Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

ОСЕДЛАВШИЕ МОРСКИЕ ТЕЧЕНИЯ

Кандидат биологических наук О. ГЕРАСИМОВА (г. Гороховец Владимирской обл.), И. ПРОКОПЧУК (г. Мурманск). Фото И. Прокопчук.

Крохотный планктонный рачок калянус, кто он - раб морских течений, хаотично дрейфующий по океану, или искусный наездник, использующий энергию движения морской воды для планомерных перемещений? Пристальный интерес биологов к этому рачку объясняется не только тем, что от его распределения и численности зависит рыбная продуктивность Северной Атлантики. Данные о миграциях калянуса расширяют наши представления о тайнах жизни неприметных обитателей океана.

Толщу морской воды населяет удивительное сообщество небольших существ - планктон. Это название происходит от греческого слова "planktos" - "парящий, блуждающий" . И действительно, мелкие рачки, моллюски, полихеты, медузы, гребневики, сальпы, личинки рыб и беспозвоночных парят в океанских водах.

Чтобы двигаться и парить, рачки используют разветвленные антенны или плоские конечности, похожие на весло. У планктонных личинок для этих целей есть реснички и жгутики, у личинок рыб и стрелок (сагитт), своеобразных животных, принадлежащих к типу щетинкочелюстных, - крохотные плавнички. Медузы движутся за счет пульсации колокола, а гребневики, похожие на медуз желеобразным телом, используют гребные пластинки. Интересно приспособились моллюски - морские ангелы и морские черти. Они движутся, взмахивая "крыльями", которые есть не что иное, как разделившаяся на две части нога хорошо знакомых всем улиток. За такой способ передвижения планктонных моллюсков называют крылоногими.

В пищевых предпочтениях планктонные животные представляют полный спектр - от чистых вегетарианцев, питающихся исключительно микроскопическими водорослями (фитопланктоном), до свирепых хищников. Последних иногда легко определить по внешнему виду: жесткие щетинки на голове сагитты и хватательные конечности веслоногого рачка пареухеты сомнений не оставляют. Но внешность может быть и обманчива: нежный, розовый, полупрозрачный морской ангелочек оказывается тоже хищником.

Яркостью окраски представители планктона похвастаться не могут - чаще всего они прозрачны или полупрозрачны. Однако свет, преломляясь в их телах, отражаясь от движущихся ресничек, щетинок, гребных пластинок, расщепляется на множество миниатюрных радуг, создавая поистине феерическое зрелище. К тому же многие из этих крошечных созданий обладают способностью светиться в темноте.

Какой же признак объединяет столь разнородных животных в единое сообщество - планктон? И чем планктон отличается от нектона - другого сообщества обитателей водной толщи? Миниатюрными размерами? Не всегда. Одному из авторов статьи доводилось видеть медуз, которые не помещались в ванночку для купания детей, а ведь медузы относятся к планктону. Может быть, планктон - это беспозвоночные животные, а нектон - позвоночные (рыбы)? Тоже неверно. Во-первых, кальмары - головоногие моллюски, беспозвоночные, относятся к нектону, а во-вторых, личинки рыб, а также многочисленное семейство мелких светящихся рыбок - миктофид принадлежат к планктону. Главное отличие организмов, составляющих планктон, - неспособность к активному перемещению против течения. Соответственно активно плавающие животные образуют нектон.

Долгое время считалось, что планктон пассивно дрейфует по всем океанам. Вероятно, первый, кто изменил отношение к планктону как к скоплению хаотически дрейфующих частиц, - профессор биологического факультета МГУ, доктор биологических наук К. В. Беклемишев. Он обнаружил в распределении океанического зоопланктона определенную структуру и разгадал закономерности ее формирования. Оказалось, что отдельные виды зоопланктона "привязаны" к крупномасштабным океаническим круговым течениям. Океанические виды обитают в пределах круговорота, неритические предпочитают держаться у берегов, дальненеритические освоили нейтральные области между круговоротами течений. Родилась новая научная дисциплина - биогеография пелагиали (водной толщи).

Исследование планктона широко ведется по всему Мировому океану. Авторам статьи довелось заниматься такой работой в Белом, Баренцевом, Норвежском морях, северо-западной Атлантике и даже в Южном океане. Способов сбора информации о зоопланктоне предложено множество, однако чаще всего проводится отбор проб в заранее намеченных точках путем вертикального лова планктонной сетью: тотального - от дна до поверхности или на определенных глубинах.

Отбор проб планктона - только часть дела. Значительно больше времени занимает обработка. Необходимо определить вид каждого организма, стадию развития каждого рачка и просчитать общее количество животных в пробе по видам и по стадиям развития. Полученные результаты пересчитывают на объем, равный кубическому метру воды, и по этим данным строят карты распределения зоопланктона на исследуемой акватории. Предлагались способы упростить и автоматизировать нелегкий труд обработки планктонных проб: сортировать организмы по размеру, по химическому составу. Однако полноценной замены глазам и рукам гидробиолога до сих пор не придумано.

Возможно, самое изученное планктонное животное - веслоногий рачок калянус (Calanus finmarchicus Gunn). Это существо, размером и формой напоминающее рисовое зерно, составляет основу зоопланктона Северной Атлантики. Его роль в жизни океана огромна. С одной стороны, калянус - основной потребитель фитопланктона, с другой - излюбленная пища многих животных и рыб, таких, как сельдь, мойва, скумбрия, путассу. А уж личинки рыб, в том числе промысловых, питаются молодью калянуса все поголовно. Таким образом, от распространения и численности рачка калянуса зависят, в частности, выживаемость личинок, численность поколений промысловых рыб, успех рыбного промысла, а в конечном итоге - количество и качество рыбы на нашем столе. Этим во многом объясняется пристальный интерес исследователей разных стран к скромному маленькому рачку. С 1992 года гидробиологи Канады, США и Европы ведут работы по совместной программе TASC (Trans-Atlantic Study of Calanus) - трансатлантическому изучению калянуса.

А что же сам калянус? Не ведая о своей мировой популярности, пассивно кружится в океанических круговоротах, как мусор? Нет, в отличие от мусора калянус совершает вертикальные перемещения : ночью поднимается к поверхности океана, днем опускается на несколько десятков, а то и сотен метров вниз. Зачем? Ответ можно найти в любом учебнике гидробиологии: поднимается - на откорм, опускается - спасаясь от хищников. Таково в настоящее время общепринятое объяснение вертикальных миграций многих видов планктонных организмов. Однако исчерпывающим его не назовешь: остается еще много вопросов. Во-первых, на глубине тоже много хищников - как уже говорилось, они встречаются среди того же зоопланктона. Во-вторых, как объяснить сезонные и возрастные изменения протяженности миграций? Есть и в-третьих, и в-четвертых…

Океанические течения - сложная система. И если предмет на поверхности плывет в одном направлении, то, погрузившись на определенную глубину, он может начать движение в обратную сторону. А не в этом ли истинный смысл неутомимых вертикальных перемещений рачка-калянуса и тысяч других планктонных животных? Меняя в течение суток глубину своего обитания, они вполне способны оставаться на одном месте даже на стрежне океанического течения. А сменив амплитуду вертикальных миграций, могут переместиться в другой район, не тратя собственной энергии на преодоление течений, используя их как общественный транспорт.

Эту гипотезу проще всего проверять в Южном океане, где присутствие материков не усложняет течения. Еще в 1937 году британский исследователь Н. А. Макинтош описал крупномасштабный перенос зоопланктона в водах Антарктики. Многие виды, в том числе и рачки рода Calanus, летом скапливаются в верхних слоях и дрейфуют на север. С началом зимы планктон мигрирует на глубину 500-750 м и оказывается в теплых водах, движущихся на юг, к берегам Антарктиды. Таким путем крохотные животные в течение года дважды преодолевают расстояние в несколько сотен километров.

Но Северная Атлантика - не Южный океан. Материки, острова, сложнейшие системы течений… Как выявить закономерности перемещения рачка размером с рисовое зерно? Первую попытку обосновать приспособительное значение вертикальных перемещений калянуса сделал в 1962 году сотрудник Мурманского морского биологического института Н. И. Кашкин. Однако из-за недостатка фактических данных его идея о протяженных горизонтальных миграциях, которые совершает калянус, используя систему течений и глубинных противотечений, осталась на уровне гипотезы.

И в настоящее время можно привести лишь отрывочные данные на этот счет. Гидробиологи Великобритании составили карту распределения скоплений зимующего калянуса в Норвежском море. Выяснилось, что из года в год рачок зимует в одних и тех же районах, у дна, на больших глубинах. Опускаясь на зимовку, он использует сезонный прибрежный даунвеллинг - "сползание" прибрежных вод на глубину по материковому склону. Весной вдоль берегов формируется обратный процесс - апвеллинг, когда прогретая и опресненная за счет материкового стока вода, становясь более легкой, относится от берега и поднимается вверх. Калянус пользуется этим сезонным течением для перемещения к поверхности - зачем тратить силы, если работает "лифт"?

В верхних слоях воды рачок приступает к нересту. Скорее всего, у него есть излюбленные районы, и маркером "родильных домов" может служить рыба. Мойва, сельдь, скумбрия, треска, пикша и другие тоже нерестятся у берегов Норвегии, причем каждый вид - в строго определенном месте. Очевидно, выбор места в значительной мере связан с обилием пищи для личинок. А начинают они все питаться в основном науплиями - личинками калянуса.

Таким образом, постепенно вырисовывается пространственная структура популяции рачка с определенными районами зимовки, нереста. А есть ли места откорма? По наблюдениям ученых Полярного научно-исследовательского института в Мурманске, в Норвежском море скопления калянуса привязаны к районам дивергенции (расхождения) течений. Биологический смысл явления понятен: дивергенция - это апвеллинг, подъем к поверхности глубинных вод, обогащенных веществами, питательными для фитопланктона, который в свою очередь служит пищей калянусу. Вот только по физическим законам пассивные частицы, к коим до сих пор причисляют и рачков-калянусов, в таких местах должны разноситься течениями, а не скапливаться. Значит, и здесь рачок выработал механизм, как выйти в кормную зону и удержаться в ней.

Итак, вовсе не рабом океанических течений предстает перед нами калянус, один из представителей зоопланктона, а искусным наездником, использующим могучую энергию воды для перемещения в районы нереста, откорма, зимовки. В совокупности пути миграции должны составить замкнутый цикл, очерчивающий район существования популяции. Есть основания предполагать, что жизни одного рачка не хватает для завершения цикла: начинает путешествие одно поколение, а заканчивает уже другое, а то и третье.

Очередной раз в результате синтеза накопившейся информации вместо кажущегося хаоса в распределении и перемещении планктонных животных начинают проступать контуры стройной системы. Открывается новый могучий пласт неизведанного и неисследованного. Планета Океан готова расстаться с еще одной из своих многочисленных тайн.


Случайная статья


Другие статьи из рубрики «Вести из институтов, лабораторий, экспедиций»

Детальное описание иллюстрации

Для отбора проб зоопланктона применяются солидные орудия лова. Теоретически планктонная сеть, снабженная увесистым грузом, должна опускаться и подниматься строго вертикально. Бывало, однако, что стальной трос, на котором поднималась сеть, оказывался завязан самыми немыслимыми узлами. Трудно даже представить, что происходило с сетью в морских глубинах. Случалось, что во время подъема сеть вдруг останавливалась, хотя лебедка работала. Через некоторое время подъем возобновлялся. Такое впечатление, что сетку кто-то держал. "Думаю, это гигантский кальмар", - таинственно понизив голос, говорил нам, тогда еще студентам-первокурсникам, профессор Константин Владимирович Беклемишев.
В августе 1999 года в г. Тромсе (Норвегия) состоялся международный симпозиум, на котором подводились итоги программы трансатлантического изучения калянуса (TASC). Все было посвящено калянусу: стенды, доклады, разговоры в перерывах между заседаниями. Даже салфетки на столах во время заключительного банкета украшали портреты рачка.