Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ

В сельском хозяйстве для поддержания высокой урожайности необходимый растениям запас питательных веществ пополняется введением искусственных удобрений. В океане он возобновляется за счет естественных процессов, таких как деятельность микробов и сток вод суши, приносящих с собой сельскохозяйственные удобрения и канализационные отходы. Другим источником питательных веществ служат продукты разложения отмерших морских животных и растений.

Благодаря фотосинтезу фитопланктон превращает силикаты, нитраты и фосфаты в первичную пищевую продукцию, потребляемую зоопланктоном. Это первое звено пищевой цепи.

Это химическая реакция, в результате которой живые растительные клетки с помощью хлорофилла и при наличии света создают простые сахара и крахмалы из углекислого газа и воды. В процессе фотосинтеза растение потребляет из воды углекислый газ и выделяет кислород. Фотосинтез, осуществляемый водными растениями, в том числе водорослями, служит важным источником кислорода в воде.

В пищевую цепь входят все морские растения и животные, а также химические элементы, содержащиеся в морской воде. Мельчайшие растительные организмы, плавающие вблизи поверхности, используют солнечную энергию для синтеза органического вещества из растворенных в воде химических питательных веществ. Зоопланктон поедает фитопланктон и в свою очередь служит пищей для более крупных животных. Например, копеподы — ракообразные размером в рисовое зернышко — питаются мельчайшими плавающими в воде водорослями. Сами копеподы служат пищей для сельди, а сельдь — пищей для более крупных рыб и человека. В океане существуют три основные пищевые цепи: цепь хищников, цепь паразитов и цепь сапрофитов.

Начальный уровень цепи хищников — растения; за ними идут травоядные, за которыми следуют плотоядные. Каждый такой уровень организмов одинакового размера называется трофическим уровнем.

В цепи паразитов каждый последующий уровень состоит из организмов, которые по размерам меньше, чем организмы предыдущего уровня, так как первые существуют за счет последних.

Сапрофиты питаются мертвыми организмами. Растения и животные, умирая, служат пищей для трупоедов или разлагаются при участии бактерий. Химические вещества, образующиеся при разложении, снова потребляются растениями — так замыкается пищевой цикл.

Для производства 1 кг сельди нужно 10 кг зоопланктона, для которого, в свою очередь, необходимо 100 кг фитопланктона. Более крупным и ценным породам рыб, занимающих более высокое место в пищевой цепи, таким как лосось, требуется для прироста веса в 1 кг уже 1000 кг фитопланктона.

Этого можно было бы достигнуть, собирая планктон. Однако рыбы используют планктон гораздо эффективнее, чем это могут сделать люди, так что выгоднее ловить сельдь и анчоусов, питающихся планктоном. Синие киты питаются почти исключительно крилем — мелкими креветками, широко распространенными в полярных районах. После того как добыча китов сократилась, русские начали собирать криль и перерабатывать его в продукт питания для человека.

Это органические частицы, выделяемые растениями и животными в результате обмена веществ. К метаболитам относятся и продукты разложения мертвых организмов. Они прилипают к пузырькам воздуха, их можно наблюдать в качестве тонкой коричневой пленки на морской поверхности. Когда пузырьки воздуха лопаются и частицы тонут, их поедает зоопланктон. Они могут поглощаться и растениями.

Миграция многих видов рыб ограничивается приемлемым для них диапазоном температуры и солености, а также наличием пищи. Некоторые виды рыб приспособлены исключительно к жизни на дне, другие настолько чувствительны к изменению давления, что могут жить только в определенном интервале глубин.

Даже максимальное давление в 1000 атм не страшно рыбе, так как оно уравновешивается точно таким же давлением в ее тканях. В то же время резкие изменения давления могут оказаться для рыб смертельными. У быстро поднятых на поверхность глубоководных рыб плавательный пузырь иногда раздувается так, что выпирает изо рта.

Некоторые камбалы изменяют свою окраску, сжимая и расширяя пигментные клетки, чтобы принять цвет дна, на котором они живут. Для этого они должны видеть дно: слепые рыбы не могут изменять свою окраску.

Треска за нерест выметывает 5 млн. икринок. Если бы все они выживали, то уже через 6 лет весь бассейн Атлантики был бы сплошь заполнен треской. Самка макрели выметывает 0,5 млн. икринок, но через 62 дня их остается только 20, а через 85 дней — только 2 икринки.

Это физические факторы — температура, течения, характеристики дна и освещенность — и химические — соленость, содержание кислорода и наличие питательных веществ.

Годовой ход освещенности влияет на суточный цикл поведения рыб, созревание половых продуктов и на метаболические процессы. Проникающий сверху свет позволяет рыбам ориентироваться, отыскивать пищу и избегать хищников. Кроме того, свет необходим для развития растений, которые служат пищей для рыб.

Температура воды влияет на нерест и миграции рыб. Для каждого вида рыб и для каждой стадии их развития — взрослых особей, молоди и икринок — существует определенный диапазон температур. Изменения температуры могут оказаться губительными и для взрослых рыб, и для молоди.

До второй мировой войны лов сардины у Калифорнии был крупнейшим рыбным промыслом в США. К 1951 г. улов сардины упал с 500 тыс. до 3 тыс. т в год. В течение этих лет отмечалось понижение температуры воды. В 1957-58 г. температура прибрежных вод повысилась на 2–4°, и сразу же возросла добыча сардины.