Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

Баланс пищевых веществ имеет большое значение для успеха в конкурентной борьбе разных фитопланктонных организмов. В начале весеннего периода роста, а также во время апвеллинга вода богата питательными веществами, и вскоре господствующее положение занимают несколько быстрорастущих видов. В результате их интенсивного роста обычные «минеральные удобрения» частично истощаются и начинают появляться органические «отходы» жизнедеятельности первой волны микроскопических водорослей. В этот момент становятся заметными другие виды, частично хемотрофные, способные поглощать органические вещества в среде, в которой не хватает других питательных веществ. Со временем, по мере того как все большее количество видов начинает пользоваться все усложняющейся пищевой базой, фитопланктонные сообщества перемешиваются между собой, как в кастрюле. Этот процесс приводит на ум еще одну аналогию с развитием наземного леса. Первые растения, появляющиеся на открытом пространстве, представлены обычно несколькими быстрорастущими видами. За ними следуют другие виды, например такие, которые могут расти в затененных местах, и сапрофиты, питающиеся органическими продуктами, поставляемыми их аутотрофными соседями. В конце концов создается разнообразное и единое сообщество организмов. Но, в противоположность темно-зеленым волнам, покрывающим первозданные прибрежные горные кряжи, леса, плавающие в умеренных водах, каждый год исчезают и появляются вновь.

Сезонная смена одних видов фитопланктона другими также происходит как-то таинственно. В каком-нибудь месте в какое-то определенное время один или несколько видов намного превосходят числом все остальные, но это господство временное. В течение нескольких дней или недель они начинают постепенно исчезать со сцены (правда, не полностью), и их место занимает один — три других вида. Изменение концентрации питательных веществ, должно быть, играет важную роль режиссера этого красочного парада организмов, но этим, вероятно, исчерпывается далеко не все. Почти все сведения по экологии фитопланктона получены в результате лабораторных исследований, проведенных на одном или двух выращенных в колбах видах, что не дает истинной картины жизни в океане.

Борьба между разными видами фитопланктонных организмов находит свое выражение в выделении ими сложных органических веществ в воду. Некоторые из них подобны феромонам (то есть действуют как внешние гормоны). Они ускоряют рост клеток, выделяющих эти вещества во внешнюю среду. Другие же являются боевым отравляющим оружием и препятствуют росту конкурентов.

Большое контролирующее влияние на рост численности фитопланктонных организмов оказывают питающиеся им представители зоопланктона. Проходит немало времени, прежде чем весной зоопланктон начинает успешно развиваться, но когда фитопланктон достигает полного расцвета, микроскопические животные начинают действовать. Численность зоопланктона, в котором доминируют копеподы, в конце концов быстро увеличивается и сразу же начинается пир.

Копеподы, или веслоногие, — это мелкие рачки, похожие на изящных бескрылых насекомых. С помощью необычно быстрых взмахов своих усиков они мечутся в толще вод то туда, то сюда.

Эти крохотные существа часто рассматриваются как единая группировка. Все они вегетарианцы, или первичные консументы в морской пищевой цепи. Однако между двумя различными видами может быть такая же разница, как между лосем и кроликом. Распространенное представление о веслоногих как о благородных пастбищных животных не соответствует действительности. Известно, что некоторые виды являются прожорливыми хищниками, которые нападают и пожирают других веслоногих. Особенно охотно они это проделывают с мелкими личинками рыб. Один из этих крохотных хищников, Labidocera, по временам в изобилии населяет Калифорнийское течение. Колючие и сильные, Labidocera, достигающие нескольких миллиметров в длину, интенсивно охотятся за личинками калифорнийских анчоусов. Нападая на все, что попадается ей на пути, Labidocera убивает гораздо больше того, что может съесть. Искалеченные и умирающие личинки анчоусов, с вырванными из тела кусками, усеяли дно аквариума, в котором биологи изучали поведение этого веслоногого выродка. Такие исследования дают веские основания предположить, что Labidocera уничтожает большую долю ежегодного пополнения поголовья анчоусов.

Однако, в полном соответствии с законом экологической пирамиды спроса и предложения пищевых продуктов, в планктоне гораздо больше травоядных, чем плотоядных форм. Выяснилось, что большинство представителей зоопланктона очень привередливы в еде. Многие виды веслоногих выбирают себе одноклеточные водоросли, размеры которых колеблются в очень узких пределах, автоматически отбрасывая слишком крупные и слишком мелкие клетки. Только что вылупившиеся личинки калифорнийского анчоуса питаются почти исключительно одним видом жгутиконосцев. Об этом свидетельствует тот факт, что нерест анчоусов точно приурочен к периоду массового размножения этих организмов. Велигеры, или личинки, таких моллюсков, как морское ухо, или халиотис, питающиеся мельчайшими клеточками водорослей, также очень разборчивы.

В течение многих лет из года в год специалисты по экологии планктона, определяя присутствие фитопланктона, измеряли лишь его общую продуктивность или концентрацию хлорофилла. Это делалось главным образом ради удобства. Такой метод позволял получить количественные данные; он давал возможность избегать больших затрат времени на тщательный микроскопический анализ планктонных проб; он соответствовал растущей тенденции применять в своей работе современные автоматические химические анализаторы, например для определения присутствия радиоактивных изотопов, скажем, 14С. Но при этом терялась возможность прогнозировать характер связи между изобилием фитопланктона и успешным его использованием основными организмами, составляющими следующее звено пищевой цепи. Теперь ученые считают, что личинки таких рыб, как калифорнийский анчоус, погибнут от голода, находясь среди массы «хлорофилла», если будет отсутствовать определенный вид одноклеточных водорослей. Покойный Д. Д. X. Стрикленд из Скриппсовского института океанографии, тонкий знаток мира планктона, кратко подытожил эту проблему следующими словами: „Животные не едят первичную продукцию или 14С, или хлорофилл, или что-нибудь в этом роде. Они едят растения. И их очень интересует, какого рода растение они едят". По-видимому, микроскоп останется важным инструментом в изучении фитопланктона. И в первую очередь это относится к исследованиям, связанным с рыбными промыслами или с определением влияния загрязнений на главные организмы в пищевых цепях.

С дальнейшим ходом сезона роста в мире планктона наблюдается все большее оживление. Веслоногие стремительно носятся в воде, словно ласточки в небе прерий. Велигеры тучами толкутся у поверхности воды, напоминая рой прозрачнокрылых насекомых в летний вечер.

В результате сезонных изменений, протекающих в этом плавучем лесу, со свойственным ему разнообразием взаимоотношений между фито- и зоо-планктонными организмами, возникает исключительно пестрая картина, поражающая разнородностью составляющих ее деталей. Интенсивное потребление пищи приводит к заметному истощению пастбищ. Хотя в местах с высокой концентрацией питательных веществ могут по-прежнему возникать плотные скопления диатомовых или жгутиковых водорослей, рано или поздно и они будут уничтожены ордами крохотных голодных существ.

Аквалангистам приходилось встречать слои концентрированного планктона толщиной всего лишь около сантиметра. С помощью лазерной голографии, которая недавно стала применяться в морской биологии, ученые засняли кубический метр морской воды. Оптическая аппаратура, дающая большое увеличение, позволила им увидеть, что в относительно большом объеме воды лишь кое-где разбросаны плотные гроздья живых существ.

Исследования, проводимые в более широких масштабах, в открытом море, с использованием батометров и приспособлений для сбора планктона, также показывают, что планктон повсюду распределяется неравномерно. В водах Калифорнии образуются длинные лентовидные скопления планктона, расположенные параллельно береговой линии. В этих же местах на многометровой глубине океанографы также находят хорошо обособленные слои, зеленые от содержащегося в них фитопланктона. И обычно вокруг этих зеленых слоев, как детвора в день Святого Патрика вокруг огромного стола, уставленного сластями, беспорядочно суетятся веслоногие рачки и другие планктонные животные.

Загадочная лоскутная структура мира планктона обманывает восприятие наблюдателя, смотрящего на волнующийся океан с берега или с борта корабля или созерцающего однообразное водное пространство с высоко летящего самолета. Возможно, в море нет другого такого явления, для которого были бы столь характерны парадоксы, как это присуще миру планктона. Невероятно сложные интегрированные плавающие сообщества, иногда простирающиеся на сотни и тысячи квадратных километров, являются результатом существования этого микромира. Перехват невидимых лучей солнечного света и множество способов абсорбции питательных веществ, потребление одной пищи и отказ от другой, экскреция, привлечение, отпор противнику, синэргизм и антагонизм — все это происходит в пространстве величиной с точку на этой странице.

Процессы, протекающие в этом мире „простой" жизни, по своей сложности легко могут соперничать с экономикой США. К концу сезона вариации в горизонтальном и вертикальном распределении в пелагических биоценозах достигают максимума. По словам Рамона Маргалефа, специалиста-планктонолога, скопления планктонных организмов на этой последней стадии развития «меняются каждую минуту, как облака на небе».

Осенью и зимой в пелагических лесах наступает состояние покоя. Большая часть,"листьев" погибает, и они опускаются в темноту; питательные вещества уже не поднимаются из глубин так активно, как весной и летом. Конечно, жизнь здесь теплится, медленно отсчитывая время в студеной тишине, в ожидании, когда возвратятся длинные дни, жаркое солнце и плавный напор глубинных вод, подобно живительному соку, поднимется к листве от корней.

Пытаясь проникнуть в тайны сложных миров, составляющих мир планктона, человек буквально по крохам добывает знания, облегчающие их понимание. Такие важные события, как, например, нарождающийся "красный" прилив, могут зависеть от незаметного колебания молекул или незначительного сдвига в температуре или интенсивности света. Не раскрыты еще многие секреты планктона. Они нелегко поддаются пониманию человека. Они еще долго могут оставаться неуловимыми, потому что лабораторные колбы и нынешний аналитический подход не в состоянии охватить во всей полноте такое сложное явление, как апвеллинг. В этом мощном круговороте морской воды расстояния, измеряемые милями, не менее важны, чем микроны.

IV. Красные приливы

Некоторые фитопланктонные организмы, динофлагелляты, имеют склонность образовывать очень большие скопления, известные под названием „красные приливы". Иногда такие участки „цветения" моря достигают нескольких километров в ширину. Часто они располагаются параллельно береговой линии. Возникают красные приливы в результате быстрого размножения водорослей. Они могут существовать в виде отдельных клеток, либо в виде коротких цепочек, состоящих из нескольких клеток. При максимальной плотности популяции в литре морской воды содержатся миллионы водорослей.

Хотя красные приливы изучаются уже более 100 лет, ученые не пришли еще к окончательному мнению относительно многих аспектов их биологии; в частности, пока не известны причины, вызывающие,"цветение" моря. Известно, что подвижные организмы, образующие красный прилив, активно движутся с помощью жгутиков в поисках зон, в которых скапливаются растворенные питательные вещества. Перемещаясь с места на место, они часто покрывают огромные по их масштабам многометровые расстояния. Когда найден участок, содержащий оптимальное количество пищи, клетки часто образуют резко очерченный слой, который регистрируется океанографическими приборами как зона максимального содержания хлорофилла.

Совершенно непонятно, как скопления фитопланктонных организмов держатся вместе, образуя четкий горизонтальный слой. Планктонологи обращают свой взгляд на концентрирующие механизмы физической природы, такие, как вихревые течения, но действительно ли они причастны к этому — никто не знает. Тех, кто наблюдает за красными приливами с близкого расстояния, изумляет вид воды, неожиданно приобретающей цвет томатного супа, как будто кто-то прямо на глазах проводит краской пограничную линию на поверхности моря.

Некоторые организмы, встречающиеся в красных приливах, обладают чрезвычайно интересным свойством биолюминесценции. Установлено, что биохимическая основа свечения крохотных одноклеточных растений подобна той, которая заставляет светиться жуков-светляков. Динофлагелляты, очевидно, вспыхивают главным образом в ответ на физические раздражения. Ночью это сияние, освещающее верхушки волн, представляет захватывающее зрелище. Рыбы, плывущие через светящийся фитопланктон, оставляют за собой яркий зеленый след. Это привело биологов к мысли, что биолюминесценция водорослей выполняет защитную функцию. Сторонники этой гипотезы „сигнала тревоги" считают, что миллионы крохотных прожекторов, направленных на кормящееся ночью животное-фильтратор, делают заметным этого преступника для хищников. Такие пожиратели водорослей, возможно, не любят яркого освещения и отступают в более глубокие слои. Не все виды динофлагеллят обладают способностью светиться, и причина этого тоже неясна.

Появлению красных приливов на поверхности моря часто предшествуют сильные дожди, увеличивающие сток рек в море. В такое время питательные вещества поступают в прибрежные воды в большей, чем обычно, концентрации, и ученые давно подозревают, что именно это «переудобрение» моря вызывает красные приливы. В последние годы накопилось много примеров, указывающих на существование связи между появлением красных приливов и все учащающимися случаями загрязнения моря. По соседству с местами сброса городских канализационных сточных вод в морскую среду, например в Токийском заливе в Японии и Ослофиорде в Норвегии, массовые вспышки размножения ядовитых динофлагеллят становятся обычным явлением. Рост Gonyaulax catenella, наиболее массового вида в красных приливах в водах северо-западной части Тихого океана, стимулируется детергентами, содержащими нитрилотриацетатную кислоту.

Многие виды динофлагеллят имеют сложный цикл развития, в котором чередуются свободно плавающие планктонные фазы и фазы неподвижные, встречающиеся в бентосе. Эта схема жизненного цикла характерна для многих обитателей моря, но, в противоположность большинству из них, у ушедших на дно динофлагеллят все жизненные процессы заторможены. Эта стадия получила название покоящейся стадии, или цисты. В этот период динофлагелляты не движутся и не растут. Находясь в пассивной обороне, они окружают свои одноклеточные тела похожим на раковину покрытием, подобным оболочке пыльцевых зерен высших растений. Это одно из самых стойких веществ, способное противостоять почти любому химическому воздействию, доступному человеку и природе. Даже кипящие кислоты не в состоянии разрушить его. Инцистированные особи совершенно безболезненно переносят даже воздействие мощных пищеварительных соков животных, которые питаются живущими в отложениях организмами.

Спустя какое-то время, может быть годы (доподлинно никто этого не знает), по какому-то неуловимому сигналу из крохотных цист, которые на континентальном шельфе встречаются тысячами в одном грамме песка, появляется новое поколение плавающих планктонных организмов. Недавно некоторые биологи высказали мысль, что причиной красных приливов является такое массовое синхронное эксцистирование динофлагеллят, которые за несколько лет могли накопиться в бентосе от сменявших друг друга незначительных по объему популяций жгутиконосцев. Возможно, что стимулом к эксцистированию может служить смена температуры, солености или появление питательных веществ в оптимальной для роста водорослей концентрации, но опять-таки никто ничего не знает наверняка.

Если бы не тот факт, что несколько видов динофлагеллят крайне токсичны для многих высших форм жизни, включая человека, красные приливы, вероятно, ни у кого не вызвали бы интереса, кроме разве что горсточки кабинетных ученых да любознательных любителей морских прогулок. Однако среди дюжин безвредных видов в прибрежных водах Северной Америки четыре вида несут теперь ответственность за миллионные убытки, которые время от времени несут индустрия туризма и рыбная промышленность. Два из них вызвали смертельные отравления людей.

В Новой Англии жгутиконосец Gonyaulax excavata (прежнее название G. tamarensis) стал широко известен как опасный вид только начиная с 1972 года. В тот год были обнаружены ядовитые моллюски вдоль побережья штатов Мэн, Нью-Гемпшир и Массачусетс, одновременно было зарегистрировано несколько случаев подозрительной гибели рыб и птиц. Все это привело к запрету промысла моллюсков на несколько недель. Несколько раз сообщалось о появлении заболеваний, связанных с красными приливами, но быстро принятые меры предотвратили серьезную опасность.

В прибрежных водах Канады вот уже двадцать с лишним лет пристальное внимание приковывает G. excavata, С ним связывают многочисленные случаи гибели людей, употреблявших в пищу зараженных моллюсков.

Каждое лето начиная с 1972 года ядовитые водоросли появляются в водах Новой Англии, распространяясь на юг до Кейп-Кода. Некоторые ученые считают, что увеличивающееся количество сточных вод и тепловых выбросов вдоль побережья Новой. Англии, возможно, создает благоприятные условия для развития опасного G. excavata.

В Мексиканском заливе губительные свойства красных приливов приписываются двум видам, Gymnodinium breve и Gonyaulax monilata. Наибольшее влияние красные приливы оказывают в этом районе на всякого рода рыбу. Рыбы, пойманные в этих водах, главным образом у побережья Флориды и Техаса, отличаются странным поведением. Вдруг какая-нибудь плывущая вполне нормально рыба совершает рывок к поверхности и начинает сновать вверх-вниз, то наполовину высовываясь из воды, то снова уходя под воду. По-видимому, ее мучает удушье; сделав последний „вдох", она погибает. Случалось, что целые косяки кефали вдруг выскакивали на поверхность, вставали на хвосты и, выпустив фонтанчик воды, умирали. После такого массового падежа все пляжи бывают завалены гниющей рыбой, и индустрия туризма надолго замораживается.

Красные приливы Мексиканского залива редко связываются с серьезными заболеваниями людей. Однако отдыхающие на берегу и катающиеся на лодках люди испытывают сильное раздражение дыхательных путей, сопровождающееся кашлем, чиханием и чувством жжения. Полагают, что эти симптомы вызываются содержащей токсины водорослей водяной пылью, срываемой порывами ветра с гребней волн, красных от кишащих в них жгутиконосцев.

Красные приливы в районе Тихоокеанского побережья особенно опасны для человека. Встречающийся среди многочисленных безвредных организмов Gonyaulax catenella требует самого пристального внимания. Этот вид, обычно образующий цепочки клеток, в изобилии появляется только в прибрежных участках Северной Калифорнии (Сан-Франциско) и распространяется дальше на север. В пространстве и времени он распределен очень неравномерно. В течение многих лет большие участки побережья бывают свободны от этого красного прилива, и вдруг океан расцвечивается розовым, подобно облаку на закате.

Сезон расцвета G. catenella падает на период с июля до конца сентября. В дневное время "цветение" моря незаметно. Характерные для других форм чрезвычайно плотные популяции, окрашивающие воду в красный цвет, образуются редко. Но ночью на отдельных участках побережья, начиная от Пуэнт-Рейеса до Алеутских островов, эти водоросли начинают светиться. Для индейцев, живущих на побережье Тихого океана, появление красивых мерцающих огоньков на гребнях волн служит сигналом, предупреждающим о том, что моллюсков есть нельзя.

Для человека и большинства других животных, на которых проводились опыты, паралитический яд, содержащийся в зараженных G. catenello моллюсках (или ПЯМ), является одним из наиболее опасных среди известных ядов. Его действие почти в пятьдесят раз сильнее действия кураре, знаменитого яда, которым амазонские индейцы смазывали кончики своих стрел. ПЯМ, по-видимому, состоит не из одного соединения, а из группы родственных органических химических веществ.

О том, какую опасность для человека представляет G. catenella, можно судить хотя бы по тому, что его используют современные политические охотники за головами из Центрального разведывательного управления. После дистилляции и концентрации яд, полученный из водорослей, был применен для отравления стилетов, используемых наемными убийцами ЦРУ. Бесконечно малое количество чистого ПЯМ, нанесенное на стилет, подействует в течение нескольких минут, так как это высококонцентрированное вещество попадет непосредственно в кровеносную систему. Губы начнут дрожать и онемеют, затем, вероятно, то же самое произойдет с пальцами рук и ног; очень скоро после этого наступит паралич конечностей. Когда паралич охватит грудные мышцы и диафрагму, жертва умрет от удушья.

Во всех известных случаях отравления ПЯМ описаны именно такие симптомы, но появляются они лишь спустя длительное время, от двух до двенадцати часов. Отравление всегда являлось результатом употребления в пищу моллюсков, выловленных по соседству с ядовитым „цветением" моря. Время между отравлением и появлением первых симптомов заболевания зависит от того, как долго пробудет яд в пищеварительной системе, прежде чем он попадет в кровь, и индивидуальных физиологических особенностей отравленного человека.

Даже самое тяжелое паралитическое отравление моллюсками поддается такому простому методу лечения, как искусственное дыхание, надо только проявить при этом должное упорство. При отсутствии больничного аппарата достаточно воспользоваться способом «рот в рот». Выздоровление обычно наступает быстро, приблизительно через сутки после появления первых симптомов.

Самые серьезные случаи отравления — со смертельным исходом — вызывало употребление мидий и других двустворчатых моллюсков (мий, кардиумов и т. п.), пойманных в водах с высокой соленостью. Устрицы, обитающие гораздо ближе к берегу, в солоноватых бухтах, например в системе Пьюджет-Саунд, почти никогда не соприкасаются с G. catenella. Двустворчатые моллюски обычно заражены сильнее других организмов, так как они являются фильтраторами и соответственно задерживают огромное количество клеток G. catenella. Сами двустворчатые приобрели устойчивость по отношению к ПЯМ, и в мягких тканях мидий, мий и ряда других видов токсины накапливаются в больших количествах. Исключительную известность за свою способность сохранять очень высокие концентрации ядов получил моллюск Saxidomus gigantea, широко распространенный у северо-западного побережья Тихого океана. ЦРУ использовало S. gigantea в качестве главного источника яда для отравления оружия.

Хотя на побережье северной части Тихого океана двустворчатые моллюски заражены сильнее всего, другие животные, в том числе крабы и брюхоногие моллюски, как выяснилось, содержат в себе достаточное количество ПЯМ, чтобы вызвать отравление у человека, употребившего их в пищу. Возможно, эти существа получают токсины, питаясь очень мелкими двустворчатыми.

Неоднородное, мозаичное пространственное распределение ПЯМ может ввести в заблуждение. Известно, что мидии и некоторые другие виды, обитающие на банках, расположенных всего лишь в одном километре друг от друга, сильно отличаются по токсичности. Одних можно есть совершенно безбоязненно, другие несут с собой смерть. Кроме того, ПЯМ может сохраняться в тканях моллюсков в течение нескольких недель после того, как в данном участке исчезнут последние G. catenella.

Каждый год на Тихоокеанском побережье люди болеют (и иногда умирают) от ПЯМ. Источником этих отравлений почти никогда не бывает пища, подаваемая в ресторанах. Чаще всего жертвами токсичных водорослей бывают туристы, например студенты колледжей, совершающие вылазки к морю, и путешествующие вдоль побережья сентиментальные любители природы из Де-Мойна или Тулсы. Начинающим рыболовам-любителям от Калифорнии до Аляски следует справляться в местных органах здравоохранения или у опытных рыбаков относительно съедобности моллюсков в данной местности. Но самым мудрым было бы следовать старому правилу индейцев и воздерживаться от употребления моллюсков в период с конца весны, когда волны только еще начинают окрашиваться в розовый цвет, и до осени.

V. Леса бурых водорослей[27]

В море водоросли часто образуют почти настоящие леса. Аквалангисту, совершающему погружение около Ла-Хольи, — Монтерея, острова Сан-Хуан, Амчитки и многих других пунктов, было бы понятно, почему можно говорить о лесе. В этих местах даже по высоте господствующие здесь растения, простирающиеся от дна до поверхности, а глубины здесь составляют 10–25 метров, вполне выдерживают сравнение с деревьями. Термины, которыми описывают это морское сообщество — рощи, древостой, крона, подрост, — также подкрепляют его сходство с наземным лесом.

Ламинарии и близкие к ним виды — самые крупные из всех видов водорослей и находятся на противоположном конце того ряда, который начинается с фитопланктонных организмов. Однако интересно отметить, что в пространственном отношении «леса» бурых водорослей занимают крайне мало места по сравнению с фитопланктоном. Гигантские водоросли растут очень узкой полосой, в то время как «листва» фитопланктона, хотя обычно она и не простирается на большую глубину, покрывает всю водную поверхность планеты.

Ламинариевые живут в холодной воде. Для каждого района характерно несколько видов этих водорослей, но как группа они распространены по всему миру там, где летние температуры воды не поднимаются выше 20 °C. Вдоль восточного побережья Северной Америки буйные заросли этих водорослей не встречаются южнее мыса Кейп-Код, хотя отдельные чахлые растения можно видеть иногда вплоть до северных районов штата Нью-Джерси. В Северной Америке наибольшего развития и разнообразия ламинариевые достигают на Тихоокеанском побережье. Благодаря охлаждающему влиянию Калифорнийского течения они процветают вдоль континентального бордерленда до северной части Калифорнийского полуострова.

Огромные растения: Macrocystis — в Южной Калифорнии, Nereocystis в Пьюджет-Саунд, Laminaria в ледяных водах дальнего Севера, а также более мелкие виды, образующие заросли наподобие густых кустарников, — все это лишь часть того, что может увидеть натренированный и хорошо вооруженный глаз альголога. Подобно большинству живущих в море существ, ламинариевые имеют два разных обличья, но их превращение еще более удивительно, чем длинный ряд существ, сменяющих друг друга в процессе метаморфоза животных, или изменения, совершающиеся у микроскопических водорослей при переходе от активного образа жизни к состоянию покоя во время инцистирования.

Первых биологов, начавших заниматься ламинариевыми, озадачивал вопрос об их зарождении, пока кто-то не заметил крохотные капсулы — сорусы[28], образующиеся вдоль краев толстых кожистых «листьев», или пластин. Сорусы были похожи на семена, хотя слишком маленькие для таких мощных растений, но исследователей ждали и другие сюрпризы.

Зрелые сорусы являются только вместилищем для гораздо меньших по размеру «семян», в каждом сорусе их содержится от шестнадцати до шестидесяти четырех; это число всегда представляет собой экспоненциальное кратное от двух и варьирует у разных видов. Микроскопические «семена» были названы более подходящим для них именем — зооспорами, ибо они умеют плавать, пользуясь при этом крохотными жгутиками. Более того, одноклеточные зооспоры обладают гаплоидным набором хромосом, то есть вдвое меньшим числом этих образований, несущих в себе гены, чем это характерно для растений данного вида.

Предположим, что клетки какой-то крупной бурой водоросли содержат тридцать хромосом, образующих пятнадцать пар. Каждый член пары очень похож на своего партнера, хотя между ними можно найти много небольших различий. Эти различия проявляются в тонких деталях структуры молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), которые, растягиваясь, извиваясь и петляя, проходят внутри каждой хромосомы и несут в себе информацию о наследственных признаках. Для нас важно лишь то, что между так называемыми гомологичными хромосомами в данной паре действительно существуют небольшие различия.

Значение зооспор заключается в том, что в процессе их образования происходит распределение гомологичных хромосом одной пары между разными клетками. В противоположность нормальному делению клеток, как это имеет место при росте растений, когда сначала хромосомы удваиваются (внешне это несколько напоминает продольное деление), а затем строго поровну расходятся в образующиеся новые клетки, при формировании зооспор осуществляется редукционное деление. Каждая из новых двух клеток, которые образуются внутри молодого спорангия, получает лишь по одной гомологичной хромосоме из каждой пары хромосом родительской клетки. Таким образом, набор хромосом в них оказывается вдвое меньшим. Почти сразу же эти клетки снова делятся и дают начало уже четырем клеткам. В результате очень тонкого процесса, называемого кроссинговером, в период подготовки к редукционному делению гомологичные хромосомы каждой пары обмениваются друг с другом целыми участками, так что образующиеся зооспоры получают несколько отличающиеся друг от друга, а главное от родительского растения, комбинации генов.

При каждом последующем делении первые четыре зооспоры передают точные копии своего половинного набора хромосом дочерним клеткам. Этот процесс продолжается до тех пор, пока спорангий не окажется заполненным спорами.

Зрелые зооспоры не имеют почти ничего, кроме существенно важного генетического груза, созданных ранее энергетических запасов и жгутиков, обеспечивающих поступательное движение. Тем не менее они готовы пуститься в важное и рискованное путешествие через окружающий их гидрокосмос.

По какому-то неизвестному сигналу спорангии раскрываются, и крохотные зооспоры начинают быстро расплываться во все стороны. Некоторые зооспоры подхватываются поверхностными течениями и вместе с фитопланктоном, вероятно, проделывают многокилометровый путь, прежде чем достигнут дна. Но такое путешествие выпадает на долю далеко не всех зооспор. Многие из них остаются внутри родительского леса или неподалеку от него. Эти зооспоры, мягко опускающиеся на дно, попадают на благодатную почву, уже не однажды доказавшую свою способность вырастить здоровое поколение водорослей.

Достигнув дна, маленькие клеточки начинают создавать поселение. Еще одно характерное свойство этих колонистов заключается в том, что они поровну разделены на мужские и женские особи. Каждая спора прикрепляется к субстрату, прорастает и превращается в небольшое странное растение — гаметофит, то есть размножающееся половым способом. Гаметофиты могут быть мужскими и женскими. Это alter ego мощного, но бесполого спорофита, который мы и имеем в виду, говоря о гигантских водорослях. Гаметофиты представляют собой самостоятельное поколение, которое до недавних времен было плохо знакомо биологам, так, как они микроскопически малы, живут недолго и труднодоступны.

Все известные гаметофиты разных ламинариевых — крохотные, похожие друг на друга растения. Едва различимые невооруженным глазом, этими ни водоросли предстают под микроскопом в виде разветвленных стелющихся нитей, состоящих всего из нескольких клеток. Мужские растения имеют менее крупные клетки и сильнее ветвятся, чем женские. Почти все, что известно о гаметофитах, получено из лабораторных культур, хотя после того как зооспоры активно выходят в заросли ламинарий, они в продолжение какого-то времени должны расти. Это своего рода микроскопическая „трава", покрывающая тусклое морское дно.

Женские растения производят, как правило, небольшое количество особых, одетых плотной оболочкой клеток. Каждая содержит яйцеклетку, которая зреет по мере того, как набухает окружающая ее камера, и в конце концов лопается. Яйцеклетка выталкивается из камеры, но остается висеть на ней снаружи. Тем временем в мужских гаметофитах так же активно идет процесс формирования половых клеток. На кончиках ветвей мужских растений образуются специальные органы — антеридии. Из каждого антеридия и выходит крошечная спермоподобная клетка с двумя жгутиками, после чего мужское растение умирает.

Теперь стратегия размножения, призванная увековечить растение, достигает кульминации. Смысл полового размножения заключается в рекомбинации, или перемешивании, генов, которая увеличивает пластичность, а соответственно и способность данного вида приспособляться к внешним условиям. От поколения к поколению появление различных комбинаций генов обеспечивает возникновение новых адаптивных признаков, необходимых организмам для того, чтобы выжить в этом постоянно меняющемся мире.

Многие простые организмы — бактерии, обитатели фитопланктона, простейшие, даже морские анемоны, плоские черви и некоторые высшие растения — сохраняют способность к бесполому размножению, обычно воспроизводя точные копии путем простого деления тела. Но и они обладают половым размножением, показывая, что и в животном, и в растительном царстве существует потребность в регулярной корректировке изданий. Радикальные изменения в новых тиражах организмов встречаются редко. Может пройти много поколений, прежде чем завершатся какие-нибудь очень сложные процессы отбора. К несчастью для организмов, живущих в современную эру чрезвычайно быстрых изменений среды, у природы нет возможности ускорить редактирование и пересмотреть графики изданий.

Подобно комару, обшаривающему рощу секвойи на уровне моховой подстилки, мужские половые клетки водорослей ищут яйцеклетки, свисающие с женских гаметофитов. Когда они сливаются, их хромосомы объединяются попарно, и при этом восстанавливаются их первоначальное количество и расположение, характерные для большого спорофита. Можно смело утверждать, что произошло очень важное событие, ибо две соединившиеся половые клетки произошли из зооспор, упавших с разных родительских растений. Таким образом, риск инбридинга — близкородственного скрещивания — сводится к минимуму; брак заключается между гомологичными хромосомами, которые родом, так сказать, из разных частей города, возможно даже из разных городов и штатов.

Теперь водоросль становится растущим феноменом. Крошечная оплодотворенная яйцеклетка начинает делиться. Она растет на верхушке женского гаметофита, который вскоре становится незаметным. Сначала за счет пролиферации клеток образуется маленькая однослойная пластинка, которая позднее становится многослойной. Из клеток нижнего слоя вырастают тонкие ризоиды. Из верхней части пластинки начинает формироваться слоевище. Появляются более толстые ризоиды, похожие на обнажившиеся корни дерева, единственная функция которых, однако, заключается в том, чтобы удерживать растение на каменистом дне.

У обычной гигантской бурой водоросли Южной Калифорнии, Macrocystis pyrifera, растущий ствол выбрасывает пластинки, или фотосинтетические «листья», отделенные правильными интервалами. Рост Macrocystis — одно из самых ярких чудес подводного мира, ибо огромные слоевища вырастают на 30 сантиметров в день, обгоняя в скорости роста любое другое растение. В расцвете своих сил эта гигантская водоросль может увеличиться на 25 метров за 120 дней непрерывного роста.

В конце концов Macrocystis образует многочисленные стволы, в большинстве случаев ответвляющиеся от одного основного ствола у дна. В одном спорофите насчитывали до 130 отдельных «ветвей», включая молодые побеги. Однако это редкость, обычно же число стволов не превышает тридцати-сорока. После того как эти длинные вымпела, выбрасывающие тонкие, заостренные пластинки, достигают поверхности, они некоторое время продолжают расти, а затем перепутываются с другими, образуя лиственный шатер на расстоянии 10–30 метров от морского дна.

Слоевища поддерживаются на поверхности при помощи наполненных воздухом пузырьков — пневматоцистов. А основания каждой листовидной пластинки Macrocystis есть небольшие воздушные пузырьки. Одно взрослое растение имеет тысячи таких пузырьков, благодаря которым слоевища поддерживаются в вертикальном положении. У некоторых других видов ламинариевых, произрастающих в водах западного побережья, пневматоцисты намного крупнее, особенно у таких форм, как Pelagophycus и Nereocystis. У первой есть всего один пневматоцист, который поддерживает все растение. Pelagophycus по виду очень отличается от Macrocystis. Единственный гладкий плетевидный ствол поднимается к поверхности, где он заканчивается воздушным пузырем емкостью до 2,6 литра. Подобно воздушному шару с кожаной оболочкой, этот крупный пневматоцист поддерживает две расходящиеся массы пластинок, свисающих с поверхности, как огромный потертый занавес.

Хотя по своей величине Macrocystis держит абсолютный рекорд, среди бурых водорослей имеются и другие очень крупные виды. Примером могут служить бурые водоросли из рода Cystoseira в заливе Монтерей. Они обладают многолетним стволом, поднимающимся над поверхностью дна не более чем на метр. Ежегодно растение выбрасывает наверх репродуктивное слоевище. Оно вырастает до 10–15 метров и затем, когда его репродуктивные возможности истощаются, умирает. Крупные бурые водоросли, встречающиеся у берегов Аляски, также известны своей способностью к стремительному росту.

Как эти растения добиваются таких феноменальных темпов роста, почти в сто раз превышающих скорость роста деревьев? Отчасти, должно быть, этому способствуют физические условия. Для того чтобы вырастить небольшие мясистые пузырьки, требуется гораздо меньше энергии и ресурсов, чем на создание толстых, тяжелых, обладающих сложным строением стволов, которые необходимы крупным наземным растениям. Кроме того, морские растения окружены питательными веществами; для того чтобы поглощать их, им не нужно пронизывать корнями кубометры каменистой почвы, вступая при этом в запутанные конкурентные отношения с соседними деревьями.

По-видимому, главный объект конкуренции в лесах бурых водорослей — это свет, и не всегда победителями оказываются более крупные виды. В водах острова Амчитка из группы Алеутских островов встречается несколько видов, относящихся непосредственно к роду Laminaria. Эти водоросли напоминают собой широкие ремни. Обычно они не доходят до поверхности моря на несколько метров. Но тем не менее Laminaria подавляют более крупный вид Alaria fistulosa, образующий непосредственно под поверхностью воды лиственный шатер. Этот вид способен подняться из глубины на 25 метров и более, но в начале своего развития он заслоняется другими формами, так как наиболее густо Alaria поселяется в мелководных и открытых участках у берега. Когда в ходе одного из экспериментов аквалангисты-биологи срезали секаторами все растения Laminaria на разных глубинах, гигантская Alaria быстро разрослась и распространилась далеко окрест. Противоположное явление наблюдается в Южной Калифорнии, где огромные «кроны» Macrocystis затеняют местные виды водорослей, образующих своеобразный «подлесок».

Самозатенение тоже ограничивает рост, когда «листва» становится слишком густой. Молодые растения могут поселяться только по краям густых скоплений их родителей-спорофитов. Часто новые побеги не находят достаточно благоприятного участка дна — например, если им мешает передвижение песка или участки оказываются слишком глубокими либо слишком мелкими, — и их рост в этих случаях сильно задерживается, пока среди зарослей взрослых растений не появится свободное место.

Через несколько лет водоросли достигают расцвета. Теперь крупные заросли зрелых растений по обилию жизни, нашедшей в них приют, могут соперничать с тропическим лесом в сезон дождей. Как и в настоящем лесу, наибольшее разнообразие населения наблюдается в нижнем ярусе. Бросаются в глаза похожие на цветы актинии, большие морские звезды и морские ежи, крабы и моллюски. Из всех обитающих здесь брюхоногих моллюсков наибольшую известность, конечно, получила улитка морское ухо, представленная несколькими разными видами. На покрытых илом участках, ограниченных каменистыми грунтами, встречаются, иногда в удивительных количествах, живущие в трубках-черви. Один из них, Diopatra, выставляет свою трубку над поверхностью песка. В очевидной попытке замаскировать эту незащищенную часть своего жилья Diopatra обклеивает ее со всех сторон песчинками, небольшими ракушками и тому подобным материалом. Между ризоидами среди детрита часто попадаются обрывки Macrocystis, которые служат этим всеядным червям и пищей, и укрытием одновременно. Здесь на дне поселяются миллионы особых, сверлящих скалы двустворчатых моллюсков. Они изрешечивают мягкие, построенные из песчаников и сланцев террасы и мелководные уступы у побережья Калифорнии. За века своей деятельности они могут изменить рисунок дна и даже повлиять на скорость эрозии берега, но на жизнь водорослей они, вероятно, оказывают небольшое влияние.

Между скалами и низкими рифами, среди кожистых стволов водорослей рыщут осьминоги и многочисленные донные рыбы. Но господствующее положение с точки зрения роли, которую они играют в пищевой цепи, в этом царстве водорослей, освещаемом колеблющимися солнечными лучами, занимают рыбы. По временам кажется, что пространство между «листьями» пусто; но стоит минуту понаблюдать, как в бронзовых просветах, словно мифические лесные духи, вдруг появляются рыбы.

Хлеб насущный многих из этих рыб составляют небольшие, часто защищенные твердой оболочкой, или панцирем, организмы: крохотные гидроиды, ракообразные, моллюски, черви и мшанки, в изобилии поселяющиеся на поверхности крупных растений. Колышущиеся боковые пластинки слоевищ похожи на хорошо снабжаемый магазин самообслуживания для пасущихся рыб. Лари для овощей заполнены не хуже, чем мясные прилавки, ибо несколько видов менее крупных водорослей поселяются на больших растениях.

Вдоль уходящей в глубину опушки Калифорнийской рощи водорослей есть возможность повстречаться с главными плотоядными животными морских джунглей. Здесь, подобно большим мрачным хищным птицам, патрулируют морские львы и акулы. Первые встречаются чаще, чем вторые, а может быть, они просто более заметны.

Многие виды акул ведут себя чаще как мусорщики, а не как хищники. Эти бескрылые стервятники моря движутся бесшумно, как привидения, разыскивая мертвых, слабых и уязвимых. Однако есть среди них и исключения. В водах Калифорнии большая белая акула (Carcharodon сагсаrias)[29] с агрессивностью, не свойственной животным, питающимся падалью, охотится за тюленями и морскими львами. Этот вид нападает и на людей, купальщиков и аквалангистов, вероятно, принимая их за свою обычную добычу, на пространстве от Ла-Хольи до Фараллонских островов в водах Марин-Каунти в Северной Калифорнии. Несколько таких встреч оказались роковыми для человека.

Тихоокеанское побережье нередко посещают также и другие виды акул. Воды у острова Санта-Каталина облюбовали синие акулы (Prionace glauca), стройные, грациозные животные, если и представляющие опасность для человека, то очень небольшую. Биологи из Государственного университета в Лонг-Биче, установившие звуковые передатчики на нескольких из этих акул, обнаружили, что днем они рассеиваются по всему пространству воды между островом и материком, ночью же стремятся сгруппироваться около острова. Сотни акул приходят сюда с наступлением темноты и рыщут поблизости от берега Санта-Каталины, возможно, в надежде поживиться рыбой или каким-нибудь другим животным, покинувшим свое укрытие в зарослях водорослей или среди гальки, покрывающей дно.

В водах Южной Калифорнии иногда встречаются косатки, хотя более обычное место их пребывания находится дальше на север. Это главные хищники планеты. Косатки кормятся в основном другими млекопитающими- тюленями, морскими львами и дельфинами. Они производят впечатление очень разумных животных и, как ни странно, не проявляют враждебности к человеку. Несмотря на случаи, упоминаемые в эскимосском эпосе, документально подтвержденные факты о нападении косаток на человека отсутствуют. Имеются интригующие рассказы о том, как косатки нападали на собачьи упряжки, застигнутые на небольших плавучих льдинах, не обращая при этом внимания на столь же уязвимых владельцев собак (возможно, они просто пощадили их). Число любителей подводного плавания в Пьюджет-Саунде неуклонно растет, несмотря на постоянно происходящие здесь сборища братства „убийц" или их чрезвычайно многочисленных семей. Никаких сообщений о нападениях на аквалангистов не поступало.

Аквалангист, который боится встречи с крупным хищником, чувствует себя в большей безопасности вблизи или внутри зарослей бурых водорослей. Такое душевное состояние, возможно, характерно для многих живущих здесь существ. Пребывание в этом лесу не только внушает чувство защищенности от грозных теней, скользящих вдоль края зарослей, но и какое-то подсознательное ощущение покоя. Густые заросли водорослей разбивают и укрощают самые яростные штормовые волны. В бушующую ночь морская выдра, спрятавшись между слоевищами Macrocystis, должна чувствовать себя действительно уютно. Конечно, зимой температура ее водяной постели не превышает 10 °C, но морская выдра чувствует себя вполне комфортабельно, когда спит в холоде.

Другие, менее крупные животные, поселяющиеся внизу, в темных вьющихся слоевищах и на морском дне, вероятно, узнают о шторме по повторяющимся время от времени движениям воды и по заглушенному отдаленному реву прибоя на каком-нибудь незащищенном берегу. Вспоминается рассказ Джона Мюира об ощущениях, испытанных им во время путешествия в высокие горы Сьерры. В своих походах он никогда не пользовался палаткой, а укрывался от штормов и сильных ночных ветров густых зарослях кустарника, «где над головой, как крыша, гнулись и трещали ветви… Ветер, вначале напоминавший легкое дыхание, а к полуночи усилившийся до штормового, обрушил на мою крышу из листьев резкие удары. Со скал у меня над головой неслись оглушительные звуки»

В конце концов штормы уничтожают подводные леса, но тем самым они обеспечивают их возрождение. Ослабленные разрушительной деятельностью морских ежей, брюхоногих моллюсков, крабов, сверлящих двустворчатых моллюсков и других существ, ризоиды могут не устоять перед силой шторма. Рубщики водорослей также неумышленно расшатывают и разъединяют их опоры, внося свой вклад в гибель зарослей калифорнийской Macrocystis.

Незакрепленное растение, влекомое током воды, запутывается в соседних растениях. Некоторые из них, не выдержав дополнительного бремени, тоже обламываются. Даже остающиеся прикрепленными ко дну перепутавшиеся водоросли погибают. Многочисленные слоевища плавающих и прикрепленных растений образуют такой клубок, что отделить их друг от друга невозможно. Аквалангисты-биологи видели, как восемнадцать гигантских растений были безнадежно сплетены в одну массу, подобно огромному свалявшемуся клубку ниток. В конечном итоге мертвые и умирающие растения отрываются и уносятся течениями. Одни прибивает к берегу на удивление туристам, другие же, изорванные в клочья, увлекаются мутьевым потоком во впадину Санта-Барбара, представляющую собой грандиозное кладбище водорослей.

После особенно сильного шторма заросли, в которых уже до этого было довольно много растений с разрушающимися ризоидами, сильно редеют. Дюжины плавающих слоевищ служат началом цепной реакции приводящей в конце концов к гибели значительной части растений.

Остается спорным вопрос о том, в какой степени морские ежи угрожают зарослям ламинариевых. Вызвано ли наблюдаемое в последние годы увеличение численности морских ежей деятельностью людей, вопрос еще более спорный. Хотя ежи действительно причиняют ущерб бурым водорослям особенно их ризоидам, ясно, что эти колючие существа не могут уничтожить существующие плантации целиком, даже в Южной Калифорнии Вспышки размножения морских ежей, как, например, имевшая место в водах Пуэнт-Лома, около Сан-Диего, не получили, однако, объяснения

Ламинариевые и морские ежи сосуществуют в продолжение длительно времени, и надо надеяться, что так будет и впредь. Большую опасность для водорослей в море, прилегающем к побережью Калифорнии представляет все увеличивающееся загрязнение, начиная от нефти и кончая тепловыми выбросами. Заболевания, вызываемые действиями человека паразитами или промышленными отходами, могут нанести водорослям гораздо более серьезный урон, чем морские ежи. Фактически ничего не известно о врагах, выносливости и нуждах крохотных гаметофитов Небходимо продолжать исследования и проявлять больше заботы о зарослях этих удивительных растений и окружающей их среде

На почти лишенном растительности дне — так как жившие на нем взрослые спорофиты уничтожены или сильно поредели — происходит быстрое, почти волшебное пробуждение. Мягкие лучи солнечного света достигают морского дна в том месте, где в течение пяти или шести лет преобладала глубокая тень. Молодые спорофиты разрастаются, как сорняки в поле это наиболее опасное время. Наибольший ущерб нежным растениям наносят пасущиеся рыбы и перемещения донных отложений. Струйки песка медленно переметаемого по дну, засыпают побеги, сравнивая их с грунтом!

Однако такое раннее прореживание действует благотворно. Через несколько месяцев остается в живых лишь относительно небольшое количество растений, но зато они теперь находятся на достаточном расстоянии друг от друга. Растения тянутся вверх вдоль пронизывающих воду лучей света — бронза на бронзе. Через год это единственное в своем роде сообщество восстанавливается. Молчаливый висячий лес, простершийся между мрачным дном моря и освещенной солнцем волнующейся поверхностью, становится убежищем для множества сцементированных в единое целое жизней.

VI. Загрязнение моря нефтью: преодоление последствий

В водах Южной Калифорнии, на участке приблизительно от Пойнт-Консепшен до Пойнт-Фермин, площадью около 2600 квадратных километров, то в одном, то в другом месте морского дна тихо сочится нефть. Это истечение, вероятно, продолжается уже очень давно. Экзотические животные плейстоцена, саблезубые тигры, страшные волки и их копытные жертвы, возможно, осторожно принюхивались к комьям битума, прибитым волной к доисторическим берегам и скалам. Позже для многих из этих созданий неожиданная встреча с тем же самым веществом оказалась роковой. Их кости были найдены на месте выхода липкой нефти в районе нынешнего Лос-Анджелеса; теперь это место называется Ла Бреа Тар Пите[30]. Еще позже, но задолго до того, как огромные нефтяные платформы испортили вид, открывающийся с холмов Санта-Барбара на пролив, индейцы, жившие на побережье, поняли, откуда берутся комки мазута; ныне это место побережья известно как Коул Ойл Пойнт[31]. Они даже нашли применение битуму, валявшемуся на берегу. По сообщениям первых испанских поселенцев, индейцы замазывали им щели в лодках.

Как считают геологи-нефтяники, подводное истечение нефти у берегов Южной Калифорнии (упомянутые выше 2600 квадратных километров) по своим размерам занимает одно из первых мест в мире. Установлено, что в день уходит от 100 до 900 баррелей нефти (один баррель нефти содержит 160 литров, или 42 галлона). Исходя из оценки интенсивности просачивания, доля Южной Калифорнии в естественном загрязнении нефтью Мирового океана составляет около 8 % (примерно 11 300 баррелей в день).

Главные нефтеносные пласты в Южной Калифорнии часто залегают близко от поверхности морского дна. Например, пласт у Дос-Куадрос, из которого в 1969 году произошел известный выброс нефти из скважины в проливе Санта-Барбара, поднимается к морскому дну в нескольких местах. Большая часть углеводородов у самой поверхности дна давно уже выщелочены, но крупные, сохранившиеся до наших дней скопления нефти были найдены на глубине всего 100 метров под слоем осадков. Этот факт вместе с превалирующим здесь неравномерным движением коры, раскалывающим тонкий слой лежащей сверху породы, как яичную скорлупу, является главной причиной чрезвычайно высокой скорости истечения нефти в этом районе. Длинный отрезок бордерленда Тихоокеанского побережья в районе Калифорнийского полуострова, хотя он еще почти не исследован, тоже считается зоной интенсивного истечения нефти. Возможно, что места выхода нефти непрерывно меняются при таком тектоническом хаосе, но несомненно, что нефть вытекает здесь в море уже не один миллион лет.

Однако в последние микросекунды геологического времени положение изменилось. В результате человеческой деятельности в Мировой океан попадает теперь в десять раз больше нефти, чем от всех естественных истечений. В прибрежных водах Соединенных Штатов искусственное загрязнение нефтью более чем в двенадцать раз превосходит естественное.

Как справиться с нефтью в море-вот новая проблема для человека и для морских организмов, которым ее присутствие угрожает все сильнее и сильнее. Ниже следует продолжение рассуждений о загрязнении моря нефтью, начатых в главах, посвященных Новой Англии. Hо если в них главное внимание уделялось острым и очевидным последствиям неконтролируемых утечек нефти и подчеркивался тот факт, что морские животные проявляют явную чувствительность к нефтяному загрязнению, то здесь дается общий обзор делающей первые шаги технологии контроля за нефтью и операций по очистке моря. Высказываются также соображения относительно того, сможет ли жизнь, населяющая море, справиться с нефтью, и рассматриваются в высшей степени сложные проблемы, с этим связанные.

В настоящее время единственно надежный способ очистки открытого водного пространства от больших количеств нефти заключается в использовании больших маневренных плавучих заграждений, похожих на боны. Их либо ставят на якорь на пути плывущей нефтяной пленки, либо ведут на буксире за парой судов. В обоих случаях люди, работающие на них, пытаются поймать нефть в U-образный карман, напоминающий трал. Пойманная пленка легко попадает в карман, откуда она выкачивается в цистерну, находящуюся на барже-танкере.

Эффективность использования заграждений зависит от количества разлившейся нефти и своевременности начала работ. Очень большое значение имеют также скорость течения в данном районе и состояние моря, а именно высота волн.

Течение и волны могут сильно расстроить самые продуманные планы борцов с загрязнением, даже если люди и оборудование прибудут на место происшествия практически мгновенно. И при очень умеренном течении терпят неудачу даже самые лучшие заграждения. Это происходит в основном из-за того, что движущаяся вода под сдерживаемой (следовательно, неподвижной или почти неподвижной) нефтяной пленкой начинает увлекать за собой пузырьки и капельки нефти, отрывающиеся от обращенного навстречу течению края пленки. Некоторые из этих нефтяных пузырьков снова поднимаются наверх и сливаются с нижней поверхностью пленки, но уже значительно ближе к бонам. Таким образом, нефть постепенно перетекает все ближе и ближе к ловушке. Здесь ее становится все больше и больше, а нижняя поверхность нефтяного слоя опускается все глубже и глубже. Наконец нефть достигает нижнего края заграждения. Здесь она неизбежно подхватывается течением и уносится дальше. Чем сильнее течение, тем быстрее происходит «утечка». Когда она начинается, край пленки довольно быстро приближается к карману ловушки; в конце концов вся нефть уходит.

По расчетам инженеров-экономистов, современные плавучие заграждения действуют достаточно эффективно, если скорость течения не превышает 2 узлов (3,7 километра в час). Однако течения — это еще не все. Даже при меньшей скорости течения усилия людей могут быть сведены на нет волнением моря. Заграждения работают надежно лишь при высоте волн не более 1,5 метра. Теоретически можно сконструировать гигантские ловушки, которые успешно удаляли бы нефтяную пленку и при более сильных течениях и высоких волнах. Однако обслуживание и материально-техническое и энергетическое обеспечение всего этого комплекса, включающего и сами ловушки, и транспорт, и баржи, оказываются чрезвычайно дорогостоящими и сложными. Ученые Массачусетского технологического института поставили перед собой задачу проанализировать эффективность возможных действий по сдерживанию крупных утечек нефти и очистке от нее моря. Для этого с помощью вычислительных машин они разыграли ряд сценариев. В программы были введены три варианта места действия: крупный нефтяной причал, средний по размерам порт, имеющий только очень небольшие баржи для приемки разлитой нефти, и, наконец, отдаленный участок открытого моря. Другими переменными, введенными в программы, были время, необходимое для приведения в готовность заграждений и барж, их объемы и скорость утечки нефти. Предполагалось, что максимальная скорость течения равна I узлу и что утечка произошла в тихую погоду при слабом волнении.

Как и ожидалось, контролировать „отдаленный участок" было труднее всего. Даже при относительно низкой скорости разлива, 380000 литров в час-(100 000 галлонов), 55–60 % общего объема утечки (10000000 галлонов) будет потеряно.

Самыми важными факторами, от которых зависел успех очистки моря на отдаленном участке, оказались наличие танкеров-барж для удаления нефти и их грузоподъемность. Программой предусматривалось, что использоваться будут небольшие баржи (емкостью 3500 тонн) и что они начнут прибывать на место не раньше чем через сутки после начала утечки. В такой ситуации действия самых крупных заграждений-ловушек (имеющих предположительную емкость в 2000000 галлонов), даже при условии, что они смогут приступить к работе через час после начала происшествия, будут неэффективны. Более половины нефти будет утрачено.

Даже при утечке в крупном нефтяном порту самое большое значение имело время прибытия барж. Ведь если окажется, что в момент утечки находящиеся вблизи баржи будут загружены, использовать их в операции по очистке можно будет только после разгрузки. При задержке в 12 часов и высокой скорости утечки (500 000 галлонов в час) будет потеряно 90–95 % нефти — и все это несмотря на часовую готовность заграждений. Заключение, полученное в результате исследования, проведенного МТИ, проникнуто сдержанным оптимизмом. Короче говоря, компьютерные программы предсказывают, что при условии, если будет приведена в действие быстро реагирующая, находящаяся в боевой готовности система, то есть если заграждения прибудут на место разлива через один-два часа, а баржи — не позже, чем через пять часов, то можно будет удалить с поверхности моря 75 % разлившейся нефти.

Авария, случившаяся в октябре 1974 года на крупном пункте выгрузки нефти в заливе Бантри, Ирландия, продемонстрировала удручающий разрыв между данными, полученными вычислительной машиной, и действительностью. Сырая нефть изливалась в море всю ночь, и это заметили только утром, когда местная гавань оказалась заполненной нефтью. Всего вылилось примерно 2,4 миллиона литров (650000 галлонов). Ветры начали гнать нефть из бухты. Задержать удалось лишь малую толику того, что оказалось на воде. Было уже слишком поздно — прежде чем были мобилизованы люди и техника, нефть разлилась вдоль побережья на 35 километров. Эта утечка нанесла большой экономический урон; в частности, живущие на литорали и в сублиторали водоросли погибли как от нефти, так и от детергентов, использованных для очистки берега.

В том же 1974 году в Магеллановом проливе произошла не запрограммированная, а реальная утечка нефти на «отдаленном участке». «Метула», один из крупнейших танкеров, обслуживающих трубопровод на Аляске, наскочил на скалы на полной скорости в 14 узлов. Это огромное судно, тормозной путь которого составляет 3–4 километра, врезалось в скалы, пройдя после снижения скорости всего лишь 250 футов. Из разбитого носового отсека хлынуло 1,6 миллиона галлонов (6000 тонн) нефти. Позже корпус открылся еще в нескольких местах. Спустя два месяца из судна, терзаемого приливами до 7 метров высотой и течениями скоростью 5–6 узлов, излилось в здешние неспокойные воды еще более 50000 тонн, сырой нефти. Освобожденная нефть покрыла 2600 квадратных километров моря. Сотни километров побережья были густо покрыты вязкой массой слоем в несколько дюймов.

После катастрофы с «Метулой» не было предпринято никаких мер для очистки моря от нефти. Лишь через несколько месяцев нефтяные компании, чьи интересы были затронуты, послали на место происшествия несколько научных наблюдателей. То же самое сделало Чилийское правительство. Полученные отчеты резко отличались между собой. Один эксперт сообщил, что, по данным аэросъемки, на берегу присутствует лишь очень небольшое количество нефти. Другой прошел по побережью много миль пешком и нашел слой нефти толщиной до 18 дюймов, слегка прикрытый галькой и~ песком. Вода, отступавшая при отливе, сияла всеми цветами радуги.

Береговая служба США тоже послала своих наблюдателей и служащих на место катастрофы. Они привезли с собой новое оборудование, например портативные насосы большой емкости, и перекачали оставшуюся на «Метуле» нефть в менее крупные танкеры. Главная цель Береговой службы заключалась в том, чтобы приобрести опыт для создания в США подвижных команд по контролю за утечками нефти.

Приятно отметить, что Береговая служба работает над созданием системы быстрого реагирования на утечки нефти. Но если специальные команды теперь можно мобилизовать и доставить самолетами в любое место страны очень быстро, то переброска тяжелого оборудования, которое необходимо им для работы, судов, с которых они ведут свои операции, и особенно барж для сбора нефти все еще осуществляется со скоростью улитки.