении жизни в море. Можно наметить не менее пяти географических областей. Характерной особенностью Арктической области является круглогодичное присутствие льдов большую часть года. Для умеренных областей обоих полушарии характерны сезонные изменения температуры воды. В Тропической области температура воды остается почти постоянной.
Теперь мы можем составить географическую карту распределения морской фауны и флоры в Мировом океане. Мы сразу же увидим, что, несмотря на сообщаемость вод океанов и морей, каждая из пяти зоогеографических областей обладает своим населением. Но самым чудесным окажется то, что мы встретим одних и тех же животных и в северных и в южных полярных областях океана. Много общего обнаружится и при сравнении фауны Северной Атлантики и северной части Тихого океана.
Первое явление ученые называют биполярным распределением, второе, по предложению академика Л. С. Берга, — амфибореальным, то-есть общим для умеренных и полярных областей двух океанов. Л. С. Берг считает, что в конце третичной эпохи, в плиоцене, в арктических областях температура поверхностных слоев воды была на 5–10 градусов выше современной. Поэтому фауна северных частей Атлантического и Тихого океанов свободно общалась через Северный Ледовитый океан.
Ледниковый период вытеснил теплолюбивых обитателей из Ледовитого океана, и эта некогда общая фауна сохранилась только в северных частях Атлантического и Тихого океанов. Объединиться вновь ей мешают холодные и сильно опресненные воды сибирских полярных морей и Ледовитого океана.
По теории Л. С. Берга, биполярное распределение объясняется тем, что в ледниковый период распространение северной фауны проходило значительно южнее, а так как в это время климат Тропической области был холоднее, то эта фауна легко могла проникнуть в южное полушарие. Потепление в послеледниковое время сделало существование этих форм в Экваториальной области невозможным. Жившие здесь виды либо откочевали на север или на юг, либо вымерли. Таким образом, получился разрыв в распространении целого ряда близких видов.
С географическим распределением обитателей моря тесно связан и их промысел. Основными районами промысла является северная Умеренная область обоих океанов. Южная Умеренная область дает значительно меньше морских продуктов. В Тропической области промысел невелик. В Арктической области он удовлетворяет лишь нужды местного населения, а в Антарктической интерес представляет только добыча китов.
Уловы рыбы в северной Умеренной области Атлантического и Тихого океанов почти равны. Вместе они составляют более 10 миллионов тонн, то-есть половину всего мирового промысла. Но существует видовое отличие в уловах. В Атлантическом океане промысел обитающих в поверхностных слоях сельди и сардины почти равен промыслу донных рыб: трески, пикши, камбалы. А в Тихом океане главное место в промысле занимают сельдь и сардина. Камбаловые, треска и другие донные рыбы составляют менее трети всего промысла. Большие глубины, господствующие здесь, несколько затрудняют распространение и промысел донных рыб.
В глубинах океана
Глубины океана давно привлекали к себе внимание. Различные фантастические гипотезы создавали одну легенду за другой. В начале прошлого века французский путешественник Пэрон доказывал, что дно океана покрыто льдом и, следовательно, жизнь там невозможна. Около ста лет тому назад английский ученый Эдуард Форбс утверждал, что глубже 500 метров живых существ нет.
В 50-х годах прошлого века неожиданным судьей по этому вопросу выступил… телеграфный кабель. При прокладке атлантического кабеля выяснилось, что разнообразная фауна существует и на глубинах около 2 тысяч метров. Когда пролежавший три года на дне Средиземного моря телеграфный кабель порвался и был извлечен, то установили, что и к нему на глубине 3600 метров прикрепилось до 15 видов животных, относящихся к различным группам.
Несмотря на успехи научных экспедиций, открывавших животный мир на все больших и больших глубинах, идея безжизненности громадных глубин океана дожила до наших дней. Так, в книге шведского ученого Петерсона «Глубины океана», изданной в 1948 году, говорится об отсутствии жизни на глубинах, превышающих 6 тысяч метров. При этом автор ссылается на опыты французского физиолога Фонтена, утверждавшего, что организмы не могут жить при давлении более 600 атмосфер, что соответствует этим глубинам.
Советские ученые опровергли эти теории и доказали, что и максимальные глубоководные впадины обитаемы.
На больших глубинах Тихого океана.
Естественно, что не все морские глубины заселены однородно. Количество организмов и их видовой состав находится в большой зависимости от глубины.
Отправим наши приборы на различную глубину океана. Первые данные получат гидрологи. Они определят, что поверхностные воды, кроме вод Северного Ледовитого океана, до глубины в 200 метров, — самые теплые. Здесь температура обычно выше 10 градусов. До глубины в 1200 метров температура неуклонно падает, а глубже 1500 метров она держится на уровне около 2 градусов. Между 3 и 4 тысячами метров температура воды наименьшая, около плюс 1,5 градуса. На максимальных глубинах температура воды повышается. На глубине в 10 километров она доходит до плюс 2,5 градуса.
Пущенные в ход фотометры покажут, что хорошо освещены только поверхностные слои — до 200 метров. Глубже 2 тысяч метров свет солнца совсем не проникает.
Подсчитав улов мелких организмов, живущих в этих водах, планктонологи обнаружат в верхних 10 метрах около 500 тысяч одноклеточных водорослей в одном литре воды; на глубине 50 метров — около 10 тысяч, а на глубине 200 метров — немногим более 200 водорослей.
Выяснив количество различных мелких рачков, которыми обычно питается сельдь, получим: от поверхности до 200 метров вес зоопланктона — более 400 миллиграммов на кубический метр. Глубже 6 тысяч метров масса планктона в одном кубическом метре почти в тысячу раз меньше, чем в поверхностных слоях воды.
Разнообразие и количество живых существ на дне океана также падает с глубиной очень резко. На участках дна до глубины в 200 метров вес бентических организмов составляет 200–300 граммов на квадратный метр. На глубинах свыше тысячи метров — не более 10–12 граммов, на глубине 4–5 километров всего 2–5 граммов; на глубине от 9 до 10 километров биомасса бентоса составляет 250 миллиграммов на квадратный метр, то-есть в тысячу раз меньше, чем в верхних 200 метрах.
Член-корреспондент Академии наук СССР Л. А. Зенкевич в Курило-Камчатской впадине обнаружил, что если общее количество видов в одном улове трала на глубине тысячи метров достигает 120, то на глубине 8–9 тысяч метров оно падает до 6–8–17 видов. На глубинах в 5 километров исчезают десятиногие ракообразные. Губки, морские звезды и офиуры редко живут глубже 7 километров. На глубине в 8–9 километров исчезают кораллы, бокоплавы и равноногие раки. До глубин свыше 10 километров доходят только несколько видов многощетинковых червей, червей-эхиурид, голотурии и сидящие в трубочках тонкие, как волос, погонофоры.
В одном трале, взятом с глубины 8840 метров, оказалось 2850 экземпляров двух видов голотурии, 2 тысячи экземпляров трех видов погонофор. Кроме того, в этом трале было 85 эхиурид, 150 стебельчатых лилий и 160 многощетинковых червей, относящихся к трем видам.
Расположенная в Тропической области Филиппинская впадина несколько богаче. Здесь на дне обитают еще актинии, двустворчатые моллюски, бокоплавы.
Поверхностные воды более теплые, хорошо пронизанные солнечным светом, интенсивно перемешанные и снабженные питательными веществами, наиболее изобильные. Ведь главный источник пищи многих живых существ — водные растения, но их нет глубже 200 метров.
Всю многокилометровую толщу вод океана можно подразделить на два слоя: верхнюю зону — до глубины в 200 метров, куда проникает достаточно много солнечного света для развития растений, и глубинную зону, куда или совсем не проникают солнечные лучи, или проникают так слабо, что растения развиваться не могут. Глубинную зону надо еще подразделить на две области. До глубины в тысячу метров — срединную, относительно богатую зоопланктоном, и глубоководную, лежащую ниже тысячи метров, очень бедную живыми существами. Верхняя — световая зона — является производящей областью океана. Глубинная же зона, где не могут развиваться водоросли, — потребляющая область. Кроме хищников, к числу потребителей относятся и все трупоядные животные.
Исследования морских глубин представляют не только теоретический интерес. Ведь объем вод с глубинами более тысячи метров составляет большую часть водной толщи Мирового океана. Как же можно понять жизнь океана и возможности его использования, не изучая глубинную фауну и условия ее существования?
Вот почему ученые старались не только достать сетями и ловушками различных обитателей морских глубин. Были построены специальные металлические гидростаты, в которых ученые опускались, чтобы наблюдать жизнь на больших глубинах.
Первый удачный опыт в 1934 году проделал американский ученый Биб. В стальном шаре — батисфере — диаметром в 1 метр 30 сантиметров он погружался в районе Бермудских островов на глубину в 908 метров. В 1949 году в этом снаряде Бартон опустился еще глубже — на 1375 метров. Больших успехов достиг известный бельгийский конструктор Пиккар, тот самый, который летал в стратосферу. Им был создан аппарат, названный батискапом. В отличие от бибовской батисферы батискап опускался не на тросе. Пиккаровский снаряд несколько напоминает внешне подводную лодку, у которой снизу находится стальной шар. В нем помещаются наблюдатели. Корпус «лодки» представляет собой резервуар, заполненный бензином. Снизу прикреплен массивный груз. Когда батискап опускается на нужную глубину, командир может сбросить груз, а так как бензин много легче воды, то подводный «корабль» всплывает на поверхность. Батискап имеет моторы и прожекторы, получающие ток от аккумуляторов. С помощью моторов батискап может плавать по горизонтали и вертикали, а прожекторы помогают ученым наблюдать жизнь больших глубин. В 1953 году в Средиземном море в батискапе опускались на глубину в 2100 метров, на 3150 метров, а в 1954 году даже более 4 километров.
Все жизненные процессы на глубинах, где низкая температура и большое давление, протекают иначе, чем в поверхностных слоях.
При низкой температуре реакции в теле идут медленнее — следовательно, и пищи нужно меньше. Многие организмы на большой глубине при одинаковом размере гораздо старше своих родичей из поверхностных слоев воды.
В средние века считали, что вода не сжимается. В действительности вода сжимается, но очень мало. Громадная тяжесть многокилометрового столба воды сдавливает глубинные воды только на 60 метров. Если бы можно было прекратить это давление, то поверхность океана поднялась бы на 60 метров. Давление атмосферы на поверхность океана равно одному килограмму на квадратный сантиметр. Вес столба воды в 10 метров равен одной атмосфере давления. На глубине в 10 километров он будете равен тысяче атмосфер. Напомним, что в паровозном котле давление пара обычно меньше 20 атмосфер. Если мы опустим в океан металлическую трубку, плотно закрытую с обоих концов, то на глубине всего в несколько десятков метров она будет сплющена.
Как же могут существовать организмы при таком давлении? Ведь для того, чтобы опуститься на глубину в тысячу метров, человек сделал гидростаты из стальных листов в 4 сантиметра толщиной, а чтобы увидеть окружающий мир, вставил кварцевые стекла в 10 сантиметров толщиной.
Оказывается, воды в морских обитателях так много, что она легко уравнивает давление внутри организма с давлением в окружающей воде.
Нам уже известно, что вода мало сжимается. Это и помогает многим глубоководным животным переносить давление на большой глубине и подъем в вышележащие слои. Ведь при изменении давления вода почти не будет расширяться или сжиматься. Плохо приходится только тем рыбам, которые имеют плавательный пузырь. Воздух, по сравнению с водой, сжимается в 20 тысяч раз сильнее. При быстром извлечении таких рыб наверх их ждет верная гибель, если они не могут быстро регулировать давление газов внутри тела.
Морской окунь, поднятый с глубины, часто приходит с вывернутым желудком.
Как же питаются обитатели морских глубин? Естественно предположить, что падающие из верхних, богатых жизнью слоев океана трупы составляют основу их пищи. Действительно, многие живые существа питаются органическими остатками, находящимися в иле на дне. Некоторые фильтруют воду, отцеживая мелких животных или взвешенные остатки, находящиеся в воде. Однако прокормить всю массу глубинных организмов одними трупами из поверхностных слоев невозможно. Кроме того, пока они опустятся вниз, пройдет много месяцев, и мелкие организмы просто растворятся. Достаточно вспомнить, что 80 процентов площади океанов имеет глубины свыше 3 километров. И хотя обитатели больших глубин живут разреженно, их общая масса в Мировом океане громадна.
Ученые разрабатывали различные предположения об источниках питания глубоководной фауны. Известный датский ученый Крог создал даже гипотезу о существовании в глубинах океанов каких-то мелких быстро растущих организмов, способных потреблять растворенные вещества. Эта гипотеза имела своих последователей — настолько загадочным был вопрос жизни на больших глубинах.
Действительность оказалась значительно проще. В морях и океанах существует замечательное явление — суточная вертикальная миграция различных рачков, червей, рыб и многих других животных. Обитатели поверхностных слоев днем находятся на глубине, а ночью собираются в поверхностные слои. Эти суточные миграции охватывают большие слои океана. Миллиарды мелких рачков подымаются от глубин в 500 метров к поверхности океанов, где они питаются одноклеточными водорослями. Когда они опускаются, им навстречу с глубин в 1000–1500 метров подымаются планктоноядные рыбы и кальмары. В свою очередь, при опускании вниз они окажутся пищей хищников, подымающихся из пучин океана. Таким образом, в океане существует «пищевая лестница», по которой богатства поверхностных слоев переносятся вниз и кормят всю многокилометровую толщу вод океана.
Рачок-калянус, совершающий суточные вертикальные миграции.
На различных ступенях этой лестницы стоят: наверху — животный планктон, питающийся мелкими водорослями, в срединной зоне — планктоноядные организмы, а на больших глубинах — хищники. Это только примерная схема, характеризующая пищевые связи обитателей водной толщи. Ведь многие планктоноядные и хищники живут в одних слоях воды.
Замечательная способность планктонных организмов — плавать вертикально — позволила им освоить всю водную толщу океана.
Другие возможности питания имеются на дне больших глубин. Обитатели дна питаются остатками, падающими к ним из толщи воды. Они находят их, роясь в грунте или фильтруя придонные взвеси. Пищей служат также и различные бактерии, которых много в грунте и в придонных слоях воды. Хищников здесь мало, а близкие им виды переходят к «мирной» жизни. Известен хищный образ питания актиний. Но вот на больших глубинах живут такие актинии, у которых щупальца превратились в фильтровальный аппарат.
Не следует думать, что обитатели больших глубин — это «несчастные» изгнанники более богатых пищей поверхностных слоев. Они прекрасно приспособились к жизни на глубине и в других условиях существовать не могут. Жизнь на глубине имеет и свои преимущества: нет значительных изменений окружающий среды, как в поверхностных слоях, где в течение суток или по сезонам года сильно меняются условия.
Глубоководным существам во время миграций подняться в поверхностные слои воды трудно, так как они приспособились жить постоянно при низких температурах.
Условия жизни на больших глубинах наложили своеобразный отпечаток и на внешний облик их обитателей. Пребывая в постоянном мраке, многие из них приобрели специальные светящиеся органы. Глаза многих рыб и кальмаров имеют телескопическое строение, позволяющее улавливать малейшие проблески света. Особенно разнообразны светящиеся органы. Очень часто они просто устроены и расположены в различных частях тела. Когда они помещаются в ряд, рыба походит на идущий ночью миниатюрный пароход. Иногда светящийся орган — это настоящий фонарь, где, кроме источников света, имеются отражательные поверхности и линза; они усиливают свет и позволяют посылать его в нужном направлении. Есть рыбы, которые излучают синий, красный, зеленый свет. Они могут мигать разным цветом на манер светофора. Есть рыбы с фонарем около глаза и даже на самом глазу. Светящиеся органы помогают приманить «пищу». У некоторых рыб светятся кончики усиков. Получается настоящая светящаяся «блесна», колыхающаяся над огромной зубастой пастью.
Таких «удильщиков» много. Некоторые прячут свою удочку в особую сумку и выставляют ее тогда, когда приходит «аппетит».
У живущих на мелководьях каракатиц-сепий имеется специальный мешок, в котором находится темная жидкость. Спасаясь от врага, каракатица выпускает эти «чернила» и скрывается в темной массе. Но глубоководного хищника чернотой не удивишь. Наоборот, растеряться он может только от яркого света. Вот почему у многих беспомощных обитателей глубин накапливается особая светящаяся жидкость. В момент опасности маленький рачок, кальмар или другое животное выпускает на врага запас светящейся жидкости. Ослепленный или напуганный хищник на мгновение теряет ориентировку погони. Этим пользуется «жертва», скрываясь в темноте.
Изучая челюсти глубоководных рыб, невольно удивляешься изобилию зубов и величине пасти. Многие плавают с открытым ртом. Более того, у некоторых рыб челюсти могут раздвигаться, как у змей, и маленький хищник в состоянии проглотить жертву большего размера, чем он сам. Все это связано с разреженностью, с малым количеством живых существ на больших глубинах. Если уж посчастливилось поймать добычу, то надо ухватить ее так, чтобы ни одна крошка не пропала!
Разреженность населения больших глубин вызвала много приспособлений. У рыбки-цератиас самец в 13 раз меньше самки. Он прикрепляется к самке и живет паразитом. У него даже исчезают органы, необходимые для свободной жизни. У многих рыб развились особые органы, воспринимающие звуковые колебания на далеком расстоянии. Эти звуки вызываются различными организмами при дыхании и плавании. И животные в кромешном мраке глубин могут уловить движение плывущего далеко врага или определить местонахождение желанной добычи.
Звук распространяется в воде в пять раз быстрее, чем в воздухе, — 1500 метров в секунду. На скорость звука влияют различные условия: температура, соленость, давление. На поглощение звука могут влиять пузырьки воздуха, планктон, который в процессе жизнедеятельности выделяет или образует в своем теле пузырьки различных газов.
Значение пузырьков в поглощении звука можно определить очень просто — постучав по стакану газированной воды. Он не звенит!
Особенно хорошо передается звук на глубинах свыше тысячи метров, где на большом расстоянии имеются однородные условия. Звуковой луч здесь не отклоняется, и его путь от места возникновения до приема будет короче. Не мешает распространению звука и малая населенность глубин океана. Звук может быть услышан на расстоянии в 8 тысяч километров.
Есть такие виды рыб и рачков, у которых глаза не развиты. Даже у обычных рыб слепота не мешает их жизни. Так, в 1953 году в Баренцовом море нашли слепую треску. Она имела, для своего возраста, нормальные рост и упитанность. Слепые рыбы хорошо отыскивают пищу и спасаются от врагов с помощью звуковых колебаний и восприятия обратного эха. Движение рыб вызывают колебания низких частот. Они воспринимаются боковой линией тела. Плывущая рыба посылает вперед звуковые волны и воспринимает эхо.
Характер звука зависит от частоты колебаний. При медленном колебании получается низкий звук. Быстрые колебания вызывают высокий звук. Человек слышит в пределах от нескольких десятков до многих тысяч колебаний в секунду. За пределами этого более высокие — ультразвуки и более низкие — инфразвуки ухо человека не слышит. Этот «разговор» на звуковых колебаниях, нами не воспринимаемых, можно наблюдать, присматриваясь к жизни обитателей прибрежных вод. Различные рачки и рыбы отплывают подальше в море, чтобы не попасть под удары волн, когда улавливают звуки приближающегося шторма.
Мы уже упоминали, что успехи гидроакустики помогли обнаружить много «говорящих» рыб, рачков и других морских животных. С помощью гидроакустических приборов можно даже определить местоположение больших скоплений рыб, кальмаров и китообразных: стаи отражают ультразвуковые волны гидроакустического прибора. Этим широко пользуются в промысловой разведке.
Если стая рачков, рыб и других животных находится на глубине, то на ленте эхолота получаются две отметки. Одна, нижняя, свидетельствует о глубине места — истинном дне, а находящаяся выше говорит о ложном «дне», образованном стаей животных. По характеру записи можно определить видовой состав организмов, образовавших скопление. Так как эти животные все время находятся в движении, то второе «дно» называют «призрачным».
Глубоководная фауна весьма разнообразна. Ученые уже открыли несколько тысяч видов рачков, червей, морских лилий, ежей, голотурий, гидроидов, губок, рыб и многих других организмов. Недавно ученые обнаружили новый класс животных — погонофоры, которые живут преимущественно на больших глубинах. Удлиненное тело погонофор толщиной немногим больше нитки. Оно заключено в твердой трубке-домике, торчащей из илистого грунта больших глубин наших дальневосточных морей. Много их и в Тихом океане.
Окраска морских животных приспособлена к световым условиям и обычно служит маскировкой. Вот почему в окраске глубоководных животных преобладают темные, почти черные, фиолетовые или синие тона.
Можно было ожидать, что темные цвета свойственны всем глубоководным животным. Оказывается, нет. В трале, поднятом с глубины более 8 тысяч метров, многие представители различных классов животных не окрашены. Их кожа, панцыри раков и крабов, раковины моллюсков были грязновато-белого цвета, точно старая газетная бумага. В вечном мраке 8–10-километровой глубины безразлично, какого цвета будет кожа или панцыри. Во что ни рядись, все равно не видно. Ну, а раз так, то в процессе эволюции окраска тела у сверхглубоководных животных исчезла.
Глубоководные обитатели происходят от животных поверхностных слоев или прибрежных вод. Заселение больших глубин и шло этими двумя путями: сверху, через водную толщу, и по дну.
Обилие разнообразной глубоководной фауны и наличие особых отрядов животного царства свидетельствует о ее древности. Для большинства представителей глубин характерно приспособление к жизни при низких температурах. Это говорит об их арктическом и антарктическом происхождении. Имеются представители и тропической фауны, которые приспособились к жизни в холодной воде. Обитая в условиях низких температур, они распространились далеко за пределы Тропической области. «Стеклянные» губки в тропических районах океана обитают на глубине в 2–4 километра, в антарктических водах — 450 метров. Такие же примеры можно привести и по Северному Ледовитому океану. Здесь многие глубоководные жители Атлантического океана обитают на глубине 300–400 метров. Вблизи экватора холодные воды находятся, как известно, на меньших глубинах, чем в умеренных областях. Вот почему в море Банду Малайского архипелага встречаются некоторые представители глубоководной фауны в относительно мелких местах.
Наиболее разнообразна глубоководная фауна Тропической области. В Тихом океане западная часть более богата видами, чем восточная. Общие законы географического распределения животных оказались действительными и для глубоководной фауны.
Когда мы сравниваем обитателей небольших глубин, населяющих Индийский и Тихий океаны, то видим в их фауне много общих видов. К другим выводам мы приходим при изучении древней глубоководной фауны. Так, среди иглокожих больше общих видов у Индийского океана с Атлантическим и много отличий от Тихого океана. Очевидно, и общность геологической истории Атлантического океана с Индийским и отличие ее от Тихого океана сказались на истории развития жизни в больших глубинах этих океанов. По двум сторонам Панамского перешейка живут глубоководные креветки. Но они относятся к разным видам. Вероятно, когда Панамского перешейка не было, то в этом районе океана море было мелкое, и глубоководные фауны Тихого и Атлантического океанов не общались. Можно привести еще интересные примеры того, как исследование глубоководной фауны помогает раскрыть историю морей. Но пока еще скрытых тайн больше, чем сделанных открытий. Они манят к себе пытливых охотников, исследующих глубины океана.
Запасы моря
От поверхности и до самых больших глубин океана живут различные существа. Однако, несмотря на все их разнообразие, они могут быть подразделены по образу жизни всего на три группы: во-первых, мелкие организмы, населяющие водную толщу; во-вторых, активные пловцы этой толщи; в-третьих, обитатели дна.
Первая группа организмов получила название планктон. «Планктон» — слово греческое и обозначает «парящий», «носимый». Действительно, для мелких обитателей океанов и морей весьма характерно свободное парение в водной толще.
В планктонном сообществе объединяются как микроскопические водоросли (например, диатомеи, перидинеи) и одноклеточные животные (например, глобигерины, радиолярии), так и различные мелкие рачки, черви, медузы. Кроме того, в состав планктона временно, на определенный сезон, входят яйца и личинки донных животных (губок, полипов, моллюсков, червей, иглокожих и многих других), икра и мальки рыб.
Характерной особенностью всех планктонных организмов, независимо от того, к какому классу растительного или животного мира они относятся, является то, что у них развились различные приспособления, облегчающие им возможность пассивно парить в толще воды. Однако это не значит, что они не могут активно плавать; нет, многие из них неплохие пловцы. Но все они в состоянии очень долго носиться по воле волн в водной толще пассивно. Плавают они преимущественно вертикально, то-есть вверх или вниз. Течениями, идущими в разных слоях воды в различном направлении, переносится планктон на значительное расстояние.
Особенно важно то, что течение создает на громадном пространстве условия, благоприятные для существования определенной фауны и флоры.
Распространение с помощью течений широко развито у животных, прикрепленных и ко дну. Личинки кораллов ведут планктонный образ жизни от 4 до 23 суток, личинки иглокожих — 30–60 суток, личинки донных раков — около 30 суток. За это время личинки могут быть отнесены на сотни километров от материнской особи.
У планктона развились замечательные приспособления, позволяющие без больших усилий легко держаться в определенном слое воды. При помощи выростов и щетинок одноклеточные растения и мелкие животные планктона сильно увеличивают поверхность своего тела. У многих видов планктона форма тела напоминает парашюты. Удлиненные или шарообразные организмы при малой величине имеют большую площадь поверхности по сравнению с весом тела. Это также способствует увеличению трения и, следовательно, замедляет опускание организма вниз.
У наземных растений запасные вещества отлагаются в виде крахмала. Но крахмал тяжелее воды, и он тянул бы микроскопические водоросли ко дну. Вот почему в растениях планктона запасные вещества отлагаются в виде жира, который облегчает удельный вес его. Обильные жировые капли находятся также в теле различных рачков и других животных планктона.
У большинства планктонных существ вода составляет более 90 процентов веса тела. Естественно, что такому животному нужно затрачивать немного усилий, чтобы преодолеть силу погружения.
Давно уже было замечено, что сельди и другие рыбы, которые питаются планктоном, лучше ловятся в ночное время. Рыбаки правильно определили, что ночью рыба скапливается в поверхностных слоях. Ученые подтвердили, что сельди кормятся главным образом ночью. Их желудки оказывались наполненными рачками, которые в дневное время в поверхностных слоях попадаются очень редко.
Днем различные рачки, черви и многие другие животные планктона находятся в глубинных слоях. Вечером они подымаются к поверхности, а перед рассветом начинают опускаться вниз. Объясняется это тем, что планктон избегает солнечного света.
Представим себе грандиозность этого явления. Ежедневно от поверхности до глубины в 500 метров перемещаются ночью вверх, а днем вниз миллионы тонн живого вещества планктона. Благодаря этим вертикальным перемещениям массы веществ, образовавшиеся в поверхностных слоях, с помощью «пищевой лестницы», о которой мы говорили выше, переносятся из одного слоя в другие, пока не дойдут до дна.
Мелкие рачки — прекрасные пловцы. При ничтожном размере, в 2–3 миллиметра, они «ухитряются» совершить путешествие за сутки в 500 метров. Следовательно, их удельная (то-есть по отношению к размеру) скорость плавания больше, чем у рыб и китообразных.
Для выяснения роли света в суточной вертикальной миграции советские ученые исследовали это явление в полярных морях. Здесь летом круглосуточный день, а осенью происходит смена дня и ночи. Получается своеобразная лаборатория в природе. Оказалось, что рачки-калянусы, которые везде регулярно совершают суточные вертикальные миграции, летом в полярных морях все время находились в одном и том же слое. Осенью, когда в Арктике происходит смена дня и ночи, те же калянусы с темнотою собирались к поверхности, а днем уплывали вниз. Таким образом, роль света в явлении суточной миграции планктона получила яркое подтверждение.
Много других сторон жизни планктона могут показаться удивительными, особенно сезонные изменения количества планктона.
В полярных морях дело происходит так. Всю долгую зиму солнце не появляется над горизонтом, и, следовательно, растительный планктон развиваться не может. Мало пищи в это время и для животного планктона. Только бактериям раздолье. Они активно «трудятся» над разложением отмершего планктона, а это значит, что непрерывно будут накапливаться биогенные вещества, растворенные в воде. Но использовать их некому: растения без солнца не могут произвести этой работы. Появление солнца над горизонтом тоже не всегда меняет положение: ведь поверхность моря еще покрыта льдами. Сквозь льды свет проникает слабо, а если на льдах еще лежит снег, то в глубине морской совсем темно.
Лишь летом, когда образуются большие пространства чистой воды и в море проникнут солнечные лучи, начинается развитие растительного планктона. Этому способствуют и обильные запасы питательных веществ, накопленных за зиму. С каждым днем количество растительного планктона увеличивается. Море буквально «зацветает». Обилие пищи вызывает, в свою очередь, бурное развитие животных. В планктоне появляется масса рачков, червей, личинок обитателей дна и других мелких животных.
Буйно размножившиеся растения быстро потребляют запасы питательных веществ, накопившихся за зиму. Для растений наступают трудные времена. В то же время их интенсивно истребляют различные животные, особенно рачки. Но теперь, в свою очередь, наступают затруднения и для животного планктона: пищи становится все меньше и меньше. К тому же на рачков нападают планктоноядные рыбы. Они сильно выедают «кормовой» планктон. Обилие жизни дает возможность большой работы бактериям. Воды моря снова обогащаются продуктами разложения отмершего планктона. Казалось бы, тут-то и создаются возможности для нового увеличения количества водорослей планктона. Но недолго длится полярное лето. Быстро наступают холода, и море покрывается льдом. Лед закрывает от света поверхность моря на 9–10 месяцев.
Только два-три месяца идет развитие водорослей в полярных морях. На помощь им приходит круглосуточное освещение, и весь цикл развития планктон проходит за очень короткий срок.
Ну, а как в морях Умеренного пояса? Там нет круглосуточной ночи, а если и образуются льды, то на сравнительно короткий период. Там срок произрастания водорослей, или вегетационный период, значительно длиннее. Вначале, зимою и весною, все идет так же, как и в полярных морях. К лету биогенные вещества, необходимые для растений, истребляются настолько, что останавливается бурное развитие водорослей. Наступает отмирание масс растительного планктона. Опять начинается бурная деятельность бактерий и воды моря обогащаются питательными веществами. Так как условия освещения хорошие, то развивается второй максимум количества водорослей планктона. Этот максимум обычно менее обилен, чем первый, который использует зимние запасы веществ. Он отличается и по видовому составу. Весенний максимум образуется за счет диатомей, а осенний — за счет перидиней.
Как же это явление сезонных изменений в количестве планктона протекает в теплых тропических водах? Ведь там вегетационный период равен всем двенадцати месяцам. Действительно, количество планктона почти все время одинаковое. Только в зимний период создается кратковременный приток питательных солей из более глубоких слоев, в результате которого происходит небольшое увеличение планктона. Таким образом, в Тропической области имеется только один максимум планктона вместо двух максимумов, характерных для Умеренной области. Получается то же, что и в полярных морях, только там господствует биологическая зима, а здесь — биологическое лето.
* * *
Вторая группа морских организмов получила название нектон, что означает по-гречески «плавающий». К нектону относятся: большинство рыб, ластоногие (тюлени и моржи), китообразные (дельфины, кашалоты, киты), морские змеи и черепахи, крупные формы плавающих моллюсков (каракатицы, осьминоги). Большинство этих животных хорошо плавает. В процессе эволюции отличные пловцы, независимо от принадлежности к классам, приобрели рыбообразную, хорошо обтекаемую форму тела. Для нектона весьма характерно перемещение — миграция. Миграции обычно связаны с поисками пищи или же с путешествием к местам нерестилищ.
Когда рыбы откармливаются, они разбредаются на большой площади. Но вот наступает время нереста. Рыбы объединяются в громадные, многотысячные и даже миллионные стаи.
В 1941 году Каспийская научная рыбохозяйственная экспедиция в районе Апшеронского полуострова обнаружила косяк сельди, идущей на нерест. Это было поистине грандиозное зрелище: ядро сельдяной «толпы» имело 152 километра в длину и около 30 километров в ширину.
В открытом море под бортом судна ночью часто видна широкая серебристая река из сельди или сардины. Опытные рыбаки гирькой, привязанной к тонкой веревке, прощупывают стаю сельди на большой глубине.
О громадных скоплениях морской сельди могут свидетельствовать рыбы, часто выбрасываемые в бурю на берег. На Сахалине, в порту Корсаков, в 1899 году штормом набросало на берег целый вал из живых сельдей, подошедших к берегу для нереста. Объединение в громадные косяки-стада характерно не только для рыб. В 1934 году Г. А. Ушаков на Северной Земле наблюдал в море стадо белух, которые шли непрерывной лентой в течение пяти суток мимо полярной станции. В Горло Белого моря на щенку приходит около 3 миллионов тюленей. Если с самолета смотреть на льды, то видно, что они по краям все усеяны точками — лежащими тюленями.
В Баренцовом море в большом количестве ловят мурманскую сельдь. Питается она мелкими рачками, обитателями верхних 100–200 метров воды. Поэтому и ловят ее плавными сетями, которые выметывают в открытом море. А вот на нерест сельдь подходит к берегам Северной Норвегии и Западного Мурмана. Каждая сельдь откладывает от 15 до 20 тысяч икринок.
Через 20–25 дней из икринки выклевывается личинка длиной всего в 5–8 миллиметров, личинка превращается в малька, рыбку в 3–5 сантиметров, уже похожую на взрослую.
От икринки до малька.
Вырастая, молодые рыбки покидают прибрежные воды и отправляются странствовать. Путешествию в Баренцово море помогает теплое течение, идущее из северной части Атлантического океана. Молодые сельди расселяются на всей огромной области распространения этих атлантических вод. Их можно встретить и в районах острова Колгуева, вблизи Новой Земли и у Шпицбергена.
Обилие планктона — пищи сельди — способствует быстрому росту. Через 5–6 лет взрослая сельдь возвращается к местам нереста.
В придонных слоях в изобилии водится главная промысловая рыба Баренцова моря — треска. Ее стаи бывают так велики, что тралы подымают на борт до 2–3 и даже до 10 тонн рыбы. Треска питается преимущественно рыбой, кроме того, поедает донных животных: ракообразных, червей, моллюсков.
Треска, как и мурманская сельдь, предпочитает для нереста теплые прибрежные воды Северной Норвегии или Западного Мурмана. Хотя треска и придонная рыба, но икра у нее плавающая. Плодовитость трески огромна: до 9 миллионов икринок. Икринки и выклюнувшиеся из них личинки увлекаются теплыми атлантическими водами в далекие просторы Баренцова моря.
После нереста треска расселяется по всему Баренцову морю.
Путешествие сельди и трески в Баренцево море является пищевой миграцией. Богатые «пастбища» из миллиардов тонн живых существ, населяющих водную толщу, изобилие червей, моллюсков, рачков и мелкой рыбы, живущих на дне моря и в придонных слоях, привлекают массы сельди и трески. Для этого им приходится проплыть 500–1000 километров. Путешествие же с далеких мест откорма к мурманским и норвежским берегам является миграцией нерестовой.
Большими косяками мигрируют сельди в Каспийском море. С Южного Каспия сельди двигаются в северную часть. Большеглазый пузанок доходит до опресненных районов дельты Волги, где и нерестует, волжская сельдь (астраханка) нерестится от дельты Волги до Сталинграда. Самая жирная крупная сельдь — черноспинка (залом) — выше Сталинграда и по Каме. Более тысячи километров проходят эти дальние странники от места нагула в море до районов икрометания.
Но даже это поразительно далекое путешествие — ничто по сравнению с миграциями лососевых рыб.
Большую часть жизни кета, горбуша, чавыча проводят на просторах Тихого океана и дальневосточных морей. Отсюда взрослые рыбы идут в реки. Путь кеты измеряется многими тысячами километров.
Два близких родственника — нельма и белорыбица — совершают самые дальние миграции из моря в реки.
Нельма — житель Ледовитого океана. Она входит на икрометание во все крупные реки от Баренцова моря до Аляски. Нельма в реке Печоре подымается на 1500 километров от устья, в Оби и в Енисее — свыше 3500 километров, в Колыме — на 1000 километров.
Белорыбица — житель Каспийского моря. Для нереста она совершает огромный путь: из Каспийского моря по Волге она доходит до верховьев Камы и реки Уфы. Белорыбицу ловили в Угличе (3 тысячи километров), у города Красноуфимска (3300 километров).
Во время хода в реке лососи преодолевают быстрые течения и даже водопады.
Интересно, что чем крупнее рыбы, тем дальше от устья они подымаются вверх по течению. Так, обитатели бассейна Северного Ледовитого океана — нельмы проходят в реке более тысячи километров, рыбы среднего размера — муксун и омуль — нерестятся в среднем течении рек, а мелкие — ряпушка — в дельте или нижнем течении.
Но есть и совсем другой тип миграции — это путешествие угрей. Взрослые угри живут в реках.
В Советском Союзе угри водятся в реках и озерах бассейна Балтийского моря. Реже их можно встретить в реках, впадающих в Черное, Баренцово и Белое моря. Часто купающиеся принимают угря за змею. Длинное змееобразное тело угря помогает ему переползать ночью по росе из реки в пруды и озера, а накрепко закрывающиеся жаберные крышки препятствуют высыханию жабр. Замечательно, что в пресных водах живут только самки угря. Самцы не входят в реки. Они растут в прибрежных районах моря.
В пресных водах угорь живет 10, 15 и даже 25 лет. Достигнув половой зрелости, самки угря спускаются вниз по реке в моря и отправляются в далекое странствование в океан. Вместе с ними отправляются в путешествие и самцы. Угри плывут главным образом ночью и проплывают 35 и даже 50 километров в сутки. Во время этого путешествия угри не питаются и живут за счет жировых запасов, накопленных в реке.
Нерестятся европейские угри в центральной части Атлантического океана, в районе, называемом Саргассово море. Для этого им приходится пройти по прямой путь в 7–8 тысяч километров! Для нереста угри опускаются на значительную глубину: от 300 до 500 метров. После нереста они погибают. Из икры выходят личинки, совершенно не похожие на взрослых угрей. Личинка плоская и, как лепесток, прозрачная. Раньше, когда ученые не знали, что эта рыбка — малек угря, ее даже считали за особый вид рыб и называли лептоцефалус.
Вблизи района нереста угря проходит мощное течение Гольфстрим. Оно подхватывает тонкую легкую личинку и несет ее в направлении к Европе. Путешествие личинки длится около трех лет. За это время из плоской личинки вырастает маленькая змееобразная рыбка — угорек, похожая на взрослую. Размер угорька всего 7–8 сантиметров. Самки входят в реку и превращаются постепенно в длинную, до 1,5 метра, рыбу весом в 6 килограммов.
Миграция личинок угря от Саргассова моря к берегам Европы (цифры показывают размер мальков угря в миллиметрах).
Угорь, живущий в реках восточного побережья Америки, тоже отправляется на икрометание в районы Саргассова моря. Но его путь не так велик, как у европейского угря. И вот у мальков американского угря выработался ускоренный темп развития — всего в один год. Таков один из бесчисленных примеров замечательной приспособленности организмов к условиям жизни.
Тихоокеанские угри идут от места нереста в реки Азии, Малайского архипелага и Австралии.
Существуют и чисто морские угри; всю жизнь проводят они в океанах и морях.
Мигрируют рыбы не только в поисках пищи или мест нереста. Так, много хамсы мечет икру и питается в Азовском море, а на зимовку уходит в теплые, южные районы Черного моря.
Из всех морей устремляется в реки на нерест масса рыб. Этим пользуются для организации интенсивного промысла рыб в реках. Советский промысел ведется так, чтобы нужное для поддержания рода количество рыб дошло до мест нереста.
Море для проходных рыб — огромное и богатое пищевое поле, где они «пасутся» большую часть жизни. Реки же — укромные места, где можно отложить икру и где мальки рыб, пока они подрастут, имеют необходимые условия для жизни.
Миграции тюленей и китов связаны с теми же явлениями, что и у рыб. Места рождения и места откорма часто отстоят на сотни и тысячи километров. Приходящий на щенку в Горло Белого моря гренландский тюлень, после того как его детеныши начинают плавать, отправляется на север, в воды Шпицбергена, Земли Франца-Иосифа и к северу от Новой Земли. Это более тысячи километров по прямой.
Котики, приходящие летом на лежбища на Командорские острова, после того как молодь подрастет, отправляются в дальнее путешествие. Но они плывут не на север, как гренландские тюлени, а на юг. Зиму котики проводят в водах у берегов Японии.
Самые большие миграции совершают киты. Родившийся зимою в Тропической области молодняк устремляется вместе со взрослыми на богатые летние пастбища далеко на север или на юг — в антарктические воды. В северной части Тихого океана киты доходят до Берингова моря. Часть их входит в Чукотское море.
Чукчи — наблюдательный народ. Они установили, что множество китов плывет на север через Берингов пролив тогда, когда льдов в Чукотском море мало. Таким образом, киты служат своеобразными «предсказателями» ледовитости моря. Если подсчитать путь, совершаемый китами, то за год они преодолевают расстояние около 15 тысяч километров.
* * *
Бентос — третья группа организмов. «Бентос» — греческое слово и означает «глубинный». Всех обитателей дна морей и океанов объединяют этим названием. Для бентоса характерно то, что твердый грунт является опорой в их жизни, независимо от того, постоянна ли эта опора (как у коралла) или временна (как у камбалы). Бентос — понятие собирательное, объединяющее как прикрепленных ко дну водорослей, так и различных животных.
Приспособление к жизни на дне достигло у бентоса также высокого совершенства. Но в процессе эволюции это приспособление шло в другом направлении, чем у планктона. Тяжелые массивные раковины и скелеты с обильными отложениями извести, прикрепленные ко дну формы, — вот что весьма характерно для многих групп организмов, живущих на дне моря.
Понятно, у различных видов связь с грунтом не одинаковая. Имеются все стадии переходов — от неподвижно прикрепленных до свободно ползающих и плавающих.
Формы прикрепленные. Среди них имеются как растения (водоросли), так и животные: губки, кораллы, некоторые черви, некоторые моллюски и другие организмы. Большинство прикрепленных организмов стремится расти вверх, чтобы иметь возможность использовать не только самые придонные слои воды, но и лежащие выше.
Формы зарывающиеся — представители многих групп организмов. Некоторые из них находятся в грунте на глубине не более одного-двух сантиметров, другие несколько больше, третьи — на десяти сантиметрах и до метра. Многие организмы, например двустворчатые моллюски, зарывшись, фильтруют через выставляемые сифоны частицы ила и мелкие организмы, обильно плавающие у дна.
Формы ползающие и бегающие по дну тоже имеют различных представителей, особенно среди червей, ракообразных и моллюсков.
Формы плавающие живут и плавают в придонном слое и могут ложиться на дно. Сюда относятся бычки, камбалы, скаты, омары, креветки, сепии, осьминоги, черви и многие другие. Они охотятся за ползающими и прикрепленными организмами, но и сами являются лакомым блюдом для более крупных хищников. Умение зарыться в песок или спрятаться среди водорослей, веток кораллов, скоплений губок и камней спасает их от преследователей.
К бентосу относятся различные формы организмов, сверлящих и обрастающих всякие предметы. Хотя они могут жить и не на дне, но главной опорой им в жизни служит твердое основание. Поэтому их относят к бентосу независимо от того, живут ли они на днище корабля, на коже кита или на сваях пристани.
Если внимательно присмотреться к морским скалам, то часто можно обнаружить, что к скале выше уровня воды приросли целые колонии морских обитателей. Тут и моллюск-крышечка, плотно прижавшийся к камню. Его даже трудно отодрать руками, надо пустить в ход нож. Тут и неоднократный наш знакомец — балянус, похожий на моллюска, а на самом деле представитель ракообразных. Его отделить от скалы еще труднее. Пристроились здесь и другие животные: тонкой зеленой пленкой растут некоторые водоросли. Все они — настоящие «моряки» и живут за счет заплесков и брызг воды.
На песчаном пляже преимущественно обитают быстро двигающиеся организмы. Вот пробежал маленький крабик, вот скачут, изгибаясь, бокоплавы — гаммариды. Достаточно слегка разрыть песок, и мы увидим еще много различных животных и мелкие водоросли, особенно в постоянных лужицах, образуемых заплесками воды.
Немало любопытного можно обнаружить, бродя в часы отлива по морскому дну, не только в оставшейся в каменных углублениях воде. Прежде всего нас удивит так называемая поясность в распределении водорослей. Мы уже говорили о ней, когда рассказывали о их распределении в зависимости от световых условий.
Вырвем несколько кустиков водорослей и поместим их в аквариум. Через несколько минут мы увидим занимательную картину. В разные стороны поплывут рачки, маленькие крабики, черви. На веточках водоросли обнаружатся ползающие моллюски. Но особенно нас поразит мир живых существ, прикрепившихся к телу водоросли. Даже без увеличительного стекла можно разобрать веточку гидроидов и колонии мшанок, мелких губок, живущих в трубках червей и все то разнообразие существ, которое так поразило еще Дарвина во время его путешествия на корабле «Бигль». Этажность заселения выражена здесь особенно ярко. Один вид живет на другом. При этом часто обитатели нижнего этажа погибают.
Если мы вернемся к покинутой нами каменной ванне, то встретим в этом естественном аквариуме необычайно насыщенную жизнь. Красивые актинии, распустив щупальца, ждут проплывающей добычи. Они больше похожи на необыкновенные цветы, чем на животных, оранжевые, красные, белые — замечательно нежных тонов. По дну ползают моллюски. Масса всевозможных гидроидов и мшанок, как мох, устилает дно и борта каменной ванны. Тут же и налеты известковых водорослей. И опять рачки. Их можно поймать не менее десятка видов.
Сразу мы не обратим внимания на маленькую рыбку — бычка, так он незаметен среди окружающего его пышного разнообразия. Но его трудно отодрать от камня. Мощная присоска, развившаяся из грудных плавников, держит его крепко на грунте.
С первого взгляда морской песок кажется безжизненным. Но стоит только его промыть, как мы увидим в ведре крупных червей; их так и зовут — пескожил. Это излюбленная наживка у рыбаков Мурмана для лова ярусом трески и камбалы. Дальше обнаружатся различные двустворчатые моллюски, морские ежи, голотурии и другие животные, которые глубоко зарываются в песок. Песок ожил! С каждой лопатой все больше и больше морских животных прибавляется к нашей коллекции.
Вся эта область дна моря, находящаяся под воздействием приливов и отливов, получила название литоральной области, что означает береговая.
Незаметно проходит время. Приближается прилив. Через час здесь будет воды больше метра. С приливом придут многие рыбы и другие подвижные животные, ушедшие с отступающей водой.
Теперь можно сесть в шлюпку и отправиться с сетью ловить животных ниже зоны отлива. Вместе с морской травой зостерой мы вытащим и морскую иглу. Не сразу различим мы ее среди веточек зостеры. Она плавает в вертикальном положении с помощью колебаний спинного плавника и, остановившись, держится неподвижно. С первого взгляда ее легко принять за оторвавшийся лист морской травы. Она так же колышется в такт проходящей волне, как и листья зостеры.
Описать все разнообразие живого населения, обитающего за пределами отливной зоны, нет никакой возможности да и нет особенной необходимости. Пришлось бы повторить описание доброй половины губок, кишечнополостных, червей, ракообразных, моллюсков, иглокожих, асцидий, прибрежных рыб и многих других животных, о которых мы говорили уже ранее.
Обилие водорослей и морских трав представляет собой богатейший луг, на котором «пасутся» тысячи видов бентосной фауны. Жизнь бьет ключом среди зарослей, на веточках водорослей, в грунте. Камбалы, корюшки, молодая треска, бычки и многие другие рыбы прочно обосновались в этой богатой пищей мелководной зоне. Здесь до глубины в 6–7 метров можно побродить в водолазном костюме.
А теперь даже развился своеобразный подводный спорт — охота с острогой или гарпунным ружьем за камбалами, муренами, скатами и акулами. Подводный охотник надевает на спину баллон с кислородом, которым он дышит через резиновую трубку. На лице у него резиновая маска с очками. Вот и все снаряжение. Тело, руки и ноги у ловца свободны, и он может легко бродить по дну или плавать, охотясь за морскими обитателями.
Пышный ковер водорослей постепенно редеет, как только мы спустимся глубже. Останутся позади подводные луга из нежных кустиков красных водорослей и лес алярий, нереоцистисов, возвышающихся на 20–30 метров над дном. Исчезнут и гиганты растительного царства — макроцистисы. На глубинах свыше 100 метров обитают преимущественно одни животные. Пищи здесь еще очень много. Она поступает из верхней зоны, где так обильно растут водоросли.
По всей материковой отмели до глубины в 200 метров живет более половины всех известных видов бентоса. Далее в глубину по материковому склону количество животных резко падает. Если на отмели вес животных на одном квадратном метре был в среднем 250 граммов, то на материковом склоне до глубины в тысячу метров он составляет всего 50 граммов. До глубины в тысячу метров разнообразие фауны сравнительно велико. Здесь живет более пятой части всех видов, обитающих на дне. Дно океана на глубинах свыше тысячи метров заселено редко, да и разнообразие фауны сравнительно невелико. На больших глубинах находится только 25 процентов всех видов бентоса. Эта фауна приобрела специфические черты: у живущих на дне червей, голотурий и других животных развились отростки, помогающие им не вязнуть в топком иле. Рыбы с длинным заостряющимся хвостом, «стеклянные» губки и морские лилии на высокой ножке, асцидии, тоже на ножках, — таков своеобразный мир больших глубин, называемый учеными абиссальной фауной.
* * *
В печати капиталистических стран часто раздаются пессимистические голоса об оскудении природных ресурсов на Земле и о неизбежном в связи с этим ухудшении условий жизни человечества. Эти новые мальтузианцы, говоря о перенаселении нашей планеты, оправдывают войны. При этом они сознательно умалчивают о хищническом использовании природы, о несправедливом распределении благ, ведущих к действительному обнищанию человеческого общества в этих странах.
Советская наука глубоко оптимистична. Мы хорошо знаем, что блага и богатства Земли безгранично велики. Не только суша, но моря и океаны могут кормить в десятки раз больше людей, снабжать сырьем бесчисленное количество заводов и фабрик.
Действительно, если подсчитать количество живых существ и их вес, то цифры будут говорить сами за себя.
Начнем этот счет хотя бы с планктона. В среднем можно принять, что под одним квадратным метром поверхности моря находится 100 граммов живого вещества (биомассы) планктона. А так как водная поверхность океанов имеет 361 миллион квадратных километров, то общее количество планктона может быть определено в 36 миллиардов тонн живого вещества.
На один квадратный километр поверхности океана приходится 50 тонн рыб, китов и других представителей нектона. А ведь это означает, что в океанах и морях живет не менее 18 миллиардов тонн нектона.
Труднее сделать эти расчеты для бентоса. Очень изменяется его количество в различных зонах. Придется вести расчет, идя от прибрежных вод до наибольших глубин.
В пределах материковой отмели находится около 7 миллиардов тонн живых существ, на материковом склоне до тысячи метров — только 900 миллионов тонн, а во всей глубоководной зоне — около 500 миллионов тонн. Общее же количество бентоса можно определить немногим больше 8 миллиардов тонн. Относительно незначительное количество бентоса объясняется его обитанием в одной плоскости — на дне, тогда как планктон и нектон завоевали всю многокилометровую толщу океана.
Всего в океанах и морях существует не менее 60 миллиардов тонн планктона, нектона и бентоса.
Все эти расчеты пока шли на количество живого вещества, без учета изменений во времени.
Если же мы примем во внимание фактор времени, то все эти цифры будут выглядеть совсем по-другому. Планктон быстро обновляется, и в течение года примерно 10 раз происходит его размножение. Это объясняется, между прочим, и тем, что большая часть Мирового океана лежит в Тропической и умеренных областях, где темп развития чрезвычайно высокий. Выходит, что за год продукция планктона может быть определена примерно в 360 миллиардов тонн!
Рыбы, китообразные и другие крупные организмы живут много лет. Значит, при расчете годовой продукции нектона нужно общую цифру его несколько уменьшить; не будет существенной ошибкой уменьшить массу рыб в пять-шесть раз. Бентос в среднем тоже можно считать живущим несколько лет.
Человек вылавливает из моря немногим более 22 миллионов тонн рыбы, около 2 миллионов тонн тюленей и китов, более 1 миллиона ракообразных и моллюсков, более 600 тысяч тонн водорослей. Для прокормления такого количества необходимо не менее 200 миллионов тонн червей, рачков и мелких рыб, а те, в свою очередь, потребляют около 2 миллиардов тонн водорослей и различных мелких организмов планктона. Но ведь это ничтожная часть по сравнению с теми грандиозными количествами живого вещества, имеющегося и ежегодно рождающегося в море! Более того, промыслом охвачены преимущественно прибрежные области моря, в пределах до 500 метров глубины, реже до тысячи метров. А ведь это только 10–11 процентов общей площади океанов и морей.
Придет время, и новые виды рыб, моллюсков, ракообразных и других обитателей моря станут промысловыми животными. Более рационально будут использованы все богатства морей и океанов.
Как жалко и беспочвенно выглядят рассуждения неомальтузианцев в свете хотя бы приведенных выше цифр!
Разрушители дерева и камня
На промысле около Владивостока к берегу подошел полузатопленный деревянный баркас. Волна выбила доску в днище. Но рыбаки не растерялись. Зияющее отверстие они заткнули брезентовыми плащами, а сверху придавили их досками от скамеек. Двое храбрецов сели на это сооружение и руками и ногами уперлись в борта. В таком положении они продержались более часа.
Когда баркас вытащили на берег, то оказалось, что почти все доски днища легко ломались под ударами молотка, хотя с внешней стороны доски казались целыми. Только масса мелких, с булавочную головку, дырочек покрывала их поверхность. На изломах были видны трубчатые пустоты. Из них сыпались мелкие опилки. Все это было результатом «работы» длинного белого моллюска — тередо, которого часто называют корабельным червем.
От разрушительной работы корабельного червя с давних пор особенно тяжело приходилось голландцам: через два-три года после постройки плотин сооружения эти рушились. Деревянные сваи, служившие опорами плотин, оказывались внутри настолько источенными, что уже не могли держать земляной насыпи плотин. Сваи мостов и пристаней также быстро выходили из строя.
Борясь с древоточцами, корабельщики обшивали днище деревянных судов медными листами или пропитывали древесину разными ядовитыми составами. Делать все это было сложно, работы обходились дорого, но выхода не было. Положение изменилось лишь тогда, когда начали строить корабли из железа.
Можно бороться с древоточцами, заводя шлюпки и мелкие катера в устья рек. Там их держат более месяца, пока от пресной воды моллюски не погибают.
Корабельных червей несколько видов. Все они принадлежат к двустворчатым моллюскам. В результате особых условий существования тело этих моллюсков настолько видоизменилось, что внешне они больше похожи на червя. Раковина у них стала маленькой и помещается впереди тела. Края створки раковины имеют зубчики. Это настоящее сверло. Им моллюск прокладывает ходы в дереве. Если установить на свае микрофоны, то можно отчетливо слышать скрежет «работающего» тередо.
Корабельный червь осуществляет связь с внешним миром через маленькое отверстие. Через него моллюск высовывает два сифона. По одному он втягивает воду для дыхания, по другому вода и ненужные вещества выделяются. Через этот сифон в воду выходят и яйца моллюска.
Из яйца вырастает личинка — велигер. Она имеет пояс ресничек и около месяца свободно плавает в воде. Количество личинок одного тередо громадно: от 500 тысяч до 1,5 миллиона. Эту цифру надо умножить еще в три-четыре раза, так как тередо размножается несколько раз в год. За лето этот моллюск дает не менее 5 миллионов личинок.
К счастью, большинство личинок гибнет. Многие из них будут уловлены фильтрующими воду моллюсками и червями. Часть из них будет проглочена мальками рыб и рачками. Беда обрушится на личинок и в том случае, если дерево в бухте хорошо пропитано ядовитыми веществами или красками.
Корабельный червь внутри дерева и его личинка.
Проплавав в воде около месяца, личинка оседает на дерево. Через две недели она приобретает червовидную форму тела и вгрызается в дерево.
Молодой тередо быстро растет. Наблюдения в Черном море показали, что уже через четыре месяца тередо становятся взрослыми. Размер взрослых особей достигает 12–14 сантиметров. Живут они два года.
Особенно разнообразные и крупные виды тередо встречаются в тропических водах. Много их и в водах умеренного климата. В холодных водах Севера тередо, как правило, нет. Не переносят корабельные черви и сильного опреснения. В советских морях наибольший вред корабельные черви приносят в Японском и Черном морях.
Если корабельные черви уничтожают дерево изнутри, то рачки-древоточцы грызут дерево снаружи. Среди рачков-древоточцев наиболее известны лимнория, сферома и хелюра. От них особенно страдают сваи. Иногда древоточцы настолько подтачивают сваю, что обрушиваются большие причалы.
Древоточцы — не единственные разрушители. Однажды большой сухой железобетонный док, установленный в мелководной бухте, быстро вышел из строя: он был изъеден, точно решето. «Поработали» сероводородные бактерии, населяющие ил этой бухты. Сероводород — слабая кислота, и цемент растворяется. При этом образуется сернистый кальций. Он легко вымывается водой. Имеются бактерии, окисляющие серу. В результате образуется серная кислота, которая тоже действует разрушающе на бетон.
Колонии мидий, поселяющиеся на бетонных сваях, выделяют при дыхании много углекислоты. Так как мидии живут очень плотными поселениями, то количество выдыхаемой углекислоты столь велико, что она превращает нерастворимый углекислый кальций бетона в растворимый двууглекислый. На свае образуются большие пустоты, и она ломается.
Существуют в море и разрушители камня, особенно известковые камнеточцы, которые разрушают громадные массивы коралловых рифов, раковины моллюсков, известковые домики червей. Точат камень самые различные организмы: водоросли, губки, черви, моллюски, морские ежи и другие.
Устричному хозяйству наносят большой вред не только морские звезды, но и сверлящие водоросли и губки. Часто трудно бывает найти раковину устриц без зеленых пятен — водорослей — или не источенную сверлящей губкой-клионой.
Сверлящие водоросли относятся к трем различным типам: синезеленым, зеленым и багрянкам. Поселяясь на известковой раковине или на камне, водоросли выделяют щавелевую кислоту. Она растворяет углекислый кальций створок раковины. Сверлящие водоросли проделывают ходы под самым верхним слоем раковины, чтобы пользоваться светом, проникающим под тонкий слой поверхности раковины.
Сверлящие губки проделывают в глыбах известняка ходы глубиной в десятки сантиметров.
Очень распространенными камнеточцами являются моллюски фолады и барнеа. Различные виды этих моллюсков поселяются на камне и в береговых осадочных породах. Действуют фолады и барнеа механически. Передний край их створки зазубрен, сама раковина несколько изогнута. При движении моллюска раковина ввинчивается в породу. Зубчатый край начинает скоблить известковую массу, в ней образуется пустота, в которой поселяются моллюски.
Количество моллюсков, живущих в мягких породах, может быть колоссальным. Известно, что в Черном море их численность достигала 4 тысяч в одном квадратном метре мергеля. Разрыхленная ходами моллюсков порода легко размывается. За год может смываться грунт в 3–4 сантиметра. Как видим, моллюски совершают поистине геологическую работу. В одном порту большие бетонные кубы ставили на плитняк мергеля, служивший дном бухты. При этом с мергелевой плиты для устойчивости сооружения убрали всю гальку. В обнажившейся породе поселилось множество фолад. Через два — три года построенный мол пополз. «Фундамент» не выдержал тяжести мола и начал оседать. Отдельные бетонные кубы в сотни тонн веса начали разрушаться. Волны помогли «работе» фолад, и на ремонт мола пришлось затратить большие средства.
Морские обрастания
Если мы выставим в море чистую стеклянную пластинку, то довольно скоро обнаружим под микроскопом, что она покрылась пленкой из бактерий. Затем на этой пластинке осядут одноклеточные водоросли, личинки балянусов, мидий, устриц. На них поселятся донные водоросли, губки, гидроиды, мшанки, черви, моллюски, асцидии. Образуется целый мирок, в котором будет итти жестокая борьба за место в жизни.
Если наросты появляются на долго стоящих судах и особенно на неподвижных пловучих пристанях, пловучих маяках, то в образовавшемся «лесу» станут жить рачки-креветки и бокоплавы, рыбы-бычки, морские коньки, игла-рыба, зеленушка и морская собака.
Вес такого обрастания достигает 100 килограммов на квадратный метр. Можно долго с интересом наблюдать борьбу за существование, идущую на днище корабля. Но совсем с другим чувством наблюдает это явление моряк. Ведь это грозит уменьшением хода судна! Уже через месяц плавания потери в ходе составляют почти 4 процента, а через три месяца более 10 процентов. Даже быстроходные военные суда через 9 месяцев после покраски сбавят скорость хода на 15 процентов из-за существ, поселившихся на днище.
Свая, обросшая водорослями, балянусами, мидиями, асцидиями и другими животными.
Особенно быстро обрастают суда в тропических водах. Иногда через три месяца корабль теряет до половины своей скорости. Еще быстрее обрастают стоящие суда, прикрепленные неподвижно буйки, мины и различные другие морские сооружения. Это приводит к тому, что приходится ежегодно очищать суда и сооружения от наростов.
Защитой от непрошенных «поселенцев» служит покраска днища ядовитыми красками. Первые «поселенцы» действительно погибают. Но яды, входящие в состав краски, постепенно вымываются водой, и через некоторое время после выхода из дока судно может снова плавать с большой «бородой».
Трубы и решетки водопроводных устройств часто зарастают настолько, что вообще прекращается поступление воды. Выходят из строя охладительные и другие жизненно важные системы судна или гидростанции.
В трубопроводах селятся такие организмы, которым не нужен свет. Зато все они должны хорошо противостоять сильному току воды, особенно в первое время, пока трубы чистые. Миллиарды личинок не могут осесть на гладкой стенке и проносятся в трубе, но «счастливчики», закрепившись, создают благоприятные условия для других личинок.
Море горит
Яркие вспышки света, которые загораются темной ночью в море, кажутся волшебными фонарями, подвешенными в морской пучине. Особенно часто эти вспышки можно наблюдать, если стоять на корме и смотреть на струю, остающуюся за кормой идущего судна. Тогда видно, как из-под винта отскакивают светящиеся шары.
Истинную природу этого явления разгадал Крузенштерн. Он первый предположил, что «свечение моря» вызывается организмами.
Способностью светиться обладают самые различные животные. Одни из них обитают в поверхностных слоях моря, другие — в глубинных. Обычно это медузы, гребневики, оболочники — сальпы и пирозомы, черви, ракообразные. Светятся они в результате какого-либо раздражения, обычно механического.
Когда появляются мелкие волны, часто можно видеть, как вся поверхность моря загорается мириадами точек. Это светятся мелкие организмы планктона. Главнейшую роль в этом свечении играют ноктилюки, обитающие в Черном море, и пироцистисы — в Балтийском. Светятся и многие перидинеи.
Ночесветка-ноктилюка похожа на маленькую икринку рыбы. Это клетка-пузырек в диаметре немного более половины миллиметра, но крупные формы достигают и 2 миллиметров. Пироцистисы обычно более мелкие, круглые или удлиненные. Ночесветки — хищники и плавают быстро с помощью жгутика.
Некоторые бактерии, размножаясь в больших количествах, вызывают сплошное, как бы «разлитое» по поверхности моря, свечение. Оно так и называется, «бактериальное свечение».
Способность свечения распространена у различных групп — от бактерий до рыб. Явление это развилось как побочное, связанное с процессом дыхания.
Ноктилюки и пироцистисы светятся с помощью маслянистых капелек, находящихся внутри клетки. У медуз, гребневиков и рачков светится вещество, выделяемое особыми железами. Головоногие моллюски и рыбы имеют особый светящийся орган.
Свечение моря выдает рыбаку косяки рыб или стаи дельфинов. Оно же обнаруживает сеть и отпугивает рыбу.
Свечение моря имеет большое значение и для военного моряка. Впервые оценил демаскирующее значение этого явления адмирал С. О. Макаров при торпедной атаке в 1877 году турецкого флота в Батумской бухте. Действительно, трудно быть незаметным, когда быстро идущий катер оставляет светящийся след. Нетрудно уйти от торпеды, которую видно по светящемуся фону. Потушены все огни на корабле, но эти предосторожности могут быть напрасными. Летящий самолет-разведчик видит светящийся след корабля и сообщает точное его местоположение и курс.