Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

Специалисты, занимающиеся проблемами экологии моря, подвергли критике исследования, проведенные в Санта-Барбара после катастрофы, за то, что не были использованы современные методы количественных измерений. В нескольких важных случаях, касающихся как сублиторали, так и литорали, исследование проводилось некорректно. Повторные наблюдения, так же как и контрольное изучение биоценозов, не подвергшихся загрязнению, осуществлены не были.

Камбала

Будь исследования в проливе Санта-Барбара проведены более тщательно и вдумчиво, они могли бы помочь составить более или менее полное представление о влиянии нефти на жизнь в открытых прибрежных водах. Интересные наблюдения, проведенные у берегов Мексики, дают основание предположить, что нефть усиливает рост бурых водорослей. Возможно, что эти растения обладают высокой степенью устойчивости к нефти; они выделяют слизь, которая предохраняет поверхность слоевища от соприкосновения с нефтью. Однако некоторые исследователи высказывают мнение, что усиление роста вызвано селективной гибелью животных, пасущихся в зарослях, например морских ежей, сдерживающих рост водорослей, которые могли бы развиваться более интенсивно, если бы их не грызли и не щипали.

Что касается рыб в Санта-Барбара, то прежде всего следует отметить, что изучались не те рыбы, которых нужно было обследовать прежде всего, хотя легко понять, почему работа велась так, а не иначе. Те виды рыб, которые можно было поймать тралом на открытых участках залива, и стали объектом внимания ученых. По своей природе эти пелагические формы не привязаны к какому-либо определенному району моря и перемещаются на большие расстояния; они легко избегают участков, содержащих ядовитые вещества, какими являются места утечек нефти. Поэтому неудивительно, что на таких формах последствия аварии в Санта-Барбара сказались мало. Труднее увидеть и поймать виды, обитающие на каменистом дне и в зарослях бурых водорослей, которые не подверглись количественному изучению, если не считать сообщений о случайных находках небольших кусочков мазута в желудках морского окуня.

Уже одно это обстоятельство должно было бы заставить специалистов срочно разработать программу изучения ближних и более отдаленных последствий влияния нефти. Примером такого типа вопросов, требующих срочного ответа, может служить проблема рака, вызываемого действием нефти, у рыб и питающихся ими хищников. В этом направлении, однако, ничего сделано не было.

После события в Санта-Барбара не было предпринято практически никаких усилий и для того, чтобы узнать, что происходит на морском дне, особенно в непосредственной близости к берегу, где пенящиеся волны, песок и органический детрит могли заставить тонны нефти опуститься на дно. Однако здесь следует умерить критику, ибо в то время все полагали, что самые токсичные соединения растворимых ароматических производных быстро испаряются из пленки на поверхности воды. И все же нельзя не отметить, что только на основании качественного исследования, оставившего вне поля зрения главные компоненты фауны, руководитель группы, изучающей влияние нефти на экологию моря, заявил, что сублиторальным донным сообществам в Санта-Барбара не причинено никакого ущерба. После этого исследователи сконцентрировали свое внимание на литоральных, весьма устойчивых мидиях.

В сентябре 1969 года, после небольшой утечки нефти в Баззардс-Бей в районе Кейп-Кода, ученые Вудс-Холского океанографического института обнаружили, что на глубине по меньшей мере 10 метров погибло огромное количество бентосных организмов. Собранные данные показали, что здесь нашли свою смерть десятки видов обитателей моря. Комментируя этот факт, один из ученых заметил, что если бы они ограничили свои исследования двустворчатыми моллюсками, они пришли бы к заключению, что утечки нефти не имеют каких-нибудь важных последствий для жизни моря. У двустворчатых наблюдалось только временное снижение темпов размножения.

Недавно выяснилось несколько интересных фактов, свидетельствующих о способности морских рыб приспосабливаться к постоянному присутствию нефти. Эти эксперименты были проведены в 1975 году исследователями из Вудс-Хола на небольших участках, что, однако, не умаляет важности сделанных ими выводов. Объектом служил фундулюс (Fundulus heteroclitus), устойчивый вид, обитающий в прибрежных гаванях и эстуариях.

Одна группа изучаемых фундулюсов, «экспериментальная» группа, была взята из Уайлд-Харбора, находящегося в центре зоны, охваченной нефтью при утечке 1969 года у Кейп-Кода. Хотя с тех пор прошло пять лет, здесь еще можно было выжимать нефть руками из донного ила. Контрольная группа рыб была родом из незагрязненной бухты в нескольких милях от места утечки. Сразу же после утечки фундулюсы в Уайлд-Харборе либо погибли, либо куда-то ушли, но через несколько месяцев довольно большая популяция этих рыбок снова восстановилась. Их привычка жить у дна и кормиться донными организмами и детритом, по-видимому, и обусловила непрерывный контакт с остатками нефти в отложениях. Это в свою очередь стимулировало появление неожиданных адаптивных изменений в метаболических процессах.

Когда нефть (и продукты ее распада) попадает в кровеносную систему рыбы через жабры или кишечник, ее следы нелегко найти. Ученые решили проверить печень у двух популяций рыб, так как давно известно, что в этом органе осуществляется обезвреживание ассимилированных ядов, начиная с тяжелых металлов и кончая алкоголем. Поэтому именно в печени стали искать скрытые последствия контакта рыб с углеводородами нефти.

У рыб «экспериментальной» группы не было обнаружено никаких внешних признаков повреждения печени, и поэтому ученые решили идти вглубь — исследовать узкие промежутки между плотно упакованными клетками и сами клетки, максимально используя возможности современных биохимических и электронномикроскопических методов. Особенно их интересовали липиды, или жиры. В печени рыб имеется несколько видов липидов, выполняющих различные метаболические функции. Некоторые липиды используются как резервные энергетические вещества, другие впитывают и растворяют сложные органические соединения, в том числе хлорорганические пестициды и, возможно, углеводороды нефти. Под такой химической охраной эти экзотические вещества, будучи связаны с их липидными молекулами-опекунами, могут без особых последствий долго оставаться в организме, но могут и выводиться наружу.

Соединения, относящиеся еще к одной группе липидов — фосфолипиды, входят в состав клеточных мембран. После окончания анализов оказалось, что количество фосфолипидов в печени рыб из двух различных популяций фундулюсов было совершенно разным.

Некоторые «экспериментальные» рыбы имели почти на порядок больше фосфолипидов, чем контрольные из чистого эстуария. В то же время у «экспериментальных» особей не хватало триглицеридов — липидов, выполняющих главным образом энергетическую функцию. Интересно отметить, что если бы ученые не провели такого глубокого исследования, как они это сделали, они могли бы прийти к заключению об «отсутствии последствий», так как общее содержание липидов у рыб из обеих популяций было одинаковое.

Электронограммы, сделанные с очень тонких срезов печени, выявили у экспериментальных рыб мощную пролиферацию специализированных мембран внутри клеток. Эти клетки были забиты плотно упакованной эндоплазматической сетью, на мембранах которой осуществляется интенсивный синтез белка. Ученые не могут объяснить значение этого отчетливо выраженного, но небольшого и второстепенного проявления последствий воздействия нефти. На первый взгляд, ненормально высокий уровень содержания фосфолипидов у рыб из Уайлд-Харбора мог означать, что углеводороды нефти вызвали «разрушение клеточных мембран и что соответственно потребовалось увеличение количества фосфолипидов для регенерационных процессов.

Однако наблюдаемый в клетках печени с помощью электронного микроскопа избыток богатых фосфолипидами эндоплазматических мембран как будто противоречит первому объяснению. То, что эти мембраны играют главную роль в процессах синтеза белка, дает основание предполагать, что обезвреживающие яд ферменты (являющиеся белками, выполняющими в высшей степени специфические химические задачи) образуются с большой скоростью. Такие ферменты могут нейтрализовать ядовитые соединения нефти в любом месте тела рыбы.

Было выдвинуто и такое объяснение: вырабатывая повышенное количество фосфолипидов, обладающих самыми сильными детергентными свойствами по сравнению с другими имеющимися у них липидами, рыбы, возможно, осуществляют очистку своего организма. Свободные фосфолипиды захватывают углеводородные молекулы в кровеносной системе, давая возможность рыбе непрерывно очищать свой организм от нефти. Постоянное вымывание токсичных углеводородов из тела предотвращает их опасное скопление в жизненно важных тканях.