Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

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.

27

К отделу бурых водорослей относится большое количество разнообразных видов, слоевища которых окрашены в желтовато-бурый цвет благодаря высокому содержанию таких пигментов, как каротины и ксантофиллы. Именно они маскируют зеленый цвет хлорофилла, также содержащегося в клетках этих водорослей. Подавляющее большинство видов имеет макроскопические размеры. Это относится и к порядку ламинариевых (Laminariales), о представителях которого главным образом и идет речь в настоящей главе. В американской гидробиологической и ботанической литературе широко используется термин "kelp". Под этим названием, часто встречающемся и на страницах книги Куллини, объединяются формы, относящиеся к нескольким родам (Laminaria, Macrocystis, Nereocystis и др.), спорофиты которых достигают в длину нескольких метров, а то и нескольких десятков метров. Кроме того, сюда же относят и представителей другого порядка — фукусовые водоросли (Fucales): Ascophyllum, Fucus, Sargassum и др. — Прим. ред.

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.

28

Куллини не совсем точно пользуется терминами. У ламинариевых органами бесполого размножения спорофитов служат одноклеточные спорангии, которые развиваются на поверхности пластин. Внутри спорангиев формируется от 16 до 128 зооспор в зависимости от видовой принадлежности растения. Сорусами же называются встречающиеся у некоторых других водорослей группы спорангиев. — Прим. ред.

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.