Живые и мертвые

В стабильной пене и в пограничном подслое 0,15 мм - 2 см А. В. Цыбань обнаружила количество гетеротрофных микроорганизмов, в сотни и даже в тысячи раз большее, чем на глубине 50 см и ниже. Нигде больше в океане не встречается такое количество бактерий. Именно они образуют первый трофический уровень пищевой цепи нейстона, и на этом фундаменте держится вся пирамида биомасс сообщества пограничного подслоя. Второй трофический уровень составляют простейшие, питающиеся бактериями. А водоросли - первый трофический уровень и фундамент экосистемы океана - в пограничном подслое оказываются ненужными: где бы они ни производили и ни выделяли растворенное или взвешенное органическое вещество, оно все равно концентрируется в пограничном подслоев количестве, превышающем, по крайней мере, на порядок то, что наблюдается в других слоях. Водоросли здесь обычно и не обитают. Однако отдельные виды мелких жгутиковых (полурастительные-полуживотные организмы) иногда бешено развиваются в пограничном подслое толщиной несколько сантиметров, отравляя все вокруг. При этом вода окрашивается в красный цвет (красный прилив) и на поверхность всплывают брюхом вверх миллионы мертвых рыб и планктонных организмов. Запах гниющей рыбы и сероводорода распространяется над поверхностью океана иногда на десятки километров. Этот и более мелкие потоки трупов, направленные из глубины к поверхности раздела океан - атмосфера, и разложение их на этой границе - особенность пограничного слоя.

Особенно же интенсивно концентрируется в пограничном подслое икра рыб, всплывающая благодаря содержанию легкой жировой капли, а также личинки и мальки, входящие в третий трофический уровень пограничного подслоя. Ю. П. Зайцев обнаружил в Азовском море в слое 0 - 5 см 18 603 личинки крабов в 1 м³ воды, а в слое 5 - 25 см только 63 личинки, в слое 25 - 45 см - 30 личинок в 1 м³. Он называет тонкий поверхностный слой важнейшим питомником и инкубатором морей и океанов, отданным природой в распоряжение молоди. Но почему же природа поместила детский сад и ясли в самом опасном месте, где гуляют волны и поглощаются губительные ультрафиолетовые лучи? Оказалось, что волнение - не помеха, наоборот, оно способствует газообмену и концентрированию необходимых элементов на поверхности. Что же касается губительности ультрафиолетовых лучей, то Ю. П. Зайцев [1970, 1974] обнаружил, что эти выводы сделаны на основании лабораторных моделей, не подобных оригиналу: в выставленных на солнечный свет сосудах вода перегревалась и ухудшался газовый режим. Когда это было устранено, личинки развивались на свету нормально.

Гибель организмов пограничного подслоя и изъятие их оттуда происходят в результате либо естественной смертности, либо выедания их снизу (рыбами и другими организмами-мигрантами) или сверху (птицами).

Биологи, как и физики с химиками, выделяют в районе контакта атмосферы и воды два пограничных подслоя, неравных по значению и обилию организмов. Один - слой воздуха, примыкающий к поверхностной пленке воды. Обитающие здесь организмы (в основном, насекомые) - эпинейстон - используют поверхностное натяжение пленки и бегают по ней сверху. Они могут жить там постоянно или выходить на поверхность эпизодически.

В качестве примера организмов из группы эпинейсто-на назовем океаническую водомерку. Вниз от пленки, примерно до глубины 5 см (а в штиль до 1 см) обитают организмы гипонейстона. Самые крупные из них - личинки рыб, а самые мелкие - микроорганизмы. Обитают здесь и организмы, способные двигаться по поверхностной пленке снизу. Это могут быть очень мелкие формы - личинки моллюсков, взрослые - тропическая актиния, с помощью поплавка держащаяся за поверхностную пленку, или моллюски, сооружающие для себя из слизи и пузырьков воздуха нечто вроде плотика, индивидуального или коллективного. В поверхностном слое Саргассова моря обитают многоклеточные водоросли, талломы которых поддерживаются в плавучем состоянии воздушными пузырями. Богатый видовой состав гипонейстона не постоянен в слое, обитатели его приходят сюда или на какое-то время суток для питания или на период размножения.

Кроме организмов, которые четко можно отнести к эпи- или гипонейстону, в слое обитают организмы и растения, являющиеся водовоздушными, - плейстон (плавающие в полупогруженном состоянии, как корабль). Таким образом, как в физико-химической (пена), так и в биологической (плейстон) структуре пограничного слоя можно выделить водовоздушное подразделение.

Большая часть химических компонент, используемых нейстоном и плейстоном, поступает в пограничный подслой снизу. Это и биогенные элементы, и органическое растворенное вещество, и органические взвеси (детрит).

С эоловыми и атмосферными осадками неорганические и органические вещества поступают сюда и сверху. В их числе теперь и продукты человеческой деятельности: радиоактивные осадки и распыленные в атмосфере токсичные химикаты, применяемые для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Токсические соединения включаются в обмен питающихся здесь организмов-пришельцев и разносятся в нижележащие слои воды. Особенно опасно радиоактивное или химическое поражение икринок рыб, да и нефтяное загрязнение инкубатора морей и океанов.

Правда, обнаружилось, что агрегаты нефти на поверхности моря стали заселяться и обрастать одноклеточными водорослями и ими питаются организмы гипонейстона.

Под влиянием человека складывается новый тип сообщества, который Г. Г. Поликарпов назвал неистонным перифитоном (неистонным обрастанием). Но уповать на это нельзя, рассматривая проблему нефтяного загрязнения - оно от этого не исчезает. В то же время неожиданно появившаяся такая поверхность раздела может увеличить продуктивность организмов начальных трофических уровней.

Жизнь пограничного подслоя океан-атмосфера привлекает к себе все большее внимание. Отметим здесь, что в этом пограничном подслое в наибольшей степени должна существовать взаимосвязь между физическими, химическими и биологическими процессами, и она совершенно не изучена, а соответствующие математические модели отсутствуют. Между тем без этого существенного звена, по-видимому, не могут быть полноценными модели морских экосистем и биогеоценозов, особенно касающиеся проблемы загрязнения, охраны и рационального использования морей и океана.