Джон Куллини - Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

Биологи тоже признают уникальность поверхностной пленки воды, называя совокупность обитающих в ней крохотных организмов нейстоном (греческое слово, означающее «плавающий на поверхности»). Неожиданная мысль о том, что нейстон живет своей, особой жизнью, возникла лишь после того, как было установлено, что в верхнем слое моря толщиной всего I миллиметр живет больше бактерий, чем в следующем за ним слое толщиной 100 метров. Такие концентрации бактерий на самой поверхности — явление естественное. Это свободно живущие морские бактерии. Они здесь кормятся, или, точнее, поглощают через свою клеточную мембрану разнообразные естественные жиры, углеводы, белки, минеральные вещества, витамины и другие питательные химические соединения, которыми так богата поверхностная пленка. Эти полезные бактерии жизненно необходимы. Они не только сами служат пищей для более крупных организмов, но еще и активно участвуют в разложении сложных питательных веществ, которыми только после этого могут воспользоваться одноклеточные водоросли. В результате разрушения бактериями растительных и животных остатков и различных отбросов освобождаются нитраты и фосфаты, столь необходимые для «листвы моря».

Океанический микрослой поставляет корм маленьким потребителям и другим, более необычным способом. При волнении пузырьки воздуха в массе отрываются от поверхности и уходят в более глубокие слои воды. Каждый такой пузырек, пройдя через зону нейстона, тут же становится микрокосмом со своей органической пленкой и сопутствующими бактериями. Когда пузырек лопается, снова достигая поверхности, от него остаются лишь бесформенные частички органического вещества, своего рода лакомые кусочки с прилипшими к ним бактериями, вероятно имеющие высокую пищевую ценность для зоопланктона, например для веслоногих рачков. По определению гидробиологов, общая площадь поверхности образующихся пузырьков, средний размер которых не превышает булавочной головки, составляет три-четыре процента поверхности Мирового океана. Это означает 10 18, или триллион триллионов лопающихся пузырьков в секунду, дающих миллионы тонн в год в высшей степени обогащенной пищи для планктона.

В настоящее время вопрос о действительном вкладе «пузырькового детрита» в морские пищевые цепи все еще остается областью абстрактных рассуждений, хотя, должно быть, он играет меньшую роль, чем имеющие первостепенное значение процессы фотосинтеза, протекающие в фитопланктоне. Но оба эти механизма, лежащие в основе существования жизни в море, теперь подвергаются изменениям. В фитопланктоне быстро накапливаются ядовитые органические химические соединения и тяжелые металлы, а пузырьки несут на себе тонкое покрывало, сотканное из разных ядов.

В списке изготовляемых человеком материалов, обнаруженных в поверхностной пленке, встречаются некоторые знакомые названия: ДДТ, ПХБ (инсектициды), кадмий, ртуть; некоторые менее известные: эндоосульфан, эндрин, дильдрин, токсафен, и множество совершенно новых, причем с каждым годом этих веществ, получающих названия, еще находясь в пробирках, становится все больше и больше.

Со времени появления книги Рейчел Карсон «Безмолвная весна» химической угрозе наземной среде и источникам пресной воды стали уделять больше внимания, чем морю. Однако в середине 70-х годов обнаружены серьезные признаки опасного загрязнения морских пищевых цепей на всех уровнях. Заметное уменьшение скорости роста морских микроводорослей, самых мелких, самых многочисленных и разнообразных форм фитопланктона, было отмечено в присутствии таких хлорорганических соединений, как ДДТ и ПХБ. Уровень содержания загрязняющих веществ в воде, при котором их действие можно обнаружить, ничтожно мал — меньше части на миллиард частей воды. Но хлорорганические вещества плохо растворяются в воде. Эти гидрофобные соединения быстро «подхватываются» мелкими частичками. Особенно легко они привлекаются жирами (липидами), входящими в состав поверхностной мембраны живых клеток. В лабораторных условиях 98 % ДДТ и ПХБ, смешанных в банке с морской водой, было поглощено планктоном за шесть секунд.

В некоторых бухтах и гаванях Соединенных Штатов эти вещества уже появились в концентрациях, достаточных для того, чтобы нарушить нормальную жизнедеятельность наиболее чувствительных представителей фитопланктона. Если эти вещества будут продолжать накапливаться на континентальном шельфе и количество их достигнет критического уровня, разрушение морских пищевых систем может начаться в огромных масштабах.

Многие загрязняющие вещества, длительное время сохраняющиеся во внешней среде, обладают свойством накапливаться, причем процесс этот начинается с очень небольших количеств, привносимых в море реками или атмосферными осадками. Такие соединения, особенно если они хлорорганического происхождения, поглощаются из воды микроорганизмами, и в первую очередь одноклеточными водорослями или бактериями. Последние, в свою очередь, являются пищей для разных животных-фильтраторов, например плавающих в толще воды веслоногих рачков или обитающих на дне двустворчатых моллюсков. Животные-фильтраторы поедаются более крупными хищниками, которые становятся последней, а иногда предпоследней ступенькой этой своеобразной лестницы потребления. На каждой стадии все больше и больше загрязняющих веществ накапливается в живых организмах.

Это явление можно сравнить с процессом чистки пылесосом, во время которого каждое следующее питающееся животное вбирает в себя загрязняющие вещества с большей площади. Клеточка водоросли извлекает яд из нескольких капель воды, количество которой уместилось бы в наперстке; небольшой моллюск поглощает миллионы или миллиарды одноклеточных водорослей; утка проглатывает тысячи небольших моллюсков. Несколько дюжин уток, съеденных одним стоящим на верхней ступени хищником, равносильно накоплению в его теле яда примерно с одного квадратного километра прибрежной воды. Конечно, большая часть яда не остается в тканях животного, но по сравнению с первоначальным уровнем, когда в воде содержались лишь следы яда, его количество увеличивается в тысячи, а то и в миллион раз.

Эта классическая идея накопления загрязняющих веществ в пищевых цепях была впервые сформулирована в начале 60-х годов, когда хорошо проверенных данных было еще относительно мало. Сейчас нам известно гораздо больше о том, какую роль играют токсичные химические вещества в водных экосистемах.

Коэффициенты накопления на самых низших уровнях пищевой цепи вызывают изумление. Проведенное в 1975 году исследование биоконцентрации обычных инсектицидов бактериями в воде показало, что один из видов накапливал бета-хлордан в количестве, в 55900 раз превышающем его содержание в окружающей воде.