Биолог с аквалангом

Сколько профессий у водолаза? Есть ли у них что-нибудь общее? Какое содержание вкладывается в термин "водолаз-исследователь"? Дать ответы на все эти вопросы не так просто, как может показаться на первый взгляд. Еще в древности человек, движимый неистребимой любознательностью, пытался проникнуть в подводный мир, но мир этот был и остается чуждым ему. Это неудивительно. В течение всей истории цивилизации - свыше миллиона лет - человек жил на суше и изучал сушу. Вначале это делали все члены общины. Позднее, по мере усложнения системы знаний, появились профессиональные исследователи неизвестного - ученые.

Но ученый, как бы ни был велик запас его знаний и развит интеллект, прежде всего человек, т. е. биологическая особь, морфологически, физиологически и даже социально приспособленная к обитанию на суше, точнее в воздушной среде. При выполнении научных исследований он избавлен от необходимости уделять внимание опосредованию результатов простейшего взаимодействия со средой. Все это он усвоил в детстве - на собственном опыте и в процессе обучения, т. е. использования опыта, накопленного предыдущими поколениями. Тем более ему не нужно учиться дышать, передвигаться - многие важные, жизненно необходимые знания заложены в нем в виде инстинктов. В этом отношении большинство людей стоит на одном уровне, и поэтому относительно просто определить, с чего начинается собственно научное исследование.

Но, проникнув под воду, человек попал в мир, где для него все ново. Здесь все было иначе, по-иному следовало двигаться, по-иному дышать. Здесь были другие, совершенно незнакомые обитатели, другие враги и опасности. В этой ситуации любой ныряльщик становился исследователем - он приносил сведения о новом, доселе неведомом. Профессиональные ныряльщики и водолазы были первоначально единственными поставщиками сведений о подводной среде. Их опыт, зачастую трагический, по крупицам формировал знания об особенностях физиологии человека на глубине, о заболеваниях водолазов, о подводных обитателях.

Многое изменилось с тех давних времен. В 1844 г. ученый - это был профессор Сорбоннского университета зоолог Анри Мильн-Эдвардс - впервые в водолазном скафандре ступил на морское дно. Примерно через сто лет, после того как в практику научных работ вошел акваланг - изобретение Ж.-И. Кусто и Э. Ганьяна, тысячи ученых получили возможность работать под водой, непосредственно изучая "свои" объекты. Но и сейчас роль профессиональных водолазов в получении научных данных велика. Обслуживание научно-исследовательских работ - один из вполне уважаемых видов водолазной специализации.

Но это далеко не все. При выполнении обычных производственных действий - судоподъемных работах, осмотре гидротехнических сооружений, обслуживании подводного оборудования и прочее - профессиональные водолазы часто сталкиваются с новыми, необычными обстоятельствами, непредусмотренными явлениями, новыми обитателями. Приносимые ими данные неоценимы для науки. И здесь необходимо отметить то огромное значение, которое имеют опыт и профессиональная подготовка водолаза, его наблюдательность и правдивость.

Итак, мы выяснили, что в какой-то степени любой водолаз может считаться исследователем. Но в то же время любой исследователь, работающий под водой, должен быть водолазом. Современный подводный исследователь, использующий водолазный метод,- это не просто человек, владеющий водолазной техникой, это профессионал, которому водолазное снаряжение позволяет осуществлять под водой определенную деятельность. Эту мысль очень четко, хотя и с присущим американцам обескураживающим прагматизмом, высказал Дж. Кении: "Водолаз получает деньги не за погружения под воду. Он получает деньги за ту работу, которую он выполняет по прибытии на место работы. Погружение же под воду - это просто способ транспортировки".

Безвозвратно ушли в прошлое те времена, когда зауряднейшая научная работа приветствовалась только потому, что выполнялась с применением водолазных методов. Уровень научных подводных работ чрезвычайно вырос, и никаких скидок на трудности их выполнения именно под водой делать нельзя. Ученый-подводник должен быть отличным водолазом - это несомненно. Хорошая спортивная форма, безукоризненное знание техники, четкая организация погружений - все это непременные условия успешной работы. Без должной тренировки исследователь все внимание будет тратить на собственные ощущения и на "борьбу" со снаряжением, вместо того чтобы сосредоточить его на объекте исследований. Под водой нет мелочей - неправильно подобранный груз может сорвать хорошо подготовленную работу. Разница в квалификации ученых-подводников не может определяться уровнем их водолазной подготовки - этот уровень должен быть у всех одинаково высоким.-

Итак, свободное владение водолазной техникой и приемами работы под водой - непременный атрибут любой подводной специальности. Это необходимое, но далеко не достаточное условие успешной подводной деятельности. При всем несходстве целей работ под водой ученых разных специальностей, часто они близки чисто методически. Сближают трудности, с которыми ученые сталкиваются под водой вне зависимости от специализации (мы о них уже упоминали), сближают и преимущества.

Главное из них - легкость перемещения в трех измерениях. Спросите, например, у геолога, хотелось бы ему иметь возможность, не затрачивая особых усилий, перемещаться вдоль выхода руды на вертикальном склоне; строителя - мгновенно подниматься от фундамента строящегося здания до его крыши; биолога - свободно передвигаться от лесной подстилки до птичьих гнезд на концах тоненьких веточек - и они ответят: ну, еще бы! А ведь именно такой почти сказочной возможностью обладает человек под водой. Он как бы обретает крылья. Подводные геологи скользят вдоль нависших над ними

склонов каньонов. Строители осматривают стены гидротехнических сооружений, легко перемещаясь по горизонтали и по вертикали. Гидробиологи "зависают" над поселениями морских обитателей и следуют за ними, "перелетая" подводные препятствия.

Общими для многих видов подводных исследований оказываются отдельные приемы. К ним относятся, например, нахождение места по подводным ориентирам, подводный поиск, разведка акватории, провешивание всевозможных направляющих линий и фалов, "привязка" района работ на местности, фиксирование относительного размещения объектов исследования и ряд других. Роль объединяющего фактора безусловно играет и вся гамма технических средств, используемых для обеспечения работ под водой.

Все подводные профессии можно разделить, как нам представляется, на две основные группы. К одной относятся специальности, объект исследования которых не связан естественно с водной средой, а оказался ниже уровня воды или в результате сознательной деятельности человека (подводные сооружения), или же в силу каких-либо случайных причин (затонувшее судно, древнее поселение, разрушенные части надводных сооружений). Ко второй группе относятся исследования объектов, неразрывно связанных с водной средой,- морских животных и растений, подводных ландшафтов и свойств самой водной среды (волн, течений, оптических процессов и др.).

Конечно, такое деление (как и вообще любая классификация!) достаточно условно и не всегда применимо в чистом виде. Например, затонувший корабль - инородный для подводного мира объект, но процессы, которые происходят с ним под водой - коррозия металлических частей, разрушение древоточцами деревянных, обрастание всевозможными организмами,- типично "морские" и в таком качестве оказываются объектами изучения "морских" отраслей науки.

Есть ли различие в методах исследований явлений и объектов, относящихся к обеим группам? На наш взгляд, есть, и заключается оно в степени использования "надводной" специальности. Так, подводный археолог может полностью использовать свои "надводные" знания и применять "надводные" же приемы работ, естественно, с соответствующей их корректировкой. Однако последняя касается в основном второстепенных вопросов - механизации раскопок, способов фиксации находок и прочее. Основная же последовательность и содержание работ не затрагиваются.

Совсем иначе обстоит дело с изучением объектов, не встречающихся на суше. Гидробиолог, занимающийся, например, изучением поведения рыб в естественных условиях, сталкивается с совершенно новыми проблемами, не имеющими явных аналогий в его "сухопутной" практике. Здесь все приходится изобретать заново - методические приемы, оборудование, планирование работ. В таких условиях кажется очень заманчивым перенесение приемов и решений, оправдавших себя при изучении сходных объектов. Однако такой подход - далеко не лучший и годится только на начальных этапах исследования.

В качестве примера приведем количественный учет донных организмов, лежащий в основе целого ряда гидробиологических исследований,- изучение распределения организмов, их передвижения и миграций, влияния на численность различных факторов, в том числе и последствий деятельности человека. Во всех перечисленных и во многих других случаях необходимо знать численность водных объектов. Ученые сталкиваются с этой задачей с самого начала эры исследования океана, когда оно еще проводилось только с поверхности, без проникновения под воду, и когда были разработаны методы и орудия такого подсчета, основанного на применении дночерпателей.

После широкого введения в практику морских биологических исследований акваланга ученые естественно стали использовать устройства, позволяющие брать пробы с ограниченных площадок,- всевозможные водолазные дночерпатели, учетные рамки и прочее. Биолог Э. Форстер предложил использовать протянутые по дну веревочные фалы, вдоль которых подсчитывали животных. И, возможно, до сих пор считалось бы, что с методикой учета все обстоит благополучно, если бы не хищная морская звезда "терновый венец". Когда потребовалось быстро провести подсчет ее численности, оказалось, что классические методы учета для этих целей не годятся - на большой площади они не приспособлены для быстрого подсчета животных, а ведь именно это и требовалось. Подводникам разных стран пришлось в срочном порядке разрабатывать методы экспресс-учета, основанные на подсчете животных, встреченных на определенном пути (или за определенное время). В гидробиологии такие методы не применялись, но ведь подобные маршрутные подсчеты широко используются при изучении некоторых наземных животных и растений. Вообще, как это ни странно, приемы геоботанических исследований очень близко отвечают специфике подводного учета донных животных.

Читателю, наверное, небезразлично узнать, что подводные биологические исследования не замыкаются в рамки "чистой" науки, а являются элементом, причем одним из важнейших, подводной технологии вообще. Это связано с особой значимостью для человечества биологических ресурсов Мирового океана, особенностями распределения жизни в океане, а также с рядом организационных, исторических и психологических моментов.

Подводная технология рассматривает морские организмы с двух точек зрения: как основной объект крупных отраслей производственной деятельности (добыча и воспроизводство биологических ресурсов) и как фактор, влияющий на осуществление других технологических операций. С этой двойственностью мы сталкиваемся постоянно. Например, искусственные сооружения, размещаемые в море, интенсивно обрастают различными морскими организмами. На борьбу с ними затрачиваются огромные средства. Биологическая коррозия поверхностей, соприкасающихся с морской водой, представляет собой важную проблему, с которой приходится сталкиваться специалистам, проектирующим и эксплуатирующим и сооружения, и суда, и различную технику для работ в воде. Однако явление обрастания может быть и полезным. Так, культивирование целого ряда беспозвоночных и водорослей с технологической точки зрения представляет собой не что иное, как активно контролируемые процессы обрастания специальных искусственных субстратов. Более того, некоторые виды обрастаний продлевают срок жизни морских сооружений, защищая их от непосредственного контакта с водой.

Рассматривая влияния морских организмов на деятельность человека под водой, нельзя забывать и об опасных обитателях моря. Нападения морских животных на подводные сооружения (например, повреждения кашалотами морских подводных кабелей) и на подводные обитаемые аппараты (известно нападение меч-рыбы на аппарат "Алвин"), правда, носят единичный характер.

Тем не менее возможность контакта с опасными животными, особенно в тропических районах, вполне реальна и вынуждает разрабатывать специальные защитные средства и вносить коррективы в организацию работ.

По мере расширения масштабов хозяйственного освоения океана подводные биологические исследования все теснее смыкаются с производственной деятельностью - с промыслом, с развитием марикультуры. Общая стратегия этой деятельности, распределение по глубинам и по районам, технические средства и технологические приемы в значительной мере определяются биологическими особенностями объектов промысла и разведения, экологической ситуацией. Сближение и даже взаимопроникновение таких, казалось бы, отдаленных по смыслу отраслей человеческой деятельности, как научные гидробиологические исследования и технология получения пищевого и промышленного сырья, происходят постоянно. Здесь и использование данных промысловой статистики уловов для косвенного определения численности и запаса донных и пелагических организмов, и применение сходных конструкций и приемов при лове и сборе морских организмов, и даже разработка методов защиты опытных ферм от хищников, в основе которых лежат давно внедренные в практику рыболовства методы стимулированного лова.

Гидробиологи, работающие под водой, располагают широким арсеналом приемов и устройств, используют большинство известных способов проникновения человека в воду. Это методы прямого наблюдения из камер с выходом на поверхность (стационарных или установленных на судах либо понтонах), из подводных аппаратов и с использованием водолазного снаряжения, методы дистанционного контроля - автоматические и управляемые фото- и кинокамеры, подводные телеустановки, пассивные и активные акустические устройства, средства подводной телеметрии и т. п. Пока они еще не применяют такие узкоспециализированные и требующие больших затрат устройства, как кессоны, нормо-барические камеры и глубоководные колоколы в сочетании с палубными декомпрессионными комплексами. Но это еще впереди!

Особое место в подводных биологических исследованиях занимает сейчас эксперимент под водой. Сам переход от полевых исследований к эксперименту знаменует собой качественно новую ступень в развитии подводных работ. Объектами эксперимента оказываются и донные, и активно плавающие, и планктонные организмы. Сейчас практически любое опытное морское хозяйство становится объектом широкомасштабного эксперимента. Общая цель подобных работ - обеспечить строго научный подход к эксплуатации ресурсов, добиться понимания того, что залогом длительного (а в пределе - вечного) использования богатств океана является обеспечение способности к самовоспроизведению - основного качества биологических ресурсов.

У нас в стране сложилась прекрасная школа специалистов, использующих в своей работе водолазные методы гидробиологических исследований в качестве основных. Мы с благодарностью вспоминаем имя одного из основателей этой школы О. Б. Мокиевского. Широко известны и в СССР, и за рубежом работы советских биологов А. Н. Голикова, О. А. Скарлато, А. В. Жирмунского, М. В. Проппа, Е. Н. Грузова, А. Ф. Пушкина, Ю. К. Петрова, Н. Е. Денисова и многих других. В ключевых точках побережья наших морей расположены биостанции и целые институты, ведущие подводные исследования. На Черном море это Институт биологии южных морей АН УССР им. О. А. Ковалевского, в Ленинграде - Зоологический и Ботанический институты АН СССР, во Владивостоке - Институт биологии моря ДВНЦ АН СССР. Подводные биологи работают и в штате отраслевых институтов рыбного хозяйства и океанографии (Мурманск, Калининград, Москва, Владивосток), академических и отраслевых институтов океанологии.

Всестороннее изучение растительного и животного мира шельфовой зоны океанов и морей открывает совершенно новые возможности для ее освоения и имеет большое народнохозяйственное значение. Одна из важнейших проблем морской биологии - анализ факторов, определяющих распределение организмов. Другая - анализ причин, вызывающих изменения численности животных. Эти проблемы сильно связаны и, по образному определению американского ученого Филда, являются двумя сторонами одной медали.

Водолазное снаряжение позволяет получить данные, которые очень трудно собрать другими способами. Только работая под водой, ученые смогли подробно исследовать территориальное поведение некоторых рыб. Например, советский биолог Б. В. Выскребенцев провел подобные наблюдения за рыбами на рифах Красного моря. Среди мирных рыб по типу поведения он выделил три комплекса. К первому относятся виды, постоянно живущие в пределах ограниченной площади и имеющие одно-два постоянных убежища. Рыбы второго комплекса обитают группами и обычно медленно перемещаются вдоль стенки рифа; в случае опасности они могут воспользоваться одним из убежищ на пути их обычного маршрута. К третьему комплексу относятся рыбы, обитающие в зоне рифа непостоянно. Особенности распределения и поведения рыб позволяют им в случае опасности достаточно быстро спрятаться. Поэтому нападение рыбы-хищника на здоровую мирную рыбу днем редко оказывается удачным (для хищника). Исследователь наблюдал даже акул длиной до 3 м, спокойно плававших среди множества рыб и не делавших попыток к нападению. Не наблюдалось "паники" и среди мирных рыб. Правда, все они строго выдерживали дистанцию безопасности. Сходное поведение наблюдали советские биологи на большой Багамской банке, используя, правда, подводный аппарат "ТИНРО-2". Мирные рыбы подпускали к себе хищную барракуду очень близко - в среднем на 1,5 м.

Подводным исследователям удалось выяснить, что поведение рыб в различные периоды неодинаково. Некоторые виды в сезон размножения становятся весьма агрессивными. Например, самка спинорога - обычно совершенно безобидной рыбы - однажды, защищая отложенную икру, сильно покусала исследователя. При длительном общении некоторые виды рыб привыкают к человеку и даже способны на проявление дружеских чувств. На весь мир прославился один из главных героев фильма Ж.-И. Кусто "В мире безмолвия" окунь Жожо (в английском варианте Улисс). Привязанность этой рыбы к людям была просто удивительной.

Наблюдать поведение рыб можно с помощью простейших средств. На Черном море под склонами Карадага наши биологи проводили, например, исследование взаимоотношений между известной всем барабулей (султанкой) и зеленушкой. Барабуля питается, энергично разрывая песок усиками и хватая живущих в грунте мелких животных. Каждую барабулю сопровождают от одной до шести зеленушек, движущихся за ней на расстоянии от 10 до 40 см, несколько выше ее. Состав пищи этих рыб очень близок, и, по-видимому, зеленушки используют то, что разбрасывает барабуля. Интересно, что последняя не нападает на зеленушек, хотя чрезвычайно агрессивно относится к своим сородичам, подплывающим к ней во время кормежки. Барабули извлекают пользу от своего эскорта: при кормежке они поднимают клубы ила и лишены возможности своевременно заметить опасность. Зеленушки как бы стоят на страже, из-за этого совместное обитание оказывается выгодным обоим видам.

Использование партнера для добывания пищи очень распространено у рыб. Оригинальный способ охоты подсмотрели подводные исследователи у тропической рыбы-флейты. Когда мимо нее проплывает крупная мирная рыба, например морской попугай, флейта пристраивается у нее на спине и не отстает, как бы ни метался "подводный конь". Когда же попугай, успокоившись, начинает кормиться и вокруг него собираются мелкие рыбешки, флейта соскакивает с его спины, пожирает несколько рыбешек и вновь "вскакивает в седло". Подобное использование "партнера" для охоты характерно и для некоторых других видов рыб.

Огромный объем исследований выполнили водолазы-ученые при изучении китообразных, к которым относятся дельфины, кашалоты, нарвалы, белухи, косатки, усатые киты. Это - один из наиболее увлекательных разделов подводной зоологии. С этими животными связано много рассказов и легенд, где их взаимоотношения с человеком строятся почти на уровне разумного общения. Особенно это относится к дельфинам - удивительным созданиям природы, к которым человек благосклонен с незапамятных времен. Широкую известность получили исследования дельфинов, выполненные американскими учеными Дж. Лилли и Э. Маллером, советскими учеными А. Г. Томилиным, Е. В. Романенко, Б. А. Артеменко и др. Многие полученные данные позволяют надеяться на возможность приручения дельфинов для широкого их использования при освоении глубин Мирового океана.

Особый интерес представляет применение подводных исследований при изучении собственно китов. В этом направлении огромную работу проделала группа подводников под руководством Ж.-И. Кусто. Трудно перечислить все, что выяснили подводные исследователи, встречая и наблюдая китов в открытом море. Они изучали этих исполинов во время сна и бодрствования, наблюдали их брачные игры и выкармливание детенышей, видели китов, убегающих от преследования и добродушно позволяющих человеку кататься на своей спине, китов кормящихся и играющих. Ценность полученных в этом цикле исследований данных огромна. Крупный советский специалист по китообразным А. В. Яблоков считает книгу Ж.-И. Кусто и Ф. Диоле "Могучий властелин морей", написанную по результатам их исследований (М.: "Мысль", 1977), наиболее полной сводкой оригинальных наблюдений за жизнью крупных китообразных в природе.

Для решения теоретических вопросов, связанных с возможностью глобального управления биологическими процессами,- задача следующего века - большое значение имеет изучение районов моря с крайними условиями обитания, представляющих собой как бы естественные лаборатории. Пожалуй, трудно назвать более "крайние" условия обитания морских организмов, чем условия Арктики и Антарктики.

Советские биологи начали подводные работы у берегов Антарктиды в 1965 г. под руководством М. В. Проппа, затем - Е. Н. Грузова. До них еще никто не опускался под воду в этом районе Антарктики. Поэтому нельзя было даже приблизительно сказать, что ожидает там исследователей. Одни считали, что все на дне начисто стерто айсбергами, другие - что все покрыто слоем губок толщиной в несколько метров. Поэтому одной из целей первых погружений было, как не без юмора заметил М. В. Пропп, "выяснить, существует ли сам предмет наших исследований".

"Предмет" существовал, да еще какой! Перед исследователями предстал мир подводных обитателей, поражающий богатством и разнообразием. Когда погружаешься в тропиках, удивительная феерия подводных красок и форм полностью "вписывается" в надводные пейзажи, такие же яркие и многокрасочные. Это в какой-то мере снижает общее впечатление от подводного мира. Здесь же, в Антарктике, наверху - однообразная, почти безжизненная пустыня, царство белизны, а под водой... Отвесные скалы, на которых не видно ни кусочка обнаженного камня - так заросли они оранжево-красными кустами мягких кораллов, длинные венчики морских червей, камни, покрытые мелкими желтыми голотуриями, колонии крупных асцидий, множество губок разнообразных форм и расцветок, покрывающих дно ярким ковром и свисающих с камней фантастической бахромой, множество различных морских звезд, огромные актинии... Весь этот мир как будто застыл в сказочном сне. Даже рыбы были охвачены этим оцепенением - некоторые позволяли брать себя в руки.

Асцидии (на снимке - бугорчатые и пурпурные халоцинтии) только похожи на растения. Это животные, и притом довольно близкие к позвоночным. Фото А. Голубева

Асцидии (на снимке - бугорчатые и пурпурные халоцинтии) только похожи на растения. Это животные, и притом довольно близкие к позвоночным. Фото А. Голубева

Ученым открылся совершенно новый мир. Даже подводный лед оказался заселен десятками видов животных и водорослей, они кишели на его поверхности и в самой толще. При осмотре льда снизу руки подводников по локоть уходили в мягкую кристаллическую массу. Между кристаллами плавало множество мелких рачков-амфипод, здесь жили стаи мальков и взрослые рыбы.

Многие животные достигают в Антарктиде огромных размеров. Асцидий высотой до метра (в Японском море они редко имеют в высоту 20 см), гигантские морские пауки, многощетинковые черви... Как заметил М. В. Пропп, "Антарктика, пожалуй, одно из последних мест на Земле, где животные такого размера могут еще скрываться от научных работников".

Результаты погружений показали, что прибрежные воды Антарктиды чрезвычайно богаты различными животными: видов здесь, по самой грубой оценке, в два-три раза больше, чем в соответствующих широтах северного полушария. Было найдено много организмов - кораллов, морских лилий и др., характерных для тропических вод. Но не это оказалось самым удивительным. Труднее всего было объяснить, как может существовать на дне такое множество животных. В некоторых местах биомасса доходила до 2 ... 3 кг на 1 м²- цифра, рекордная для Мирового океана.

Целый комплекс подводных исследований выполнили советские ученые на дрейфующей научной станции "Северный полюс-23". С использованием акваланга были тщательно изучены подводные части айсберга, на котором дрейфовала станция в Северном Ледовитом океане. Гидробиологические исследования показали, что в районе Полярного бассейна животных много как на дне, так и на поверхности. Было доказано, что существуют водоросли, которые живут и размножаются непосредственно во льдах. Предварительные результаты работ позволили также сделать вывод о том, что существует особое, характерное только для арктических вод сообщество организмов, приспособленное к жизни в тонком контактном слое "вода - лед". Подо льдом пойманы редкие экземпляры рыб и беспозвоночных животных. Среди трофеев оказались гигантские, длиной до двух метров, черви, представители морских перьев, донных ракообразных, моллюсков, губок. За всю историю гидробиологических исследований в Арктике на "СП-23" впервые в таком масштабе проводился сбор животных от дна до поверхности.

Совершенно особый научный и практический интерес представляют подводные наблюдения за поведением обитателей моря во время лова. Это не только позволяет усовершенствовать орудия лова, но и разработать оптимальные приемы траления; при этом наблюдения ведутся за самыми разными организмами - от мелкого планктона до крупных рыб. В разные годы у нас в стране для наблюдения косяков рыб и действия тралов использовались подводная лодка "Северянка", гидростаты ГКС-6 и "Север-1", буксируемые аппараты серии "Атлант" и "Тетис". Велись работы и с применением водолазного снаряжения. Здесь нельзя не отметить самоотверженную работу группы подводных исследований Всесоюзного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии под руководством М. П. Аронова. В неимоверно сложных условиях, проделывая под водой рядом с идущим тралом настоящие акробатические трюки, они создали уникальный подводный фильм "На трале".

Интересны и подводные исследования, выполняемые учеными-ботаниками. В нашей стране систематическое изучение растительных сообществ с применением легководолазной техники было начато в 1957 г. на Черном море К. М. Петровым. Он, географ по специальности, занимался описанием подводных зарослей, используя геоботанические методы. Сейчас подобный подход широко применяется при морских работах. При подводном сборе материала ученым удается получать точные данные о численности и биомассе макрофитов до глубин примерно 40 м при любом грунте и рельефе дна, о распределении по горизонтали и вертикали, о доле площади дна, покрытой водорослями, об особенностях распределения отдельных видов. Все это необходимо знать и для науки, и для практического использования ценнейших морских растений.

Роль подводных исследований при изучении водорослей не ограничивается изучением запасов и особенностей биологии отдельных видов. Как отмечает сотрудник Ботанического института АН СССР доктор биологических наук Ю. Е. Петров, появление современного подводного оборудования, доступного широкому кругу исследователей, позволило по-новому подойти к решению основных проблем систематики морских водорослей, процессов видообразования и эволюции. Изучение зарослей водорослей в природной обстановке выявило ряд факторов, которым прежде не уделялось должного внимания. Было выяснено, например, что отсутствие на дне участков, лишенных растительности, объясняется комплексным воздействием гидродинамических и биологических факторов. Воздействием волн можно объяснить распределение водорослей по глубине с разрывом на определенном горизонте. Большое значение имеют натурные наблюдения за взаимоотношениями водорослей и животных, в частности, тех, которые питаются водорослями и при массовом размножении могут, например, полностью уничтожить урожай морской фермы.

Жизнь морских обитателей "у себя дома" изучали и изучают многие профессиональные подводники. Некоторые из них приобрели всемирную известность - кто из интересующихся жизнью в морских глубинах не слышал имен Жака-Ива Кусто, Фредерика Дюма, Ганса Хасса, Юджинии Кларк? Нам бы хотелось назвать еще одно имя, к сожалению, гораздо менее известное,- Конрад Лимбо. Блестящий биолог и водолаз, прекрасный человек, он ушел из жизни в 35 лет, и можно только поражаться, как много он успел сделать.

В 50-х годах Лимбо был известен всем, кто был связан с подводной деятельностью. Он стоял в самом начале "эры акваланга" и был одним из тех, кто превратил этот аппарат в мощный и универсальный рабочий и исследовательский инструмент. Плавать с аквалангом он учился на одном из двух первых появившихся в Соединенных Штатах аппаратов (их привез из Франции подводник-взрывник Д. Фейн). Лимбо сразу оценил перспективность этой новой, тогда еще далекой от совершенства техники. В 1949 г. он возглавил Группу подводных исследований Скриппсовского океанографического института в Калифорнии. По свидетельству Дж. Дагена, это была самая многочисленная и самая деятельная в то время группа ученых-водолазов в мире. Очень быстро Лимбо становится одним из опытнейших водолазов своего времени. По свидетельству товарищей, время, которое он проводил под водой, следовало мерить не часами, а месяцами. Подводное плавание стало его жизнью.

Одним из главных научных увлечений Лимбо стало исследование зарослей калифорнийских келпов - водорослей макроцистисов. Эти удивительные водоросли, достигающие длины 80 ... 100 м, а по некоторым сведениям, и больше,- возможно, самые крупные растения на планете и уж, несомненно, самые быстрорастущие: за сутки их длина может увеличиться на 30 см. От огромных "стволов" отходят мощные листовые пластины, у основания которых располагаются воздушные пузыри - пневматоцисты, поддерживающие слоевища в вертикальном положении. Вблизи поверхности воды, на глубине от 10 до 40 м, листовые пластины живых и мертвых водорослей переплетаются в невообразимую многометровой толщины мешанину. Сюда не пройти судну, бессильны здесь и обычные орудия лова животных - тралы, драги, дночерпатели. Поэтому о богатейшем населении зарослей келпов было известно очень мало.

Для того чтобы изучить эти заросли, нужен был акваланг... и Конрад Лимбо. Он посвятил этим исследованиям пять с лишним лет жизни, проведя под водой несколько тысяч часов. А ведь любое погружение в келпах - то, что именуется в отечественной практике "погружением в особых условиях", здесь нужны специальные приемы работы и обеспечения безопасности. И то и другое разработал сам Лимбо и стал лучшим в мире знатоком этих удивительных, не похожих ни на что подводных джунглей. В 1955 г. он публикует книгу "Жизнь рыб в зарослях келпов". В этой небольшой работе спрессована огромная по объему информация о поведении и образе жизни сотен видов рыб и беспозвоночных животных, связанных с водорослями. Это была одна из первых в мировой научной литературе публикаций, практически целиком основанных на результатах подводных наблюдений.

Обитатели келпов были не единственным увлечением Лимбо; другим таким увлечением был санитарный, или очистительный симбиоз. Для Лимбо эта работа началась летом 1949 г., когда, ныряя у побережья Южной Калифорнии, он наблюдал за стаей крупных морских окуней. Одна из рыб вдруг отделилась от стаи и застыла в неестественной позе. К ней подплыла рыбка, вдвое меньшая по размеру, и несколько минут обследовала серебристые бока крупной особи. В тот момент ученый не придал этому случаю особого значения и только несколько позже понял, что наблюдал совершенно особый тип взаимоотношений между морскими обитателями.

Значение санитарной обработки у морских животных стало для Лимбо более ясным в ходе наблюдения за многочисленными в калифорнийских водах золотисто-коричневыми сигарообразными рыбками, носящими красивое название "сеньорита". Ученый видел, как вокруг единственной сеньориты собирались плотные "комки" крупных рыб. В менее плотных стайках удавалось наблюдать за действием санитаров. Оказалось, что сеньориты собирают с кожи и жабр "пациентов" паразитических рачков, белые наросты, зараженные бактериями, кусочки отмершей ткани. Пациент при обработке занимал даже самую необычную позу - на боку, головой вверх или вниз, кверху брюхом,- только бы санитару было "удобно" работать. Сеньориты обслуживали не только прибрежных рыб, но и некоторых океанических и глубоководных. Так, Лимбо видел, как чистили огромную луну-рыбу, которая, по-видимому, специально подходила к краю зарослей, а также крупных скатов.

Позже оказалось, что в некоторых точках, обычно хорошо заметных,- у выступов скал, углублений, коралловых кустов, затонувших судов и в других местах - образуются настоящие санитарные станции, часто с постоянным "обслуживающим персоналом". Например, несколько расположенных неподалеку друг от друга станций обслуживали по две-три рыбы-бабочки и по одной рыбе-ангелу. Присутствие рыб-чистильщиков привлекало других рыб, многие из которых приплывали издалека. Даже маленькая станция имеет большую "пропускную способность": на Багамах Лимбо подсчитал, что за 6 часов через одну станцию прошло 300 рыб. Некоторые рыбы двигались от станции к станции и возвращались в течение дня, часто через правильные интервалы. По его мнению, многие рыбы проводят на санитарных станциях не меньше времени, чем тратят на добычу пищи.

Когда на Багамах Лимбо удалил всех чистильщиков с двух маленьких изолированных рифов, богато населенных различными рыбами, то уже через несколько дней население заметно поредело, а через две недели почти все рыбы, кроме постоянно живущих в расщелинах, исчезли. У многих оставшихся появились белые пятна, раны, повреждения плавников.

Рыбы-чистильщики на санитарных станциях в тропиках хорошо заметны. Они обычно ярко окрашены и выделяются необычным поведением. Заметив "пациента", рыба бросается к нему, резко разворачивается и движется в обратном направлении. Этот маневр многократно повторяется. Многие чистильщики покачиваются из стороны в сторону, распускают плавники, подергивают хвостами. Вообще-то такое поведение характерно для самцов этих рыб в период нереста, но в данном случае оно имеет совсем другую цель - привлечь внимание пациента и затормозить его хищнические инстинкты.

Готовый к обработке пациент как бы застывает в характерной позе. Когда чистильщик заканчивает обработку туловища, пациент раскрывает рот, чтобы можно было очистить жабры и ротовую полость. Крупные рыбы в конце обработки захлопывают и вновь открывают пасть, как бы предупреждая санитаров и давая им возможность беспрепятственно выйти наружу. Тропические чистильщики никогда не оказываются в желудках рыб-пациентов, хотя эти желудки "могут быть наполнены рыбами точно таких же размеров.

Санитарами могут быть не только рыбы, но и ракообразные. Очень часто можно застать за этим занятием калифорнийскую креветку - крупную, до 7 см, прозрачно-красную с розовыми полосами и заметным белым рисунком в виде буквы "игрек" на грудке. Они очищают в основном животных, обитающих в укрытиях,- мурен, лангустов. Никаких специальных форм поведения для привлечения пациентов у этих креветок нет. Они чистят все живое, что оказывается вблизи их укрытия,- рука водолаза, просунутая в расщелину, будет немедленно тщательно обработана. Когда калифорнийские креветки чистят мурен, они могут забираться и в рот к ним, однако не без риска - их часто находят в желудках этих хищниц. Лимбо предположил, что в этом случае мы наблюдаем самую раннюю стадию развития санитарных взаимоотношений.

Совсем иначе ведет себя другой чистильщик - креветка Педерсона. Тело этого небольшого ракообразного прозрачное, с продольными белыми полосками, передние ножки имеют яркие поперечные колечки. Живут они только вместе с красными актиниями бартоломея аннулата. При приближении рыб-пациентов креветки Педерсона начинают сновать взад-вперед между щупальцами актинии, энергично размахивая своими длинными усиками. Рыбы собираются вокруг актиний с креветками-чистильщиками целыми стаями, терпеливо ожидая своей очереди. Работают эти санитары очень внимательно. Встретив на теле пациента рану - тщательно удаляют все отмершие и зараженные ткани, аккуратно очищают и жабры, и ротовую полость. Когда Лимбо убрал этих креветок, рыбы продолжали посещать осиротевших актиний еще неделю.

Дальнейшие исследования показали, что санитарный симбиоз не ограничивается тропиками: животные-чистильщики встречаются во всех морях. Однако именно в тропиках такой симбиоз получил наибольшее развитие. Только здесь встречаются хорошо организованные санитарные станции. Тропические чистильщики даже неродственных друг другу видов имеют яркую окраску, сходные особенности внешности и строения, характерные черты ритуального поведения, привлекающего внимание пациентов. По мнению Лимбо, их безопасность охраняется своеобразным "пактом о ненападении". Этот пакт действует настолько эффективно, что появилось несколько групп рыб, которые, не являясь чистильщиками, имитируют их внешность для обеспечения своей безопасности. Более того, существуют и рыбы, использующие сходство с внешним обликом санитара для того, чтобы приближаться к другим рыбам и нападать на них, выкусывая куски кожи и жабр.

В более холодных морях также много чистильщиков, но санитарные связи здесь не так четко организованы. Чистильщики этих районов не выделяются яркой окраской, поведение их мало отличается от обычного, да и их жизнь меньше зависит от наличия спроса на санитарную обработку. Но зато и безопасность этих рыб не гарантирована: они нередко попадают в желудки своих гораздо более крупных потенциальных пациентов.

Значение санитарного симбиоза очень велико. По мнению Лимбо, во многих сообществах чистильщики оказываются ключевыми видами - через них проходит наибольшее количество незримых нитей, связывающих членов сообщества. Деятельность тысяч и тысяч санитаров имеет большое значение в распределении и концентрации морского населения. Их отсутствие не позволяет некоторым рыбам заселять районы, в других отношениях вполне для них подходящие. Но для Лимбо значение симбиоза этим не ограничивается. Для него не менее важно, что это явление дополняет широко распространенное представление об эволюции как борьбе всех против всех и показывает роль кооперации в природе.

Конечно, такое глобальное явление, как санитарный симбиоз, нельзя было открыть в одиночку. Случаи кооперации животных разных видов были известны с древности - еще Геродот писал о дружбе крокодила с небольшим куличком (египетским бегунком). Многие люди, прежде всего рыбаки, издавна обращали внимание на необычные отношения между рыбами и пытались их объяснить. Американский натуралист В. Биб, прославившийся своими погружениями в батисфере, наблюдал на Галапагосах красного краба, который снимал что-то с кожи крупной ящерицы-игуаны, а на Гавайях - мелких губанов, чистивших рыбу-попугая. Однако только широкое распространение водолазной техники позволило оценить всю масштабность явления, установить, что среди чистильщиков - три десятка видов рыб, десяток видов креветок, что пациентами санитаров являются и рыбы, и ракообразные, и даже осьминоги.

Осьминог, крупным планом. Хорошо видна воронка - 'сопло реактивного двигателя' этого моллюска. Фото А. Голубева

В 1952 г. Лимбо познакомился со "свободными кинооператорами" из Техаса братьями Гарри и Верном Педерсонами, снявшими подводный фильм, посвященный санитарным отношения рыб на рифах. Между Лимбо и братьями завязалось тесное сотрудничество. Именно Педерсоны впервые наблюдали креветок в роли чистильщиков. В 1953 г. известный немецкий подводный исследователь Ганс Хасс предположил, что рыбы-лоцманы, сопровождающие гигантских скатов-мант, собирают со своих "хозяев" паразитов. В следующем году спутник Хасса по ряду экспедиций биолог И. Эйбль-Эйбесфельдт опубликовал статью о санитарном симбиозе рыб на Багамах и высказал уверенность, что подобные отношения широко распространены в море. Тогда же этим явлением заинтересовался американский ихтиолог Д. Рэндел.

Статья Лимбо с основными результатами его наблюдений за санитарными отношениями была опубликована в 1961 г., через год после его гибели. Статья эта вызвала огромный интерес, к изучению санитарного симбиоза подключались все новые исследователи. Сходные отношения были обнаружены и у обитателей рек и озер.

О санитарном симбиозе много пишут в популярной литературе, как правило, ограничиваясь пересказом (часто с искажениями) статьи Лимбо. Но познание не стоит на месте, накапливаются новые данные, что-то приходится отвергнуть, что-то - добавить. Появились, например, доказательства того, что проявления такого симбиоза значительно различаются в зависимости от условий обитания; в некоторых районах его роль оказалась не так велика, как предполагалось. Ряд серьезных исследователей отрицает одно из важных положений, выдвинутых Лимбо,- тезис о том, что наличие чистильщиков привлекает других рыб, увеличивая их численность. По данным американского ученого Г. Луси, главную роль в отношениях между "санитарами" и "пациентами" играет не демонстрация необычных поз и "танцев", а прикосновения. По-видимому, захлопывание пациентами пасти, которое принимали за предупреждение, на самом деле - просто реакция рыбы в процессе чистки. Возможно, в некоторых случаях чистильщиков не трогают не потому, что их "не хотят" есть, а потому, что они отлично знают повадки своих опасных клиентов. К сожалению, сам автор нашумевшей статьи уже не мог принять участия в разгоревшейся (и продолжающейся до сих пор) полемике.

Многие специалисты занимались исследованием санитарного симбиоза, и все же это явление навсегда связано с именем Лимбо. Он первым из ученых наблюдал санитарные отношения рыб, получил огромный фактический материал о санитарных связях между морскими организмами и первым сумел оценить роль симбиоза в жизни моря.

Под водой Лимбо интересовало все - подводные обитатели, необычные физические явления, геологическое строение дна. Он обладал удивительной способностью увидеть то, что ускользало от взгляда других. Точность Лимбо-наблюдателя поражала его товарищей. Однажды после погружения на рифе у острова Клиппертон (к юго-западу от Мексики) его спросили о встреченных им рыбах. Конрад подробно описал их - форму, окраску, размеры. Когда на другой день в этом же месте был проведен тотальный сбор рыб с помощью взрыва, оказалось, что улов в точности соответствовал описанию. А ведь Лимбо видел рыб только мимоходом: он занимался совсем другим делом!

Одним из первых среди подводников Лимбо начал работать в морских каньонах, этих интереснейших геологических образованиях на дне океана. Особый интерес представляют каньоны, вершины которых подходят близко к берегам. Одно из таких подводных ущелий - Скриппсовский каньон, ответвление каньона Ла-Холья,- расположено вблизи самого Скриппсовского института, оно начинается всего в 250 м от берега. В этом каньоне Лимбо выполнил несколько погружений с аквалангом на глубину до 75 м, а одно - почти на 100 (!) м. Лимбо выяснил, что в изменении географии "подводных оврагов" участвуют не только геологические причины: рыхлые стенки каньонов легко разрушаются закапывающимися животными - моллюсками, червями, креветками, в результате они начинают оползать даже при слабом воздействии волн, возникают так называемые мутьевые потоки.

Подводная биология пока остается наименее "механизированной" отраслью подводных исследований. Основной метод подводных зоологов и ботаников - наблюдение - остается неизменным. Конечно, усовершенствовалось водолазное снаряжение, появляются новые средства фиксирования информации, различное вспомогательное оборудование, но сущность не меняется. Однако современный исследователь не может уже ограничиться одними наблюдениями, обойтись без эксперимента. "Наблюдение собирает то,- говорил И. П. Павлов,- что ему предлагает природа, опыт же берет у природы то, что он хочет". Поэтому сейчас особое внимание уделяется подводному эксперименту, в котором исследователь старается так поставить дело, чтобы контролировать какой-то один интересующий его фактор. Добиться этого при работе в море гораздо сложнее, чем на суше. Подводная экспериментальная биология только начинает развиваться, вырабатывает приемы и методы. В то же время изучение растений и животных в местах их естественного обитания совершенно необходимо, так как данные, полученные в лаборатории, всегда значительно отличаются от добытых в море.