Обитатели больших глубин

До начала XX в. ученым удалось получить лишь незначительные и отрывочные сведения о жизни на больших глубинах океана. Только благодаря развитию техники (и особенно некоторых специальных ее отраслей) исследования глубоководной фауны Мирового океана стали в наши дни посильной задачей.

Глубоководные исследования привели к открытию многочисленных организмов, которые принадлежат к особому миру - миру высоких давлений.

Советские океанографические экспедиции под руководством В. Г. Богорова, Л. А. Зенкевича, М. М. Сомова, В. Г. Корта, Н. Н. Сысоева и других ученых исследовали глубины Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Было обнаружено, что, несмотря на огромное давление, темноту и холод, на предельных океанских глубинах живут и развиваются кольчатые черви, стеклянные губки, актинии, голотурии и морские звезды, двустворчатые моллюски, бактерии и даже рыбы.

В трех океанах и прилегающих к ним морях ведут работу советские научно-исследовательские суда Витязь, Михаил Ломоносов, Обь, Академик Курчатов, Академик Книпович и многие другие. Это самый мощный исследовательский флот в мире, насчитывающий более двадцати крупных судов и множество мелких, предназначенных для исследований в морях, омывающих нашу страну.

Маршрут только одного 33-го рейса Витязя с октября 1960 г. по апрель 1961 г. составил около 30 тыс. миль. За 14 лет работы с борта этого судна выполнено свыше 6000 океанографических исследований, причем было открыто более 300 ранее неизвестных науке видов животных и рыб. Зачастую в мешок трала попадали интересные экземпляры животного мира больших глубин.

В июле-сентябре 1966 г. состоялся 39-й рейс Витязя. Основной задачей экспедиции было всестороннее изучение жизни в океане от поверхности до наибольших глубин. Особый интерес представляло изучение животных организмов, обитающих на глубинах свыше 6000 м. Сбор животных, населяющих толщу воды, осуществляли конусовидными сетями, а донных животных - специальными донными тралами и дночерпателями.

Глубоководные рыбы: а - большерот; б -- хлыстонос; в - нектонный удильщик; г - придонный удильщик; д - глубоководный телескоп; е - цератида.

Судами различных стран и нашим Витязем в предыдущих рейсах было взято 67 тралов с глубин более 6000 м. Во время рейса 1966 г. это число увеличилось до 84. Если раньше было известно около 700 видов многоклеточных донных животных, населяющих ультраабиссаль, то теперь, после тщательной обработки сборов, - по крайней мере до 850.

Большое внимание было уделено изучению фораминифер - одноклеточных организмов, обладающих раковиной. Они в огромном количестве населяют дно океана, выстилая его, как ковром, и играют большую роль в жизни глубин.

В 1948 г. известный шведский океанолог Ганс Петтерсон высказал предположение, что на глубинах более 6500 м жизни нет. При этом он ссылался на французского физиолога Фонтена, который, подвергая простейшие организмы давлению, установил, что они при давлении 650 кгс/см² погибают. Но уже в 1947-1952 гг. исследования самого Г. Петтерссона на Альбатросе, наших ученых на Витязе и датской экспедиции на судне Галатея показали, что разнообразная жизнь существует в самых глубоких океанских впадинах.

Так, ученые датской экспедиции, подняв драгой пробу с глубины 10 190 м, обнаружили в ней 25 морских анемон, 75 голотурий, 5 двустворчатых раковин и другие живые существа. Оказалось, что благодаря приспособляемости жизнь возможна даже на таких глубинах, где давление, как правило, превышает 1000 кгс/см².

О действии такого давления можно судить по состоянию стеклянных поплавков, которые опускались с судна Г плате я: стекло превращалось в мелкий порошок. Трудно представить себе среду, более не подходящую для жизни, чем океанская бездна на 11-километровой глубине.

Советские ученые подняли со дна Тихого океана множество пока загадочных животных - погонофор. Оказалось, что погонофоры, живущие в тонких трубочках до 1,5 м длиной, до некоторой степени наши "родственники": они находятся в близком родстве с типом хордовых, к которым относятся и позвоночные. Эта новооткрытая группа живых организмов, по-видимому, очень древняя; представители ее встречаются на различных глубинах, но преобладающее большинство - на глубинах более 3000 м, и сохраняют черты древних обитателей океана. Однообразие и постоянство условий существования на больших глубинах, вероятно, замедлило ход их эволюционного развития. В последние годы остатки погонофоров обнаружены в отложениях мелких морей древнего кембрия и докембрия.

Бентозавр - обитатель глубин

Подробное описание этих древнейших животных, ранее неизвестных науке, принадлежит профессору А. В. Иванову. Его научный труд, посвященный погонофорам, удостоен Ленинской премии.

Отсутствие необходимых технических средств в течение длительного времени являлось препятствием на пути к исследованиям глубоководной фауны. Только в последние десятилетия глубины морей и океанов стали доступными для всестороннего изучения, что дает возможность заполнить пробел в науке об океане.

До 1947 г. сборов фауны с глубин свыше 6000 м почти не было. В 1948 г. сборы донной фауны с глубин Атлантического океана были получены упомянутой выше экспедицией на Альбатросе. В 1949 г. Витязь в Курило-Камчатской впадине получил уловы донной фауны с 8500 м, а в 1953 г. - с глубин около 10 000 м. В 1950-1952 гг. датская глубоководная кругосветная экспедиция на Галатее принесла обильные уловы глубоководной фауны. Начиная с этого времени материал по фауне больших глубин быстро накапливается. Обнаруживают большое количество новых, неизвестных науке животных - новая глубоководная фауна, представляющая огромный научный интерес.

Не так давно возникал вопрос: на каких предельных глубинах могут существовать рыбы? С борта Витязя были обнаружены рыбы на глубинах до 7260 м. Население таких глубин в основном - на 90% и более - состоит из голотурий (из группы иглокожих); кроме них и погонофор, на предельных глубинах обитают губки, черви, ракообразные, моллюски и др.

Как уже отмечалось, обитатели больших глубин существуют в условиях огромного давления и при постоянстве всех прочих характеристик среды. Действительно, там нет ни дня, ни ночи, ни лета, ни зимы; температура все время держится около +2° С, нет волнения; не изменяется ни химический состав воды, ни количество растворенных газов; стоит полная и постоянная темнота. Вследствие своеобразия среды многие химические, физические и биологические процессы протекают на больших глубинах иначе, чем в привычных для нас "нормальных" условиях.

Столь своеобразные условия существования в глубинах океана наложили отпечаток и на строение организмов. Тело глубоководных организмов часто бывает снабжено длинными тонкими придатками, отличается нежностью покрова и хрупким строением. Органы зрения атрофируются или, наоборот, приобретают очень большие размеры и иногда помещаются на концах особых стеблевидных выростов. Датчанам с Галатеи удалось поймать рыбу на глубине 7130 м, у которой глаза, бесполезные в темноте, атрофировались. Глубоководные рыбы, ведущие хищный образ жизни, имеют громадные зубастые пасти; некоторые рыбы-хищники могут заглатывать добычу, превосходящую их самих по размерам. У некоторых глубоководных форм развиваются органы свечения (впрочем, этим же свойством обладают многие животные, обитающие в поверхностных слоях воды, и даже сухопутные). Многие донные животные имеют длинные тонкие конечности, с помощью которых они передвигаются по дну.

Таким образом, хотя ни один из указанных признаков не является свойственным только глубоководным организмам, в совокупности они дают представление о том, как выглядят обитатели океанских глубин.

На различных глубинах одновременно встречаются по-разному окрашенные животные, однако при переходе от поверхности на глубину можно наблюдать некоторую закономерность изменения преобладающей окраски. Животные чаще имеют окраску того цвета, который является дополнительным к цвету световых лучей в воде на данном горизонте. Световые части спектра с разной интенсивностью проникают в глубь воды. Быстрее всего поглощается красный цвет (на глубине 10 м от красных лучей остается только 2%); глубже проникает синий (на глубине 10 м от него остается 75%). Поэтому на глубине при слабом голубом освещений красная рыба кажется серой, менее заметной и ей легче скрыться от врагов.

Глубинным организмам зачастую свойственна красная, фиолетовая и почти черная расцветка. На больших глубинах (до 6 км) у многих беспозвоночных животных преобладает красная окраска; на глубине более 7 км они сохраняют ту же окраску либо становятся бесцветными.

Непрерывно светятся только бактерии; остальные организмы попеременно то гаснут, то загораются. Большими светлыми искрами блестят мелкие рачки и небольшие медузы; крупные медузы и сальпы (Сальпы - морские свободно плавающие животные (подтип оболочников, тип хордовых)) горят, как "морские фонари" или подернутый легкими облаками месяц. Ночесветки, относящиеся к классу жгутиконосцев, вспыхивают как голубоватые, белые и светло-желтые звездочки; гребневики (Гребневики - морские животные из кишечнополостных) светятся то зеленым или голубым, то оранжевым или ярко-красным светом. У головоногих моллюсков иногда одни органы горят ультрамариновым, другие - голубым, а третьи - красным светом рубинового оттенка. Большинство рыб светятся зеленоватым светом; у некоторых наблюдается игра цветов с переходами из белого в желтый, зеленоватый или голубой.

У многоклеточных животных имеются специальные светящиеся железы и даже органы, расположенные на теле животных по-разному: то рядом по бокам тела (и зачастую - головы), то в виде качающегося фонарика на концах специальных длинных отростков, как у глубоководного "морского черта" (удильщика).

Многие животные, обычно обитающие в поверхностных слоях воды, заходят на глубину до 1 км, а иногда и больше и проводят там более или менее длительную часть своей жизни. Кашалоты могут нырять на очень большую глубину - не менее 1000 м. Причем интересно, что опускание вглубь и последующий подъем происходят, по-видимому, очень быстро, так как киты дышат воздухом. В течение короткого времени давление на организм кита возрастает до 100 кгс/см² и более, а затем снова падает, без каких-либо вредных последствий. Впрочем, и глубоководные рыбы, поднятые на поверхность с глубины в несколько тысяч метров, некоторое время живут (в аквариуме) и даже продолжают светиться.

Из млекопитающих очень хорошо ныряет один из видов антарктических тюленей. К пойманным тюленям прикрепляли приборы для измерения глубины и выпускали в океан. Было установлено, что тюлени ныряют на глубину 350 м. Причем быстрое изменение давления, возникающее при погружении, не вызывает у животных кессонной болезни.

В морской фауне имеются формы, способные жить на разных глубинах и переносить любые давления, но их мало (к ним относятся некоторые виды червей и моллюсков). Большинство глубоководных организмов отличается от мелководных строением тела и образом питания; они не могут жить в верхних слоях океана. Слепые обитатели больших глубин, где отсутствуют растения, находят себе иную пищу. Для животных, которые не являются хищниками, пищей служат трупы животных и растения, непрерывно опускающиеся на дно из верхних слоев океана. Мелкие мертвые организмы при погружении растворяются в воде, прежде чем достигают дна. Растворенное в воде органическое вещество, возможно, также является источником питания глубоководных организмов; оно усваивается бактериями, которые в свою очередь служат пищей различным беспозвоночным. Таким образом, в пищевой цепи бактерии являются своего рода передаточным звеном.

Многие обитатели глубин ведут хищный образ жизни. В погоне за пищей они из глубин поднимаются вверх, а затем снова опускаются вниз; зачастую они сами становятся добычей других, более сильных хищников. В глубинах можно встретить не только мелких животных, но и крупных рыб и кальмаров. За кальмарами охотятся кашалоты, ныряющие на глубину 1000 м.

Хотя жизнь и распространена до наибольших глубин океана, но с возрастанием глубины она беднеет как по видовому разнообразию, так и по плотности населения. С ростом глубины исчезают отдельные группы животных. Так, начиная с глубины 5 км исчезают десятиногие ракообразные; между 7-8 км - многие виды рыб. Лишь относительное количество голотурий возрастает по мере приближения ко дну глубинных впадин океана.

Аналогичная картина наблюдается и в распределении планктона, основная масса которого сосредоточена в верхнем стометровом слое океана. Чаще всего с увеличением глубины планктон становится беднее, а на больших глубинах редеет еще больше.

Предполагается, что жизнь морских животных непосредственно или косвенно связана с наличием фитопланктона, развитие которого зависит от энергии солнечного света, проникающего лишь до глубины 150-200 м. Ниже этой зоны действия солнца, как учила классическая теория, плотность населения редеет. Однако непосредственные наблюдения исследователей показали, что иногда и на большой глубине плотность населения весьма значительная и существуют виды животных, давно вымершие в верхних слоях океана.

На больших глубинах, примерно от 1 км и глубже, кроме чудовищ-лилипутов, таких, как удильщик, большерот, хаулиод, обычно не превышающих по длине 15 см, обитает ряд видов более крупных, сильных и более активных рыб и кальмаров. Население этой тускло освещенной зоны, вероятно, достаточно обильно, поскольку оно привлекает кашалотов и меч-рыб.

Последние исследования глубин абиссали свидетельствуют о наличии там достаточно больших скоплений корма и морских животных. Кроме "черного снега", детрита и множества отмерших организмов на дно падают трупы крупных животных (китов, акул) и остатки пиршества хищников, живущих в верхних слоях моря. На глубинах до 20б0 м фотокамеры с приманкой зарегистрировали множество видов рыб, в том числе крупных арктических акул, сабля-рыб и других.

На дне глубокого моря существуют разнообразные и многочисленные животные: моллюски, морские гребешки, мидии, кольчатые черви, усоногие и множество других созданий, обладающих эффективными фильтрующими органами. Размножаясь и достигая больших размеров, бентос в свою очередь является пищей для крупных промысловых рыб.

Изучение абиссальной зоны приводит к открытию существ, которые считались давно вымершими, как, например, рыба целокант, а также обнаружению крупных скоплений ценных промысловых объектов.

Ученые продолжают обнаруживать на глубинах необычных и даже фантастических рыб и животных. Правда, современные способы ловли и извлечения на поверхность обитателей морских глубин еще несовершенны, что, по-видимому, и позволяет наиболее крупным и "догадливым" из них избегать знакомства с учеными.

Советский ученый Н. Л. Зенкевич с помощью глубоководного фотоаппарата получил очень интересный снимок (сделанный на глубине 2970 м в Тихом океане). На фотографии отчетливо видны следы, оставленные на илистом дне неизвестным животным.

Более совершенные методы наблюдения за жизнью глубоководных животных позволят открыть новые формы живых существ, не изменившиеся на протяжении миллионов лет. Отметим, что видовой состав глубоководных животных изучен пока еще недостаточно; видов, несомненно, существует гораздо больше, чем известно до сих пор.

Глубины океана хранят множество тайн, которые будут разгаданы, когда человек в глубоководных аппаратах станет путешествовать в толще океана так же легко, как сейчас бороздит его поверхность. Исследователи океанских глубин совершили в подводных аппаратах сотни глубоководных погружений, достигли дна глубочайших впадин и тем самым доказали, что в Мировом океане теперь нет глубин, не досягаемых для человека.