Биосфероведение - Валерий Степанович Миловатский

Другие экологические понятия мы будем пояснять при описании конкретных экологических систем.

Глава 15. Экосистемы моря

(морской биоцикл)

Вода – основа жизни. Роль планктона. Геологическая история океанов. Морские птицы. Экосистемы океана. Особая жизнь рифтовых зон. Единство Океана. Наблюдения Тура Хейердала.

Чехов сказал: море большое. Следует добавить: оно живое и единое. Да, и море, и океан – единое живое поле. В океане есть свои пустыни и сгущения жизни. Есть у него и свои структуры: экологическая, гидрологическая, геологическая и другие. У него свой газовый и солевой состав, поддерживаемый живым веществом. Океан оказался первым домом жизни на Земле. В нём получили развитие её первые высокоорганизованные формы, особенно позвоночные. Разнообразие только видов рыб составляет 50 % всех позвоночных. Всего в океане 160 000 видов животных и около 10 000 видов растений.

Да и как океану не быть домом живого, если его главный компонент – вода – обладает уникальными свойствами, благоприятными для жизни. Например, такое свойство воды, как в твёрдом состоянии быть легче, чем в жидком (в то время как у других веществ – наоборот) позволяет водоёмам Земли не промерзают до дна – ведь лёд всплывает, и жизнь в них не прекращается и зимой. Прозрачность воды даёт возможность осуществления в морях фотосинтеза. Несжимаемость воды под давлением позволяет живым существам жить и на большой глубине. Если же говорить о жизни на суше, то высокое поверхностное натяжение молекул воды обеспечивает её подъём в капиллярах сосудов растений. Без этого растения не могли бы освоить сушу.

Молекула вода – единственная из неорганических молекул, которая входит в состав клеток и тканей биоты в нерасщеплённом виде, в то время как соли и все другие вещества, попав в организм, диссоциируют на составные части. Опыты по магнитно-резонансному структурированию воды показали, что она способна запоминать информацию, в частности, биологическую.

Во всём разнообразии организмов, существующих в мире, содержится удивительное многообразие веществ. И лишь вода необходима всем. Недаром вода, будто кровеносная система, охватывает всю планету, образует свою гидросферу, проникает в атмосферу, в литосферу и слита с биосферой.

О планктоне

Кто же населяет океан? Рыбы? Да. Водоросли? Верно. Есть ещё киты, акулы, тюлени, моржи, белые медведи, морские птицы, черепахи (есть размером до 1.5 метров), змеи, кальмары, медузы и много других животных. Но чем они питаются? Лесов и полей там ведь нет. Где же их главная пищевая база? Нет, она не в зарослях ламинарий.

Их пищевая база совсем не похожа на таковую для животных на суше. Она практически невидима, потому что в основном состоит из микроорганизмов. Если посмотреть на поверхность морей-океанов, то перед нами безбрежная гладь воды, и лишь местами она несколько зеленее или имеет чуть иной оттенок. Оказывается, верхний слой океана на глубину проникновения света (до 100 метров) населён этими микроорганизмами: фотосинтезирующей морской флоре необходим свет. Все они способны держаться в верхнем слое воды за счёт пузырьков воздуха, жировых включений и особого строения тела. Совокупность этих мелких морских организмов называется планктоном (от древнегреческого planktos – блуждающий). Есть среди них и довольно крупные организмы, называемые макропланктоном: медузы, гребневики, креветки, личинки и другие. Планктон, являясь пищевой базой всей морской живности, представляет собой основу существования всех экологических систем океана. Все трофические цепочки океана начинаются с него[18]. Он же – основа будущих осадочных пород.

Планктон состоит из двух биот: фитопланктон, состоящий из водорослей (70 % продукции) и бактерий; и зоопланктон, состоящий из консументов I рода (ракообразные, моллюски, простейшие, оболочники, икра, личинки рыб, беспозвоночные), питающийся фитопланктоном[19]. Зоопланктон регулярно мигрирует: то поднимается к своему «пастбищу», то опускается на глубину, иногда до 1 километра. Это позволяет ему днём избегать своих пожирателей, обитающих в верхних слоях. Зоопланктон, называемый крилем, основная пища китов и многих рыб. Фитопланктон – главный продуцент моря, базовая ступень всех его трофических пирамид. Его зависимость от света хорошо иллюстрируется таким наблюдением: в 1 литре морской воды, взятой с глубины 50 метров, насчитали 10000 особей, а с глубины 100 метров – менее 3000 особей. Фитопланктон, составляя менее 8 % массы зоопланктона, благодаря быстрому размножению «выдаёт» биомассы в 10 раз больше, чем вся биота океана.

Но фитопланктон не только кормит. Он поставляет планете 50 % свободного кислорода. Это второе лёгкое биосферы (первое – леса). Фитопланктон увеличивает концентрацию окиси углерода в верхних слоях океана в 100 раз по сравнению с концентрацией последнего в атмосфере. Поглощая из воды соединения кремния и карбонаты, он меняет солевой состав океана[20]. На Чёрном и Белом морях обнаружено отрицательное электрическое поле, образуемое живым фитопланктоном, и положительное электрическое поле – образуемое отмершим фитопланктоном. Кроме того, планктон ещё и освещает океан – многие его организмы ночью светятся.

Экосистемы пелагиали и бентали

Если фитопланктон, нуждаясь в свете, существует в верхнем слое воды, то зоопланктон способен обитать во всей морской толще до самого дна. Океанологи называют жизнь, сосредоточенную в верхних слоях, пелагиалью, а придонную сферу жизни – бенталью. Пелагиаль включает в себя уже известный нам планктон – пассивно плавающие организмы и нектон – активно плавающие во всей морской толще организмы (рыбы, кальмары и другие).

Водолазы, прокладывавшие трансатлантический кабель, с удивлением отметили, что на дне нет останков морских животных. Это результат усердия пелагиальных детритофагов: организмов, питающихся детритом – органикой, остающейся от жизнедеятельности морской биоты: ею могут быть мёртвые рыбы, отжившие водоросли, отбросы жизнедеятельности других организмов, всё это, пока медленно опускается на дно, съедается детритофагами до единой косточки и частицы.

Придонные формы жизни – бентос – обладает большим разнообразием, чем пелагиаль: из 160 000 видов морских животных – 157 000 видов живёт на дне, главным образом на шельфе (подводной части материка), за пределами шельфа их количество резко падает. Здесь обитают рыбы, крабы, бокоплавы, изоподы, двустворчатые моллюски, головоногие – это всё консументы; кроме того – черви, морские звёзды и ежи, голотурии, фораминиферы, бактерии – это редуценты (илоеды, или детритофаги). Все они приспособились к жизни без света.

На дне детритофагам ещё большее раздолье: они «перепахивают» ил в поисках пищи, едят и сам ил. Не зря и названы илоедами. Перерабатывая органику, детритофаги (пелагиальные и бентальные) превращают её в минеральное питание, которое восходящими потоками воды доставляется в верхние слои океана, где в нём так нуждается фитопланктон. Между ним