Жизнь океанских глубин - Борис Сергеев

Доступность строительных материалов позволила морским обитателям возводить такие гигантские сооружения, в один ряд с которыми не поставишь даже творения рук человеческих. Я имею в виду коралловые рифы, созданные крохотными существами — мадрепоровыми, или каменистыми кораллами. Их около 2,5 тысячи видов. В своем большинстве кораллы живут огромными колониями.

Отдельные маленькие строители — полипы — самые примитивные многоклеточные организмы. Внешне полип представляет собой малюсенький цилиндрик, состоящий из двух слоев клеток, с венчиком щупальцев на верхнем конце и ртом в центре этого сооружения. Полипы мадрепоровых кораллов — карлики, ростом от 1 миллиметра до 3 сантиметров. Как и другие кишечнополостные, они образуют на своей поверхности скелет из органического вещества. У мадрепоровых кораллов клетки наружного слоя цилиндрика синтезируют тончайшие хитиновые нити, арматуру для основного строительного материала — карбоната кальция, соли угольной кислоты. Кроме кальция, для его производства нужен лишь углекислый газ. А он, как известно, образуется в организме в процессе дыхания, да и в морской воде его сколько угодно. Обычно животные стараются от углекислого газа избавиться побыстрее, а кораллы освоили безотходную технологию и пускают в дело это вредное вещество.

Строительство начинается с оседания на арматуре молекул кальцита в виде крохотных кристалликов. Они постепенно растут, увеличиваясь в длину и в толщину, пока не соединятся друг с другом и не создадут сплошную известковую оболочку полипа. Такая же кальцитовая пластинка образуется на подошве. Затем от нее начинают подниматься радиальные перегородки, глубоко вдавливающиеся в тело полипа. Перегородки остаются неполными, зато по периферии обрастают толстым наружным валиком, образующим как бы пиалу, гнездо для полипа.

Известковая оболочка, хотя и медленно, продолжает утолщаться всю жизнь и в конце концов становится главным элементом полипа, а его живое трепещущее тело превращается в тоненькую полупрозрачную пленочку, выстилающую известковую чашу изнутри. Постепенно подрастая, индивидуальные дома-гнезда отдельных кораллов сливаются между собой, образуя единый скелет колонии, основу для создания рифа. В его образовании и окончательной отделке принимают участие и другие организмы. Известковый материал в тело рифа добавляют раковины моллюсков, наружные скелеты усоногих раков, трубки полихет и даже известковые водоросли.

Главное условие для возникновения кораллового рифа — высокая соленость воды, равная 35 промилле. Затем нужна температура не ниже 20,5 градуса. Рифообразующие кораллы — теплолюбивые существа. Наконец, необходима хорошая освещенность. Вот почему кораллы не могут существовать на глубинах свыше 50 метров. Любовь к свету объясняется тем, что коралловые полипы живут в симбиотическом союзе с зелеными одноклеточными водорослями, снабжая их углекислым газом, нужным для фотосинтеза, а также азотистыми и фосфорными продуктами обмена, из которых сожители создают белки. В свою очередь, полипы забирают весь выделяемый водорослями кислород, высасывают до 60 процентов синтезируемых ими углеводов и аминокислот и, кроме того, прибегают к помощи водорослей, чтобы освободить свой организм от азотистых и фосфорсодержащих продуктов обмена, так как собственных органов выделения не имеют, а затем получают эти вещества обратно в продуктах фотосинтеза. С азотом и особенно с фосфором, которого в морской воде совсем немного, однажды извлеченными из пищи, полип уже не расстается, постоянно обмениваясь ими со своими партнерами.

Водоросли помогают полипам создавать известковые скелеты. Дело в том, что кальций, вступая в соединение с углекислым газом, точнее с ионами угольной кислоты, образует очень непрочное вещество: гидрокарбонат кальция. Он для создания известковых скелетов не годится. Если в окружающей среде много углекислого газа, строительство приостанавливается. Сожители кораллов, интенсивно поглощая углекислый газ, дают толчок к отщеплению от гидрокарбоната молекулы угольной кислоты и превращают его в карбонат кальция, который тут же осаждается на стенках «дома». Кораллы ведут строительство только днем, когда солнце поднимается достаточно высоко. Вот почему мощные коралловые рифы образуются лишь в тех районах океана, где много солнечных дней.

Кораллы — виновники возникновения барьерных рифов, окаймляющих побережья сплошной стеной, и атоллов, кольцеобразных рифов с внутренней лагуной; многие из них стали островами. Пока не удалось подсчитать общее количество атоллов. Только в составе Мальдивских островов их 1190.

Самое большое сооружение, построенное крохотными умельцами, — Большой Барьерный риф. Он протянулся на 2000 километров вдоль северо-восточного побережья Австралии. Его ширина до 150, а высота — 2 километра. Видимо, море в этом районе когда-то было мелководным, а потом дно опустилось, но это происходило так медленно, что рифы успевали подрастать.

Большой Барьерный риф по своим размерам приближается к Уральским горам. По объему строительного материала, использованного на его создание, он в 100 тысяч раз превышает Великую Китайскую стену. Общая площадь всех известных рифов равна 27 миллионам квадратных километров, из них 8 миллионов — острова. Если собрать их вместе, получится материк чуть крупнее Австралии.

Известковые домики коралловых полипов не гарантируют безопасности. От морской звезды терновый венок, слизывающей, а вернее, соскребающей с поверхности рифа живых кораллов, до рыб, в числе которых несколько видов рыб-хирургов и рыб-бабочек, скусывающих с колонии кораллов молодые веточки, кто только не кормится маленькими строителями.

Ракообразные и моллюски создают более прочные дома, способные выдержать натиск любого врага. Самый неприступный замок строит гигантская тридакна. Ее двухстворчатая раковина напоминает дома пресноводных беззубок, только значительно превосходит их размером. Самые крупные в длину достигают 1,4–1,5 метра, а веса 200–250 килограммов, а сам хозяин замка может потянуть на два пуда. Раковина лежит на грунте своей замковой частью, свободные края створок обращены вверх. Обычно створки чуть-чуть приоткрыты, и в щель выглядывает яркая мантия.

Моллюски строят свои дома из известковых призмочек и пластинок кальцита или арагонита. Эти вещества имеют одинаковый химический состав, но отличаются своим кристаллическим строением. Раковина состоит из трех слоев. Снаружи она покрыта волокнистым веществом конхиолином, относящимся к наиболее прочным протеинам тела животных, близким по строению к таким веществам, как хитин и роговое вещество волос. Конхиолин имеет черный или коричневый цвет. Иногда он развит очень хорошо, как у беззубки, иногда выражен плохо или отсутствует.

Средний слой раковины — фарфоровый. На разломе он белый или желтовато-серый, а на ощупь — шероховатый, действительно похожий на фарфор или фаянс, и состоит из нескольких слоев пластинок, образованных из кристалликов арагонита, уложенных таким образом, что пластинки соседних слоев направлены перпендикулярно друг к другу, что повышает прочность раковины.

Внутренний слой раковины образован тонкими пластинками или чешуйками арагонита — перламутровыми листочками, уложенными параллельными рядами, перемежающимися с тончайшими слоями конхиолина. У самых квалифицированных строителей внутренняя поверхность раковины отделана толстым слоем настоящего перламутра. Его цвет зависит от толщины арагонитовых листочков. Преломление солнечных лучей в пластинках толщиной до 0,004–0,006 миллиметра создает красные и зеленые переливы. С увеличением их толщины световые лучи блекнут.

Строится раковина с помощью мантии — кожной складки, одевающей внутренностный мешок и свисающей со спины моллюска на его бока. На поверхности мантии есть специальные клетки, обладающие секреторными функциями. Они способны выделять различный материал. Клетки, находящиеся на краю внешней поверхности мантии, продуцируют конхиолин, лежащие чуть дальше, выделяют карбонат кальция, а расположенные еще дальше от края «штампуют» из кальция крохотные чешуйки. Из них и образуется перламутр.

Замки моллюсков — нерукотворные сооружения. Собственноручно, в полном смысле этого слова, строят дом только самки аргонавтов, относящиеся к головоногим моллюскам. Работящей, а может быть, просто умелой (человек ведь тоже левой рукой далеко не все может сделать) является лишь пара спинных «рук», на концах которых есть особые расширения, или лопасти. Находящиеся здесь железистые клетки продуцируют строительный материал, а «руки» «выкладывают» из него строительные конструкции.

Толщина перламутрового слоя отчасти зависит от размеров раковины. Ради перламутра их издавна добывают во всех океанах. Самая крупная раковина у жемчужницы максимальной, обитающей в Индийском океане у берегов Малаккского полуострова. Фабрика перламутра имеет в диаметре 30 сантиметров, а пара ее створок весит в общей сложности 5–5,5 килограмма. Морская жемчужница, живущая у побережья Австралии, поменьше. Перламутр обычно имеет белый цвет, нередко с розовым или зеленоватым оттенком, а вблизи края раковины — черный. Среди брюхоногих моллюсков самыми крупными раковинами до 3 килограммов весом и до 30 сантиметров в диаметре владеют гигантские стромбусы из Карибского моря. Про такого моллюска уже не скажешь, что он живет в замке. Его убежище правильнее назвать танком. Несмотря на тяжесть дома, стромбусы способны передвигаться толчками и даже совершать прыжки. Сходной «походкой» обладают птероцеры, также владеющие большой и тяжелой раковиной. Конусообразные раковины хороний достигают в длину 60–70 сантиметров. Когда-то их использовали как музыкальный инструмент, способный порождать громкие звуки.