Водоросли в морях и океанах
Вся поверхность океана — зеленое царство планктона. У морских берегов умеренного пояса скалы и камни обрастают различными одноклеточными водорослями и длинными зелеными нитями — нитчатками. Чуть подальше волнуются великолепные густые заросли. Курчавится обильной зеленью ульва-салат, иногда фиолетового с переливами цвета. С ним переплетаются чьи-то яркие карминовые ветки.
Вот из глубины тянутся длиннейшей и удивительно крепкой бечевой стебли ламинарий. Нижним концом, расширенным в виде многочисленных присосок, они стоят как на якоре, прикрепившись ко дну, скалам, камням, раковинам. Гибкие стебли в 1 сантиметр толщиной выносят к поверхности листья — пластины в 1,5 и более метра длиной. У основания листа большие вздутия, наполненные воздухом. При помощи этих плавательных пузырей водоросль держится на воде. Со дна поднимается странное растение — один лист! Листовая пластинка в 2—4 метра длиной, на черешке примерно такой же длины, зацепившемся присоском за дно моря. Ни стебля, ни корня. Это тоже ламинария, но другого вида — ламинария сахарная. А вот еще одна ламинария: на тонком черешке веером поднимается к свету пальчаторассеченная пластинка оригинального оливкового оттенка.
В подводном лесу формы растительности своей необычайностью заставляют забыть, что все они — водоросли. Нет у них листьев, стеблей и корней. А кажется, что перед нами растения со всеми этими органами.
В самом деле, разве не пальмы эти деревья в три метра высотой и стволом около десяти сантиметров толщиной? У них раскидистая крона, каждая ветка с одним длинным узким листом — целый лес из пальм под морской волной. И все-таки опять это лес из древовидных водорослей — лессоний, — только по внешнему виду напоминающий пальмовый.
Ламинарии относятся к бурым водорослям, имеющим пигменты, кроме зеленого — хлорофилла, и другие — бурые. Ламинарии замечательны тем, что у них происходит ежегодный листопад: сменяются листовые пластины, а черешки и стебли многолетние. В наших северных морях листопад в подводном ламинариевом лесу начинается во второй половине ноября.
В южных морях богатства подводных лесов напоминают наземные леса тропических областей. И первое место в них принадлежит ламинарии под названием макроцистис. По длине она превосходит самые высокие деревья на Земле. Поднимаясь до дна моря под острым углом, ее ствол разрастается до 300 метров в длину. Голый в нижней части, он несет множество узких листьев, каждый с одним наполненным воздухом пузырем у основания. И вся листовидная часть плавает в воде, добираясь до поверхности ее, где образует густые плавучие заросли и даже чащи. Эта водоросль так прочно держится за дно своими ризоидами — разветвлениями в виде корней нижней части ствола, — что не боится самых сильных бурь Западного океана, а им «не может противостоять никакая скала, — пишет Ч. Дарвин, — как бы крепка она ни была».
Каждая такая водоросль дает приют множеству живых существ. На ее пластинах кораллы возводят свои изящные постройки. С ними конкурируют всевозможные моллюски, которые также претендуют на уютное местечко в зарослях ламинарий.
«Бесчисленные ракообразные сидят на всех частях растения. Если встряхнуть корни, — продолжает Ч. Дарвин, — из них посыплется целая куча мелкой рыбешки, моллюски, каракатица, всякого рода раки, морские ежи, морская звезда, прекрасные голотурии, планарии и ползающие нереиды огромного множества форм».
Дарвин говорит, что для этих обширных подводных лесов он находит возможным лишь одно сравнение: с лесами тропических областей. «И все-таки если бы в какой-нибудь стране уничтожить лес, то не думаю, — заключает он, — чтобы при этом погибло хотя бы приблизительно такое количество видов животных, как с уничтожением этой водоросли».
Подводные леса из ламинарий спасли не одно морское судно от крушения, образуя естественные плавучие волнорезы или хорошие подушки у скал и рифов. Из крупных ламинариевых водорослей состоят подводные леса по побережью Северной Америки, у южной оконечности Америки, у нас — по побережью Камчатки.
Среди ламинариевых лесов встречаются и более низкорослые, до 1 метра в вышину, но очень густые. У нас на севере они занимают береговую зону, свободную от воды во время отлива. А уже глубже начинаются более высокие леса, не обнажаемые при отливе.
Низкорослые леса обычно образует бурая водоросль — фукус. От короткого черешка, прикрепившегося к камням, идет темно-бурая плоская лента, вильчато разветвленная. По середине ленты Тянется продольная жилка. Много шнуровидных бурых водорослей, но есть и кустистые формы. Они встречаются обычно вперемежку с фукусом и другими ламинариями.
В Атлантическом океане, на восток от Антильских островов, огромное пространство, известное под названием Саргассова моря, занято плавучими бурыми водорослями. По внешнему виду можно принять эти водоросли за высшие растения. Цилиндрический разветвленный стебель. На нем сидят узкие листья со средней жилкой. Ветви сильно укорочены и живо напоминают соцветия. Часть веточек совсем короткие, наверху раздутые в шарики — пузыри с воздухом, очень похожи на ягоды. Один из видов саргасса назвали морским виноградом, или плывучкой ягодоносной.
Но это растения западных берегов Африки и восточных американских. Морскими течениями их отрывает от коренных мест произрастания и несет в более спокойный участок океана. От Западной Индии к Северному Ледовитому океану движется течение Гольфстрим, а от Африки к Америке, поперек Атлантического океана, направляется экваториальное течение.
Саргассово море лежит примерно между островами Азорскими, Канарскими и Зеленого Мыса (20°—40° северной широты и 70°—30° восточной долготы). О нем знали уже древние мореплаватели. За Геркулесовыми Столбами (так называли Гибралтарский пролив) находится, говорили финикияне, студенистое море, где вязнут корабли.
Действительно, эти плавучие леса — серьезное препятствие на пути кораблей. Когда-то они послужили причиной бунта матросов против Колумба, когда его суда попали в заросли морского винограда. Масса водорослей казалась такой плотной, что матросов охватил ужас: как же продираться через такую чащу дальше? Им грозит гибель, и они требовали возвращения. Плотность саргассовых скоплений так велика, что издали они похожи на острова, на мели.
В Саргассовом море глубина едва превышает 2 километра и лишь местами доходит до 5—6 километров. В массе размножающиеся водоросли плавают в нем у поверхности.
В Атлантическом океане известно еще одно, хотя и меньшее, скопление — между Багамскими и Бермудскими островами. Есть оно и в Тихом океане, у берегов Калифорнии. Чтобы представить себе, как велики эти скопления бурых водорослей, достаточно сказать, что они занимают пространство в семь раз больше Франции!
На больших глубинах растут красные водоросли — багрянки. Их можно встретить в наших северных, южных и дальневосточных морях. Некоторые багрянки отлично распространяются в неглубоких средних зонах. Они стелются у подножия подводных лесов из крупных водорослей, подобно лишайникам и мхам в наших северных наземных лесах. Обычно это небольшие нежные кустики всего нескольких сантиметров в вышину. Они то прелестных розовых тонов, то вдруг перемежаются темно-малиновыми кустиками, почти черными, то одеты в пурпур. Одни отливают синевой или матовой зеленью, других словно солнечный луч позолотил, и они зажелтели.
В глубоких зонах северных морей дно покрывают ярко-красные кустики багрянок, которые трудно не посчитать за высшие растения. На веточках у них как будто настоящие листья с сетью жилок. Но и это растение — делессерия — тоже водоросль.
Есть багрянки, похожие на красные пластинки, прикрепленные к земле основанием. Иногда это только неветвящиеся нити, иногда узкие ленты. Среди таких подножных кустистых лесов выделяются своеобразные багрянки — камнекусты. Так называют их за способность пропитываться известью. На вид они очень похожи на кораллы: ярко-розовые твердые кустики.
Водоросли прикрепленные обитают в сравнительно неширокой прибрежной полосе. Ее площадь определяют примерно в 1/10 долю всей площади Мирового океана.
Одну десятую! Но жизнь разлита на площади всего Мирового океана, и не только в верхних слоях, но и на огромной глубине. Теперь известно, что на самых больших глубинах (10000 метров), в царстве вечной черной ночи, где держится ровная низкая температура около + 2° и воды недвижны, есть жизнь.
Морское илистое дно усеяно корненожками, губками, актиниями, полипами. Среди построек кораллов копошатся черви, усоногие раки, моллюски. Проплывают громадные рыбы, светящие в темноте зеленым, синим, фиолетовым, красным светом; в огромной пасти торчат хватательные зубы; под пастью — подглоточный мешок. Гроза этих мест! Множество головоногих моллюсков — тоже хищники. Нежные щупальца актиний всегда настороже.
Корненожки, голотурии из иглокожих и некоторые другие беспозвоночные довольствуются илом на обед. Многие из обитателей морских глубин ждут милости от жителей верхних этажей в виде дождя из трупов погибших животных, экскрементов живых. Ну и, конечно, на глубинах кипит, как и на земле, прямая схватка между хищниками. Одни пожирают других. И весь этот огромный подводный мир, поражающий своеобразием форм, размеров, красок, во многом еще загадочный и незнаемый, обязан своим существованием и расцветом зеленым водорослям. С ними он составляет громадную общину, связанную вечными жизненными узами.
Сложная и длинная цепь питания. Конец ее опущен на дно океана, и звено за звеном, бесконечно петляя по пути от одних живых существ к другим, она восходит к верхним слоям Мирового океана.
Здесь раскинута скатерть-самобранка! Безбрежная синяя скатерть с золотыми зайчиками. Они прыгают и резвятся в воде, глубоко пронизывают толщи ее, играют собственным отражением. А мириады еле видимых невооруженным глазом водорослей без промаха ловят зайчиков своим крошечным телом и совершают великую космическую работу зеленого растения. Они — созидатели органического вещества, первопищи для всех обитателей океана.
На скатерти-самобранке берет начало великая цепь питания в морях. Микроскопические водоросли служат пищей микроскопическим животным, вместе с ними образуя население верхних слоев — планктон толщиною в сто, а иногда и более, метров.
Никто не называет этих малюток «лесом», хотя все соглашаются, что ламинарии образуют подводные леса. Но ведь в конечном счете кормят морских животных все-таки не ламинарии, а одноклеточные и колониальные зеленые водоросли планктона.
Даже в холодных морях, например в Баренцевом море, в 1 м3 воды верхних слоев их содержится до тридцати миллионов особей, а в теплых — еще больше.
Дарвин во время своего кругосветного путешествия живо заинтересовался планктонными водорослями, которые он в изобилии встретил у бразильских берегов. «Вся поверхность воды, как показало исследование под лупой, была покрыта как бы кусочками мелко искрошенного сена с зазубренными кончиками». Они имели цилиндрическую форму и были собраны в кучки от двадцати до шестидесяти штук в каждой. «Их, должно быть, бесчисленное множество: наш корабль проходил через несколько полос этих водорослей, — рассказывает Дарвин, — одна из которых занимала в ширину около десяти ярдов и в длину, судя по грязноватому цвету воды, тянулась, по крайней мере, на две с половиной мили».
Крошечные водоросли размножаются с неимоверной быстротой. Неудивительно поэтому, что планктонные водоросли славятся своими урожаями, как можно назвать их годовую продукцию. Ее определяют в триста миллиардов тонн.
В списке самых урожайных водорослей стоит первой хлорелла. Это зеленое чудо дает урожай в четырнадцать раз больше, чем, например, пшеница. Она содержит 50% белков, а в пшенице их всего 12%. Потому-то именно биологи и считают, что хлорелла — первый кандидат в спутники космонавта для дальних полетов. Планктонные водоросли — первопища всего живого в Мировом океане, скатерть-самобранка для тех, кто лишен хлорофилла, без которого океан был бы мертвой пустыней.
Одни из них непосредственно поедают водоросли, другие подбирают продукты их разложения, третьи пожирают животных, питающихся водорослями. Медленно опускается с богатого стола из верхних слоев органический дождь. По пути его подхватывают, отнимают друг от друга и обитатели средних вод, в свою очередь потом опускаясь глубже питательным ручейком еще для кого-то. А остатками от стола займутся бактерии и доведут дело до конца — до минеральных составных частей.
Вместе с тем они положат начало новому кругу жизни: минеральные вещества растворятся в воде, и их подхватят водоросли — те самые, что охотятся за солнечными зайчиками. Так совершается вечный ход жизни, вечный круговорот веществ в воде. И заглавную космическую роль в нем играют водоросли планктона.
Если на суше леса являются основными созидателями органического вещества, то в воде — это одноклеточные водоросли. Так, с полным правом могли бы мы сказать, что в верхних слоях Мирового океана плавает микроскопический первобытный лес из мельчайших водорослей, великолепно выполняющий свою космическую роль в связывании солнечного луча и переработке его в живое вещество.
Так солнечный луч, несущий космическую энергию, превращает ее в химическую земную энергию в виде живой природы. Она же, эта космическая энергия, придает жизни на суше и в воде разные формы и строение. Но всюду суть одна: солнечная сила передается на Землю размножением организмов, «давлением жизни», как говорил В. И. Вернадский.
Основная масса зеленого вещества содержится в море, поэтому оно служит «главным трансформатором» (В. И. Вернадский) световой лучистой солнечной энергии в зеленую химическую.
Источник
Давно замечено, что в северных морях, где вода холодная, водоросли растут лучше, чем в морях южных широт. Объясните это
Ответ или решение 2
Отвечая на вопрос, какие из морей более благоприятны для роста морских водорослей, вспомните о факторах, необходимых для развития растений.
Давайте их перечислим
- свет;
- вода;
- питательные вещества;
- кислород и углекислый газ.
С помощью приборов, расположенных на космических спутниках, исследователи измерили температуру воды в разных точках морей и океанов. Параллельно были произведены измерения количества хлорофилла и оказалось, что наибольшая концентрация хлорофилла, а значит, и растений в морской воде наблюдается в местах с более низкой температурой воды. Такими местами являлись моря и океаны, находящиеся близко к полюсам, а также участки Мирового Океана, там где протекают холодные течения. Почему рост фитопланктона и водорослей в участках с холодной водой более активен?
Причины
- В холодной воде лучше растворяются газы, благодаря этому в ней содержится больше кислорода и углекислого газа, которые являются незаменимыми компонентами, необходимыми для дыхания и реакции фотосинтеза;
- Чем больше разница температур в различных слоях воды, тем труднее им смешаться. В холодных водоемах нет большой разницы в температуре между поверхностными и глубокими придонными слоями воды, поэтому придонные слои воды легче достигают освещённой поверхности и несут с собой со дна питательные вещества, являщиеся удобрением для морских растений и фитопланктона;
- За тёмный зимний период с коротким днем и длинной ночью в холодных морях накапливается большое количество неиспользованных питательных веществ. Благодаря этому происходит бурный рост морской флоры летом, когда световой день в околополярных широтах очень длинный.
Подтверждением вышеизложенного является наличие обильной флоры вблизи материков. Это было зафиксировано с помощью съемки из космоса и приборов, находившихся на спутниках. В этом случае большая концентрация водорослей в прибрежной зоне объясняется тем, что прибрежные течения приносят с суши питательные вещества и одновременно поднимают слои прохладной воды с придонной области вверх, где под воздействием солнечного света фитопланктон начинает активно расти.
Источник