Борис Сергеев - Жизнь океанских глубин

В открытом океане глубже всего в воду проникают лучи голубой части спектра, а в прибрежных районах — желтые и зеленые. Планктонные водоросли поглощают преимущественно лучи голубой части спектра. Свет, богатый красными лучами, тормозит фотосинтез. Вот почему наиболее комфортабельные условия для фотохимических реакций создаются на глубине 25–30 метров, куда лучи красной части спектра почти не проникают. В прозрачной воде до глубины 120 метров интенсивность фотосинтеза такова, что выделение водорослями кислорода способно еще компенсировать потребности дыхания. Опускаясь в бездну, одноклеточные водоросли могут осуществлять фотохимические реакции до глубины 300–600 и даже 900 метров, но уже не способны обеспечить свое существование за счет фотосинтеза и, чтобы жить, должны расходовать ранее запасенные вещества. Истратив все резервы, водоросли гибнут, если случайным током воды их не вынесет к свету.

Фотосинтез — основной процесс, ведущий к увеличению свободной энергии в биосфере за счет ее поступления извне. Подсчитано, что благодаря фотосинтезу за год на Земле создается около 150 миллиардов тонн органического вещества и выделяется 200 миллиардов тонн свободного кислорода. Почти половина этой колоссальной работы ложится на плечи одноклеточных водорослей океана. Далеко не все органические вещества и не весь кислород, полученные благодаря усилиям морских одноклеточных водорослей, расходуются жителями подводного царства. Они поступают в общую земную копилку и частично используются обитателями суши.

Житница подводного царства — висячие сады, — не украшают океан. Там, где они разрастаются пышным цветом, океанская вода теряет свою изумительную прозрачность и приобретает желтовато-бурую, зеленую или даже красную окраску. Гораздо привлекательнее подводные луга, кустарниковые заросли и настоящие «леса», густые и «высокоствольные» и столь же непроходимые, как джунгли Амазонки. В отличие от висячих садов эти подводные заросли образованы достаточно крупными растениями, поселившимися на твердом грунте или на чем-то другом, что может его заменить.

Подводные луга и леса не покрывают и десятой части площади дна океана и не спускаются в бездну. Они приурочены к береговой полосе, материковому побережью и берегам океанических островов. Они не так богаты видами, как наземные растительные сообщества, и образованы в основном водорослями. Только около 30 видов высших растений сумели прижиться в океане. Это в буквальном смысле слова капля в море.

Среди крупных подводных растений существуют любители по-настоящему твердых «почв» вроде поверхностей камней и скал. Для прибрежных зон характерны сильные течения и перемещения водных масс, связанные с приливами, отливами и с береговым прибоем. Мелкие частички грунта не способны удержать крупные растения, обладающие существенной «парусностью». Они смываются водой вместе с частичками грунта, за которые сумели ухватиться, уносятся в океан и там в конце концов гибнут. Зато мелкие растения, укрепившиеся на мягких грунтах, умеют их «цементировать», создавая подходящие условия для жизни более крупных растений.

Некоторые водоросли, так называемые эпифиты, поселяются на теле других растений. Они не паразиты, а простые квартиранты. Им нужна всего лишь жилплощадь, и особого вреда хозяевам «квартир» они не приносят. Одни эпифиты, в особенности маленькие, нетребовательны и способны жить на ком угодно. Крупных интересует размер «жилплощади» и прочность фундамента. Встречаются и привереды, выбирающие квартирных хозяев с большой осмотрительностью из очень ограниченного числа растений.

Кроме безобидных квартирантов, в подводных лесах встречаются настоящие паразиты, присутствие которых совсем не безразлично для эксплуатируемых ими «хозяев». У паразитов вполне сформировавшиеся вкусы и весьма ограниченный выбор объектов эксплуатации. Есть среди них и широкие натуры, не обнаруживающие при выборе хозяев каких-то специфических пристрастий.

Некоторые растения охотнее других поселяются на плавающих в воде объектах, в том числе на корпусах судов. Они наносят серьезный вред мореплаванию, резко увеличивают трение корпуса судна о воду, снижая его скорость и увеличивая эксплуатационные расходы.

Подводные леса живут по тем же законам, что и висячие сады. Водоросли содержат хлорофилл, а красная, бурая или коричневая окраска многих из них объясняется тем, что зеленый цвет хлорофилла замаскирован другими пигментами. Водоросли существуют за счет фотосинтеза. Главное условие их процветания — наличие света, обеспечивающего растения энергией для синтеза органических веществ. Вот почему их заросли встречаются лишь на мелководье. Их нижняя граница, в зависимости от прозрачности воды, находится на глубине от 40–50 до 200 метров. Вся остальная поверхность дна свободна от растительного покрова.

Температура воды океана колеблется в диапазоне около 30 градусов, что не лимитирует распространения растений, хотя для каждого вида существуют свои излюбленные температуры и свои температурные границы. В подводных лесах встречаются любители очень теплой и совсем холодной воды, но для жизни большинства наиболее благоприятны умеренные температуры. Вот почему самые мощные подводные заросли приурочены к умеренным и приполярным широтам. Не накладывая ограничений на общее распространение подводной растительности, температура воды оказывает серьезное влияние на интенсивность обменных процессов, на темпы роста и скорость размножения.

Для процветания подводных лесов необходимо регулярное поступление неорганических веществ, содержащих азот, фосфор, калий, кальций и целый ряд микроэлементов в виде соединений, способных усваиваться растениями. Ими чаще всего бывает богата океанская бездна. Там, где глубинные воды выносятся к поверхности, создаются благоприятные условия для развития подводных растений. Содержание кислорода подвержено менее резким колебаниям. Для существования подводных лесов необходимо, чтобы выделяемый в процессе фотосинтеза кислород полностью покрывал кислородные потребности растений. Там, где для фотосинтеза им не хватает световой энергии, а кислород выделяется в незначительных количествах, и проходит нижняя граница распространения растительных сообществ.

Использование растениями света зависит в первую очередь от температуры. Низкие и высокие температуры неблагоприятны для поглощения энергии света. Вот одна из причин приуроченности наиболее мощной подводной растительности к зоне умеренного климата. Для фотосинтеза необходимо регулярное пополнение запасов биогенных веществ и неорганики. Поэтому крайне важно интенсивное движение воды. Как бы ни была богата вода необходимыми веществами, если она сохраняет неподвижность, запасы будут быстро израсходованы, а их пополнение с помощью диффузии не сможет в полной мере обеспечить потребности растений, и жизнедеятельность водорослей окажется приторможенной. Напротив, в относительно бедных водах при их интенсивном движении снабжение растений будет хорошим.