Жизнь моря
Шрифт:
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
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
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.