Дела невидимок

Живет в океане несчетное множество удивительных существ. Они есть в каждой капле воды, где бы ее ни взять - подо льдами Арктики или у дна глубоководной впадины, у берегов или в открытом море. И хотя эти существа - невидимки, хотя разглядеть их можно только вооруженным глазом, им принадлежит колоссальная роль в жизни океана и его глубин. Не преувеличивая, можно сказать, что бактерии-крошки - огромная, космических масштабов сила.

О том, как велико микробное население морей, говорит хотя бы такая цифра: на квадратном метре дна Черного моря живет пять триллионов микробов!

У них колоссальная биохимическая энергия. Они участники всех процессов превращения веществ в океане, органических и многих неорганических.

Как и во всей живой природе, в океане непрерывно зарождается и умирает живое. Погибшие животные и растения постоянно опускаются в глубины вод. Что было бы без могильщиков-бактерий, которые разлагают и минерализуют органические вещества? Жизнь стала бы невозможной. Океан, как и вообще вся Земля, стал бы гигантским кладбищем. Рыбы и животные, превратившиеся в нетленные мумии, заполнили бы все водоемы земного шара, а жители глубин лишились бы пищи и тоже погибли.

Микробы - "повара" моря. Они перерабатывают остатки растений и животных, в том числе и мельчайших - планктона. Органическое вещество, которое иначе выпало бы из кругооборота жизни в море, снова вовлекается в него. Потому развивается растительность - она получает необходимое ей питание.

Без Солнца была бы невозможна жизнь в океане, как и вообще на Земле. Казалось бы, парадокс; причем здесь Солнце,если немного сотен метров вглубь - и наступает вечная ночь? Только живые светильники - рыбы сами устраивают себе освещение в этой непроглядной тьме. А что значат две-три сотни метров, куда проникают солнечные лучи, по сравнению со всей гигантской толщей вод? Сущий пустяк. А в нем все дело.

Именно в этом тоненьком поверхностном слое разыгрывается то священнодействие природы, которое еще не до конца разгадал и не смог воспроизвести человек. Тут работает машина, точнее - химическая лаборатория, столь высокого совершенства, о каком пока лишь могут мечтать современные ученые и инженеры.

Там, на поверхности, куда проникают солнечные лучи, произрастают морские растения, там находятся колоссальные массы одноклеточных водорослей - фитопланктона. И там происходит таинство фотосинтеза.

С него начинается "пищевая лестница", идущая от поверхности до самого дна. А сами растения и клетки микробов в свою очередь поедаются животными, да и животные идут в пищу хищникам. Лестницу точнее было бы назвать круговым циклом, так как цепь замыкается здесь.

Сложные пищевые цепи в конце концов поддерживают жизнь в океане - от поверхности и до самых больших глубин.

Правда, чем глубже, тем беднее фауна в море. Наверху много органических остатков - пищи для самих микробов. С глубиной качество пищи для микробов ухудшается, туда попадают такие остатки, которые усваиваются труднее. И микробное население редеет.

Нетленный мир невозможен. Погибшее вновь возрождается - в ином виде. Растения идут в пищу животным, животные еще, кроме того, поедают друг друга, а с мертвецами расправляются бактерии. И весь круговорот повторяется опять и опять.

Бессмертие? Фактически да. Но его нельзя понимать грубо механистически. Этот процесс диалектичен по своему существу. Нет бессмертия для отдельного живого организма. Бессмертна жизнь. Жизнь и смерть - две стороны единого целого. Без одного не было бы другого.

Выходит, неистощимых пищевых богатств океана, в которых так нуждается растущее население Земли, не было бы без бактерий.

Об этих работниках в природной химической лаборатории до сих пор мы знали очень мало. Точнее, ученые не представляли себе, насколько важна роль микроорганизмов в круговороте жизни.

Нельзя не изумляться выносливости крошечных существ, различимых лишь в микроскоп. С ними не сравнится никто на Земле!

Пусть температура близка к абсолютному нулю. Пусть нет свободного кислорода, нет воздуха вообще. Давление доходит до нескольких тысяч атмосфер. Нет питательной среды, но есть растворенные соли, ядовитые вещества, которые губительно действуют на все живое. Наконец, полное отсутствие солнечных лучей.

Но бактерии существуют, питаются, размножаются! Питаются неорганическими веществами, разлагая их, и при этом добывают кислород. Размножаются с поразительной быстротой: за день из одной бактерии появляются триллионы!

Существуют они во всей толще океанских вод. Жизнь вездесуща, ее нашли на всех глубинах, вплоть до самых больших. Более того, и само дно оказалось заселенным бактериями: они были во всех пробах грунта, взятых из самых глубоких мест Мирового океана.

Как молода подводная география, так молода и морская микробиология. Первый большой труд о мельчайших обитателях моря, принадлежащий перу русского ученого Б. Л. Исаченко, вышел немногим более полувека назад.

Постепенно накапливались наблюдения, совершенствовались методы исследования. Особенно широко развернули свою деятельность советские микробиологи сразу после войны.

Чрезвычайно интересную и необычайно трудоемкую работу проделал виднейший советский микробиолог лауреат Ленинской премии профессор Анатолий Евсеевич Крисс. Он поставил задачу: выявить и учесть микробное население океана. Предстояло ответить на вопросы, каково оно, как оно распределяется в морях разных широт и как живет. Чтобы ответить на них, Криссу и его сотрудникам пришлось проплыть чуть ли не весь Мировой океан.

Они путешествовали на "Витязе" и других океанографических судах, пробирались на ледоколе в труднодоступные области Гренландского моря. Крисс побывал у полярников на дрейфующих станциях "Северный полюс". Точки, где брались пробы воды и грунта, разбросаны во всех океанах, в Центральной Арктике - у самого полюса и в Антарктике, близ экватора и вдоль различных меридианов, в водах Черного и Каспийского морей, в самых глубоководных океанских впадинах.

Во всех морях и океанах земного шара шла 'охота' за микробами - обитателями глубины. Точками на этой карте показаны места морских микробиологических станций

О том, что невидимки-микробы есть в каждой капельке морской воды, знали уже давно. Правда, полной картины еще не было и по существу лишь в самые последние годы произведена "перепись" микробного населения морей и океанов. Теперь стало ясно, что жизнь моря во всех ее проявлениях связана с работой бактерий. Вот почему появился еще один вид карт - карты микробиологических станций.

Микробы добывались с глубин даже более девяти километров. И всюду в пробах находили множество разнообразных существ - невидимок.

Много места в работах русских и советских микробиологов занимало Черное море, этот крайне своеобразный водоем. Оно словно состоит из двух морей: верхнего, где существует и развивается жизнь, и нижнего, где нет кислорода, но зато есть сероводород, губящий все живое.

Раньше думали, что органическое вещество отмерших растений и животных, опускаясь вглубь, в мертвую зону, безвозвратно погибает. А Криссу удалось выяснить, что хотя рыб и животных там нет, но зато есть бактерии. Они, как и везде, перерабатывают отбросы жизни и снабжают пищей обитателей верхних слоев.

Морские микробиологи не отстали от своих коллег - зоологов. В поле зрения микроскопа перед ними прошли не менее поразительные существа, чем бледные, похожие на призраков, рыбы или чудища с кошмарной пастью.

Нити, шарики, кольца, всевозможнейшие сочетания самых разных геометрических форм... Этому миру мельчайших присуща своеобразная красота. Правда, создавая его, природа руководствовалась прежде всего целесообразностью, как и во всех своих творениях.

Советскими микробиологами открыты скопления глубоководных микроорганизмов необычных, неизвестных раньше форм. Это нить с головкой из отдельных телец, образующих гроздь. Потому и назвали их нитевидно-гроздевидными. Они есть повсюду, во всех областях Мирового океана, и не только в воде, но и в осадках на дне.

Вот это-то обстоятельство навело на мысль, что такие бактерии жили еще в очень древние времена. Иначе как бы они попали в осадочные породы, которые образовались миллионы лет назад? И среди микроорганизмов, оказывается, имеются свои ископаемые, потомки которых сохранились до сих пор.

И наконец едва ли не самое интересное: в организмах их есть железо и марганец. А так как имеются они всюду, кроме Каспийского моря и озера Байкал, и тоже всюду есть конкреции, то сам собою напрашивается вывод - а нет ли здесь какой-нибудь связи? Крисс говорит: "Трудно отрешиться от мысли, что железо-марганцевые конкреции в виде довольно крупных лепешек, буквально усеивающих дно океанов, являются результатом их биохимической деятельности".

Некоторые микроорганизмы столь малы, что неразличимы в обычный микроскоп. Ультрамикроскопические образования помогла обнаружить электронная оптика. Крисс нашел их очень похожими на вирусы. Однако ясности здесь нет, и сверхмельчайшие - еще загадка для биологов.

Крисс сделал еще одну удивительную находку. Он обнаружил бактерии, которые, по видимому, существуют благодаря энергии радиоактивного распада. Если это действительно так, то ниточка логических выводов протянется к другим мирам.

Астробиологи предполагают, что на Марсе и на Венере микробы есть. Есть они, вероятно, даже в ядовитой атмосфере планет-гигантов. А как обстоит дело с Луной? Холод в минус сто пятьдесят градусов, жара в плюс сто градусов, атмосферы практически нет. Безжизненное царство минералов?

Но предполагают, что Луна радиоактивна, это значит, она может быть населена и микробами. Так смыкаются вновь науки земные с науками космическими. Ведь предлагают же создать коллекцию земных минералов, похожих на лунные, коллекцию растений, похожих на марсианские. Быть может, подобную коллекцию создадут и из микробов.

Микробы помогли разгадать причину одной странной особенности океана. Почему в тропиках, где светит щедрое Солнце и так тепло, жизнь в глубинах бедна? Почему, наоборот, она богата в холодных водах высоких широт - Арктики и Антарктиды? Оказывается, как раз в полярных морях обитают способные полностью разлагать, минерализовать отмерший белок наиболее энергичные микробы. Потому там и образуется много пищи.

Численно плотность "микробного населения" близ экватора и в субтропиках больше - оно кормится, вероятно, тем изобилием остатков, что приносят сюда реки с суши. Но биохимическая активность у них значительно ниже. Иными словами, для растений там не образуется достаточно корма. И так, звено за звеном, страдает и вся цепочка жизни.

Микробы помогли открыть новое, неизвестное ранее океанологам явление.

Существуют течения, переносящие воды из полярных областей в экваториальные зоны. Эти глубинные течения обнаружили именно микробиологи, найдя близ экватора бактерии, живущие в холодных водах. Чувствительность микробов, как индикаторов течений, столь высока, что они реагируют на разницу в температуре арктических и атлантических вод, хотя сна меньше одного градуса.

Так микробы-невидимки позволяют обнаруживать невидимые реки в глубинах морей, узнавать, какие, откуда и куда текут воды.

Где есть микробы, там есть, значит, и приготовленная ими пища. Там живут животные и рыбы. А потому микробиология помогает выяснить биологическую продуктивность морей. Вот почему без участия микробиологов не может быть решена ни одна из основных задач, стоящих перед наукой об океане.

Несмотря на то, что морские животные и рыбы зачастую не привязаны к одному этажу океана, все же намечаются глубинные границы для разных форм жизни так же, как есть для них границы географические. Существуют виды, которые никогда не встречаются в других глубинах.

И среди бактерий, оказывается, тоже имеется своеобразная избирательность. Да, все они сверхвыносливы, но одна часть может жить при не слишком больших давлениях, а другая - только при больших. Есть такие крошки, для которых тысяча атмосфер - родная стихия. Только при таком давлении они могут жить, питаться, размножаться. В то же время есть такие виды микроскопических существ, которые прекрасно чувствуют себя и на больших глубинах и на поверхности морей.

Пробовали и искусственно воспроизвести для бактерий привычную обстановку. Их помещали в аппарат, создающий давление в сотни атмосфер. И там они размножались, правда, не столь интенсивно, как в воде. Вот яркий пример приспособляемости живого!

По словам Криоса, в океане открыт целый мир - мир невидимок.

Работы советских микробиологов получили заслуженное признание и у нас и за рубежом.

Присуждение ученому Ленинской премии - свидетельство выдающихся успехов советской морской микробиологии.

Профессор Прево из Пастеровского института в Париже, говоря о работах открывателя этого мира профессора Анатолия Евсеевича Крисса, заявил, что они имеют такое же значение для микробиологии, как запуски искусственных спутников Земли для геофизики.