Как живут жители океана
Глава 8. Жители океана
Организмы, обитающие в море, можно классифицировать по образу жизни и по видовым признакам. Первым ученым, предложившим классифицировать организмы по образу жизни, был немецкий биолог и философ Эрнст Гейнрих Геккель (1834-1919). Он разделил все морские организмы, как животных, так и растения, на две больше группы, назвав их «нектон» и «бентос». В группу нектона (греческое слово, означающее «плавающий») были включены все организмы, населяющие толщу воды, т. е. пелагическую зону; в группу бентоса вошли организмы, обитающие на дне морских водоемов, т. е. организмы бентической зоны. Позже немецкий физиолог Виктор Гензен добавил очень важную третью группу. В нее вошли те организмы из нектонной группы, которые не являются свободно плавающими, но пассивно переносятся течениями. Гензен назвал их хорошо известным теперь словом «планктон», что по-гречески значит «блуждающий».
Классификация по естественным видовым признакам довольно сложна, но читатели, обладающие кое-какими познаниями в биологии, вероятно, знакомы с ней. При такой классификации животные и растения распределяются по группам по принципу определенного анатомического сходства. Для изучения животных и растений такая классификация очень удобна. Вся живая природа разделена на две основные части — на мир животных и мир растений. Животные делятся на две части: хордовые, куда включаются позвоночные, и многочисленные группы беспозвоночных, образующих несколько типов. В мире растений типы образуют морские водоросли, мхи, папоротники, цветковые растения и т. д. Каждый из типов подразделяется на несколько более мелких групп, обладающих общими чертами строения,- классы, отряды, семейства и роды. И наконец, далее идут отдельные разновидности животных и растений, называемые видами. Здесь мы упомянем только несколько главных типов организмов, живущих в море.
Начнем с растений. По сравнению с наземными число типов морских растений относительно невелико. Большинство из них принадлежит к группе водорослей. Они встречаются также и в пресной воде и даже на сырых участках суши и находятся в довольно близком родстве с грибами и лишайниками. Наиболее известные нам растения этой группы называют одним общим, но довольно неточным именем — морские, Или высшие, водоросли. Существуют как прикрепленные, так и плавающие водоросли, а некоторые более мелкие виды прикрепляются к телам других растений и даже животных. По структуре, цвету и образу жизни их относят к пяти основным группам.
Первая группа — синие, или сине-зеленые, водоросли (Cyanophyceae). Это небольшие растения, обычно живущие на поверхности воды или в приповерхностном слое. Иногда они являются причиной образования слизи, покрывающей прибрежные скалы ниже уровня прилива и даже всю поверхность моря. Название «синие», или «сине-зеленые», довольно точно определяет цвет этих водорослей, хотя иногда может ввести в заблуждение. Например, у свободно плавающей водоросли Trichodesmium erythraeum есть еще добавочный пигмент, вызывающий, как мы уже упоминали в главе 4, красное цветение Красного моря.
Вторая группа, собственно зеленые водоросли (Chlorophyceae),— главным образом пресноводные растения. В морях они обычно живут в зоне теплых вод приливной полосы. Самыми распространенными представителями этих водорослей являются Ulva lactuca и Ulva latissima (известные под названием «морской салат»), иногда придающие воде яркий зеленый оттенок.
Бурые водоросли (Phaeophyceae) встречаются гораздо чаще, чем синие и зеленые. В пресных водах их почти нет, но в море очень много этих водорослей, разнообразных по величине и строению слоевища. Среди них есть такие, как Ectocarpus, состоящие из крохотных и нежных разветвленных нитей и хорошо видимые только под микроскопом, или такие, как Nereocystis и Macrocyslis, обитающие в Тихом океане, — гиганты мира водорослей, часто достигающие длины в несколько сот метров. Кроме этих двух крайних по величине форм, существует несколько хорошо известных морских водорослей, которые можно встретить у наших берегов, например Laminaria saccharina с плоскими гофрированными листовидными пластинками или Fucus vesiculosus с яйцевидными пузырями на слоевищах, которыми дети любят неожиданно хлопать под ухом у взрослых.
У морских водорослей нет корней в собственном смысле слова, как у растений на суше Они обычно прикрепляются к скале массой крепких корнеобразных отростков — ризоидов. Часто случается, что во время штормов эти ризоиды обрываются и водоросли становятся плавающими организмами. Иначе говоря, они переходят из бентического состояния в планктонное.
Среди бурых водорослей есть большая группа плавающих. Самая значительная из них — саргассовые (род Sargassum). Свое название эта группа получила от португальского слова Sarga (виноград) благодаря похожим на виноградные ягоды плавательным пузырям, придающим растению способность держаться на воде. В северной части Атлантического океана есть огромная область, охваченная кольцом нескольких течений. На этом пространстве, получившем название Саргассова моря, скопилось такое количество водорослей, что они образуют покрывающий поверхность океана ковер, простирающийся на площади между 20 и 40° с. ш. и от 30° з. д. до побережья Америки. Среди саргассов живет огромное количество планктонных организмов.
Характерные морские водоросли. а — Ascophyllum, б — Fucus vesiculosus, в — Stilophora
Четвертую группу водорослей составляют так называемые красные водоросли — багрянки (Phodophyceae). Подобно бурым водорослям, почти все они живут в море, но уступают им по размерам. Длина самой большой формы среди красных багрянок около 2 м. Эти водоросли выделяются среди всех других видов своей красивой окраской. Они окрашены в различные цвета — от красного до фиолетового. Некоторые водоросли имеют переливчатую окраску.
На очень больших глубинах красные водоросли имеют самую яркую окраску. Эти водоросли славятся не только своей красотой. Некоторые виды их имеют и промышленное значение. Они служат сырьем для получения агар-агара. Агар-агар употребляется в кондитерской промышленности как связывающее вещество, в качестве питательной среды в микробиологии и как слабительное.
Последняя группа водорослей — желто-зеленые — во многих отношениях самая интересная. В нее входит большое количество микроскопических организмов, главным образом маленькие плавающие растения — диатомовые водоросли. Диатомовые водоросли выделяют на поверхности тела особое вещество, которое образует красивые оболочки из полупрозрачного кремнезема. Когда растение умирает, оболочки, или панцири, оседая на дно моря, становятся основной частью диатомового ила, покрывающего огромные пространства морского дна. В одну группу с диатомеями входит несколько других представителей желто-зеленых водорослей, которые в некоторых отношениях можно причислить и к животным. Среди них особенно большое значение имеют перидинеи. Это жгутиковые организмы, продвигающиеся в воде при помощи пары жгутиковидных отростков. Многие из этих микроскопических растений-животных способны светиться, и когда их много, кажется, что светится поверхность океана.
Кроме водорослей, строение которых сравнительно простое, в морскую флору входит около тридцати видов высших растений. Все они принадлежат к типу пестичных растений Angiosperniophyta, в который входят и обычные цветковые растения, распространенные на суше. Морская трава (Zostera marina) — наиболее интересный представитель этого вида. Зостера по существу не трава; своим названием она обязана тому, что имеет форму лентовидных листьев, похожих на траву. Она живет вдоль берегов ниже границы отлива, но не глубже 15 м, уходя настоящими корнями в грунт. Пыльца ее переносится с помощью течений. Как и у всех цветковых растений, происхождение у зостеры не морское. Она была занесена в море речной водой. В мире морских животных примером такого переселения из рек в море являются кит и тюлень.
Жизнь растений в море, как и на суше, невозможна без солнца. В клетках растений содержится зеленое вещество — хлорофилл, обладающий способностью поглощать световую энергию. При помощи этой энергии, в результате сложных процессов растения превращают химические вещества, растворенные в окружающей воде, в пищевые. Животные не обладают способностью к фотосинтезу и поэтому употребляют в пищу сами растения. Даже плотоядные, для существования которых необходимы растения, поглощая свои жертвы и жертвы этих жертв, на какой-то стадии оказываются растительноядными. Этот факт имеет большое значение для характеристики жизни в море. Например, морские растения не могут населять глубины, куда не проникают солнечные лучи, а животные, обитающие ниже этого уровня, должны либо быть исключительно плотоядными, либо питаться останками организмов, которые оседают из верхних слоев воды, освещенных солнцем. Наибольшая глубина, на которой могут произрастать растения, составляет около 55 м. Но многие плавающие растения, как, например, диатомен и перидинеи, могут существовать и на больших глубинах. Как мы уже говорили в предыдущей главе, «световой барьер» в океанах находится на глубине около 200 м.
Обратимся теперь к морской фауне. Прежде всего несколько слов об ее классификации. Морские животные представлены тринадцатью основными типами (в их число не входят промежуточные организмы, такие, как перидинеи). В первую очередь нужно сказать о чрезвычайно многочисленном по своему составу типе простейших одноклеточных микроскопических организмов — протозоа. В эту группу входят амеба, известная нам из учебников по зоологии, и такие животные, как корненожка (фораминифера) и радиолярия, раковинки которых играют важную роль в образовании пелагических грунтов органического происхождения. Следующую группу составляет тип губок (Porifera). В него входит несколько видов наиболее просто устроенных, но тем не менее удивительных морских существ. Затем следует тип кишечнополостных (Coelenterata), который включает следующие виды: знакомую всем медузу; плеченогих (Brachiopoda); мшанок (Bryozoa); иглокожих (Echinodermata), например морских звезд и родственные им формы; членистоногих (Arthropoda), к которым относятся ракообразные; моллюсков (Mullusca) и четыре типа червей (Vermes). Высшим типом морских животных являются хордовые, в основном состоящие из позвоночных.
Размеры книги не позволяют дать даже самый краткий обзор всего огромного разнообразия обитателей моря, тем более что наша книга задумана как биография моря, и не как систематический каталог морских животных. Однако прежде чем продолжать наше повествование, читателю следует познакомиться хотя бы с несколькими характерными чертами каждой группы животных.
Простейшие, к сожалению, не привлекут достаточного внимания тех людей, у которых интерес к животным увеличивается пропорционально их размерам (черта, достойная осуждения, но довольно распространенная даже среди натуралистов). А между тем простейшие чрезвычайно интересны. Большинство представителей этой группы можно рассмотреть только под микроскопом, и даже самые крупные из них не больше булавочной головки.
Типичное простейшее представляет собой крохотный комочек живого студенистого вещества — протоплазмы. Протоплазма состоит из двух частей: ядра и обволакивающего его вещества различной консистенции — цитоплазмы. Организм простейшего устроен очень просто: у него нет отдельных органов питания, пищеварения, размножения и т. д. Пища, главным образом растительная, всасывается в тело через временное отверстие в стенке клетки, а непереваренные остатки удаляются таким же путем. Размножение происходит еще более простым способом — делением на две части. Таким образом, простейшее животное не осуждено на неизбежную смерть, подобно всем более сложным организмам. Правда, случайно оно может погибнуть, но, в общем, бессмертие родителя обеспечивается тем, что он превращается в своих двух отпрысков. Этот факт заслуживает внимания философов.
Количество простейших, вероятно, превосходит число всех других животных, вместе взятых. Из морских простейших наиболее известна амеба, но наибольший интерес представляют фораминиферы (или, как их обычно называют, корненожки) и радиолярии. Они встречаются во всех океанах мира, реже — в пресной воде. Большинство из них живут на дне океанов или прикрепляются к растущим на дне водорослям и, таким образом, являются составной частью бентоса, но другие виды (их около 20) относятся к планктону — они плавают на поверхности воды или в приповерхностном слое. Корненожки (фораминиферы) имеют микроскопические размеры. Они образуют тонкую, обычно известковую, раковинку, пронизанную массой крохотных отверстий. Через эти отверстия выступают корневидные отростки протоплазмы, служащие для захвата пищи. Свое название корненожки получили благодаря этим отверстиям — буквально слово «фораминифера» означает «несущий отверстия». Радиолярии во многом похожи на фораминиферы, но вместо раковинок у них очень красивые и прочные ажурные скелеты.
Вторая группа — губки (Porifera), в отличие от одноклеточных, многоклеточные животные. У них уже имеются признаки дифференциации органов. По форме типичная губка напоминает тонкую вазу. Она состоит из живой ткани, окружающей полость. Стенка образована из трех слоев. Внешний слой, эктодерма, состоит из защитных клеток, а внутренний слой, эндодерма, — из захватывающих пищу клеток. Между ними, как в сэндвиче, помещается студенистое вещество — мезоглеа. Стенки губки пронизаны множеством отверстий — порами, через которые посредством целой системы жгутиков внутрь губки засасывается вода. Затем вода удаляется через отверстие, расположенное на одном из концов губки. Пищевые частицы, находящиеся в воде, засасываются внутренними клетками. Клетки наружного слоя в засасывании пищи участия не принимают, а берут то, что им нужно, у соседних внутренних клеток. Все губки живут на дне моря колониями, обычно прочно прикрепляясь к подводным камням. Губки, которыми пользуются для мытья,- это скелеты особого вида губок, высушенные на солнце и особым образом обработанные.
Кишечнополостные (Coelenterata), так же как и губки, состоят из полости, окруженной стенкой (coelenterata означает по-гречески «пустая полость»). Однако по сравнению с губками их строение сложнее и они стоят ближе к главному пути эволюционного развития. Существует три основных группы кишечнополостных: гидроиды, коралловые полипы и морские анемоны и медузы. Если сделать вертикальный разрез гидроида, то на первый взгляд может показаться, что он находится в близком родстве с губкой. У него также имеются внутренняя полость и трехслойные стенки тела. Однако если посмотреть более внимательно, можно заметить несколько важных отличительных черт. Во-первых, у гидроидов есть мускульная ткань, благодаря которой он может растягиваться и свертываться и даже в какой-то степени передвигаться; мускулы управляют также ротовыми щупальцами, помогающими гидроиду схватывать пищу. Во-вторых, во внутренней стенке тела у них есть железы, выделяющие пищеварительные соки. В-третьих, у них есть особые стрекательные капсулы, парализующие добычу.
Близкие между собой коралловые полипы и морские анемоны имеют родовое сходство с гидроидами, но устроены более сложно. Коралловые полипы живут колониями в теплых морях, на мелководьях. Они выделяют поверхностью тела известковые скелеты, из которых в течение многих лет образуются известные всем коралловые рифы в тропических и субтропических морях. То, что называется кораллом, собственно и есть эти скелеты, а не сами полипы. Бывают кораллы с яркой окраской, придающей им сходство с их близкими родственниками — морскими анемонами, или актиниями. Посетители зоологических садов, собирающиеся вокруг аквариумов, принимают актинии за растения, и некоторые их виды действительно внешне напоминают хризантемы. Толстая «ножка» наверху окружена венцом щупалец, затягивающих добычу в расположенную в центре ротовую полость. Красотой этих существ можно любоваться не меньше, чем цветами в Кью. *
* ( Кью — ботанический сад в окрестностях Лондона. (Прим. перев.))
Из кишечнополостных, живущих у наших берегов, больше всего известны медузы. Гуляя по берегу моря, нетрудно заметить этих странных животных, выброшенных приливом на берег или медленно плывущих в воде. Медузы имеют вид зонта, из ротовой части которого свисают щупальца. Они движутся, открывая и закрывая свой зонт. Следом за ним тянутся щупальца. Близким родственником медузы является физалия, или «португальский военный корабль». Это существо представляет собой наполненную газом камеру синевато-розоватого цвета с розоватой зазубренной верхушкой. Физалия — это не отдельно живущая особь, а колония организмов, выполняющих различные функции. Длинные щупальца свисают с камеры на много метров в глубину. Как и у обыкновенной медузы, у физалии есть стрекательные капсулы. Но они вызывают более серьезные ожоги, чем ожоги медузы. Когда физалии большими массами появляются у наших берегов, специальные объявления и передачи по радио предупреждают купальщиков об опасности.
По сравнению с кишечнополостными, брахиоподы, или плеченогие. не поражают своим внешним видом. Они заключены в двустворчатую раковинку, как правило, имеющую в поперечнике не более 2,5 см. Через отверстие, расположенное на одном из концов раковины, животное высовывает мясистую ножку, которой оно прикрепляется к морскому грунту. В далеком геологическом прошлом плеченогие были очень распространены (возраст их окаменелых остатков насчитывает не менее 400 миллионов лет). Даже сегодня известно более 200 видов этих животных, в том числе маленький австралийский вид брахиопод из рода Lingula, который может претендовать на звание старейшего в мире «живого ископаемого».
Следующий тип — мшанки. В некоторых отношениях они похожи на плеченогих, но уступают им по размерам и всегда растут колониями. Мшанки образуют скелеты с ячейками цилиндрической или прямоугольной формы, из которых они могут высунуть ротовую часть своего тела. Колонии мшанок, когда они стелются по камням, иногда напоминают веточку мха. Отсюда и название этих животных. Однако колонии различных видов мшанок (а их более трех тысяч) очень отличаются по форме друг от друга. Ниже уровня отлива часто можно встретить вытянутые вверх, затвердевшие колонии.
Три больших типа, которые мы должны теперь рассмотреть,- самые важные среди морских беспозвоночных.
Характерные морские беспозвоночные. а — морское насекомое Halobates, б — медуза Суатгеа, в — микроскопическая радиолярия, г — брахиопода, д — черная офиура (Ophiocoma nigra), е — губка (Axihella infundib nliformis)
Первый тип — иглокожие. Они получили свое название благодаря похожим на иглы образованиям, покрывающим их тела. К иглокожим относятся семь классов животных: морские ежи, морские лилии, офиуры, голотурии, или морские огурцы, морские звезды, бластоиды и цистоиды. Последние два класса вымерли. Я не буду утомлять читателя подробным описанием всех этих групп животных. Обыкновенная морская звезда и морской еж дают достаточное представление об иглокожих. Совершенно невозможно также дать здесь достаточно полное описание всех видов моллюсков и членистоногих. Существует, вероятно, более 50 тысяч видов одних только моллюсков, не говоря уже о вымерших формах. У типичных представителей этой группы, как, например, у двустворчатых моллюсков и морских брюхоногих моллюсков, раковина либо состоит из двух створок, либо завита спиралью. У других же, как, например, у осьминога, раковины совсем нет.
Для ракообразных, относящихся к типу членистоногих, характерны членистые ножки и сегментированное тело, покрытое хитиновым, часто обызвествленным панцирем. В эту группу входят омары, крабы, усоногие раки, морские уточки и морские желуди, или балянусы, веслоногие мелкие рачки копеподы. К членистоногим относятся также морские пауки и представитель редко встречающихся морских насекомых Halobates. Моллюски и членистоногие живут не только в море, но и на суше. Моллюсков на суше представляют улитки и им подобные, а членистоногих — насекомые и пауки.
Мы не будем останавливаться на четырех типах морских червей, так как они представляют интерес главным образом для специалистов. Но мимоходом все-таки заметим, что не все морские черви внушают такое отвращение, как обычный земляной червь. В море живет бесчисленное множество видов червей различной формы и строения, иногда очень красивой окраски.
Последняя большая группа морских животных — это тип хордовых. В него входят все позвоночные животные и несколько классов существ, стоящих на более низкой ступени развития; у них нет настоящего позвоночника, а только зачаточная спинная струна — хорда, в процессе эволюции предшествовавшая позвоночнику. Наиболее широко распространенные морские позвоночные — это рыбы. В эту группу входят также морские пресмыкающиеся и некоторые млекопитающие, такие, как киты, дельфины и тюлени. Некогда эти животные жили на суше, потом приспособились к жизни в воде и стали морскими животными. Морские птицы, хотя они и не являются морскими позвоночными в строгом смысле слова, дополняют общую картину жизни океана.
Таков состав действующих лиц великой драмы жизни в море. Об этой драме мы, жители суши, знаем очень мало, хотя развитие подводной фотографии, исследования океанографов и гидробиологов раскрывают ее перед нами все больше и больше. Многие поколения ученых должны будут посвятить свою жизнь этим исследованиям, для того чтобы мы могли надеяться, что будем знать все о жизни морских организмов, или хотя бы для того, чтобы открыть все виды животных, обитающих в глубинах моря. В следующих главах мы остановимся на нескольких проблемах, стоящих перед наукой, и опишем несколько удивительных явлений, которые уже открыты.
Источник