Культивирование низших растений, искусственное выращивание всевозможных водорослей значительно улучшит экономику многих государств. Искусственное разведение водорослей имеет много преимуществ перед естественной эксплуатацией их. Во-первых, это позволит собирать с единицы площади почти в 1,5 раза больше зеленой массы; во-вторых, разводить водоросли можно в удобных для эксплуатации районах; в-третьих, искусственное разведение донной флоры способствует более интенсивному ее развитию; в-четвертых, значительно облегчается сбор и заготовка морских растений; в-пятых сбор водорослевого урожая с морских "огородов" исключает опасность подрыва нерестовых площадей. Самое же главное - искусственная посадка водорослей дает возможность механизированным способом собирать обильные урожаи с ограниченных площадей моря или другого естественного или искусственного водоема.
В Шотландии и Исландии в течение многих лет успешно культивируют фукусовые водоросли. Морские плантации растений получают все большее распространение в Японии, Китае. В нашей стране также планируется создание таких плантаций. В некоторых странах широко разводят морскую капусту в прибрежных морских участках. В 1962 г., например, Япония добыла примерно полмиллиона центнеров водорослей, из которых около 30% приходилось на разводимые.
Использованию водорослей в экономике с каждым годом придается все большее значение. Посмотрим, что пишет по этому поводу прогрессивный английский ученый профессор Джон Бернал в своей книге "Мир без войны": "Мы можем с полным основанием утверждать, что лет через сто микробиологическое производство продуктов питания из водорослей, дрожжей или других грибов станет одним из основных источников питания сначала для животных, а потом, может быть, и для самих людей". По подсчетам японских ученых, стоимость белка из некоторых съедобных водорослей не превышает стоимости его из рыбы. Производство же белка из мяса, яиц, молока обходится значительно дороже.
Водоросли можно разводить как в естественных, так и в искусственных водоемах. Для разведения растений в естественных бассейнах, как правило, вначале производят мелиоративные работы. Они заключаются прежде всего в нивелировании дна. При этом достигается требуемая глубина для наилучшего произрастания растений. К некоторым водорослевым плантациям целесообразно в ряде случаев подводить искусственные каналы, по которым будет поступать речная вода, богатая различными питательными минеральными и органическими соединениями.
В настоящее время существует два типа разведения водорослей. Первый называют горизонтальным и заключается он в использовании капроновых сетей и бамбуковых решеток, которые постепенно зарастают молодыми порослями водорослей. Второй тип называют вертикальным, он наиболее распространен в Японии. Так, например, для получения некоторых видов съедобных водорослей поздней осенью на дно неглубокого морского участка опускают бамбуковые палки или ветви некоторых кустарников. В течение зимы они обрастают густой сетью водорослей. Летом извлекают из воды ветви и снимают с них созревшие растения. Их сушат и отправляют на заводы для обработки.
Несколько по-другому разводят морскую капусту. Сначала отбирают ламинарии с уже созревшими спорангиями и сушат их в прохладном месте от нескольких часов до двух дней. Подсушенные слоевища переносят в искусственный или естественный водоем с морской водой. Спорангии, всосав воду, раскрываются, выделяя при этом большое количество спор. Удельный вес спор меньше воды, и они, словно пылинки в воздухе, расплываются в разные стороны, причаливая к многочисленным веревкам, привязанным к бамбуковым палкам. Начинается бурное прорастание водорослей. Для ускорения созревания растений в бассейн обычно добавляют небольшое количество дешевых питательных соединений, состоящих главным образом из нитрата натрия, аммония, солей фосфора. Благодаря такой подкормке ламинарии за три месяца достигают двухметровой длины. Вес таких водорослей увеличивается по сравнению с контрольными более чем в три раза, Ежедневный привес удобренных растений превышает таковой неудобренных более чем в четыре раза. Создавая благоприятные условия для пышного произрастания донной флоры, человек тем самым способствует увеличению рыбных запасов в определенном морском районе. Интересные эксперименты были проведены в Шотландском институте по изучению морской растительности. Искусственно удобряя воду в бассейне с произрастаемыми там низшими растениями, исследователи добились того, что вес камбал увеличился по сравнению с этой же рыбой в соседнем районе в шестнадцать раз.
Аналогичные опыты были проведены в 1941 г. эдинбургским доктором Ф. Гроссом. В один из небольших заливов Северного моря он добавил 300 кг нитратов, 200 кг суперфосфатов. Вскоре исследователь отметил резкое повышение продуктивности водной среды. Через месяц количество фитопланктонных организмов с 2000 увеличилось до 8000, что значительно повысило кормовые ресурсы опытного участка. За небольшой промежуток времени одногодовалая камбала достигла веса трехгодовалой. Английский ихтиолог Люкас подчеркивает, что при рациональном ведении морского хозяйства с единицы площади водного дна можно получить в два и более раза больше белковых продуктов, чем с такой же площади суши. Многие ученые считают, что пастбищное рыбоводство весьма перспективно и прибыльно, ибо минеральные удобрения, вносимые в относительно изолированный, морской участок, способствуют резкому повышению урожайности фито- и зоопланктона - основного корма рыб.
Не так давно построен первый в нашей стране цех на рыбоконсервном заводе в латвийском городе Салацгриве, в котором можно приготовлять около 400 т корма в год для лососевых пород. Одним из основных компонентов этого корма является мука из морских водорослей.
А к 1971 г. узбекские ученые создали установку для быстрого выращивания другой водоросли - одноклеточной хлореллы с производительностью более шести тонн зеленой массы в сутки. По питательной ценности выращенная хлорелла превосходит все известные кормовые растения. Использование в качестве добавки к рациону животных полученной суспензии из хлореллы позволяет повышать привесы на 15 - 20%.
Пока это первые шаги новой отрасли науки - аквакультуры. Но прежде чем эта наука получит так называемое юридическое право на существование, необходимо вначале тщательно изучить основные звенья повышения биологической продуктивности вод Мирового океана. И в -недалеком будущем интенсивное рыбное хозяйство получит свое развитие прежде всего в изолированных морских зонах, где будут усиленно культивироваться как микро-, так и макроводоросли. В основном это дало повод руководителю одной из лабораторий по изучению экономики океанов и морей новозеландскому ученому Чэпмену сообщить в печати, что животные и растительные организмы подводного мира смогут прокормить несколько десяткой миллиардов человек.
В настоящее время решается вопрос об облегчении сбора водорослей. И если появятся соответствующие сегодняшним требованиям высокопроизводительные водорослеуборочные комбайны, то искусственное разведение водорослей займет прочное место в экономике многих государств.
Особое значение придается искусственному разведению одноклеточных водорослей. На нашей планете не найдется ни одной животной или растительной культуры, годовая продукция которой хотя бы приблизительно равнялась продукции этих низших микроскопических организмов - зоо- и фитопланктона. Это они в первую очередь дадут человечеству в будущем миллионы тонн белковых веществ. Это они являются своего рода естественным заводом коллоидных веществ.
Надо учесть то обстоятельство, что одноклеточные организмы довольно быстро восстанавливают свое первоначальное количество. Японский ученый К. Сугавара говорит, что если бы вдруг животные съели половину всех обитающих в Мировом океане микроскопических организмов, то последние за одну лишь световую часть дня полностью восстановились в своей массе.
Если бы люди научились процеживать планктон подобно тому, как искусно это делают киты, то в районы наибольшего его скопления уже сейчас были бы направлены промысловые флотилии. Специальные плавучие фабрики на местах перерабатывали бы многие сотни тонн этого ценного продукта.
Особенно перспективным является выращивание в широких масштабах пресноводных водорослей - хлореллы, сценедесмуса и некоторых других представителей. Суспензии выращенных одноклеточных организмов можно будет перекачивать по специальным трубопроводам к потребителю.
Низшие растения успешно разводят во многих странах. Довольно значительное место среди них занимает хлорелла. Хлореллу успешно культивируют в Японии, где с 1 м2 площади водоема получают до 15 и более граммов водоросли в пересчете на сухое вещество. В этой стране распространено разведение хлореллы в бассейнах на крышах домов. В некоторых странах построены специальные заводы по переработке искусственно разводимой хлореллы. Например, в дельте реки Миссисипи проектируется завод довольно большой мощности, который ежегодно сможет вырабатывать несколько десятков тонн сухой хлореллы, богатой белками. Эта масса будет не только прекрасным кормом для многих сельскохозяйственных животных и птицы, но из нее можно будет вырабатывать многие пригодные для питания человека продукты.
В СССР в этом направлении также проводятся работы. На опытных установках получены урожаи одноклеточных водорослей: до 30 г сухого вещества с 1 м2 поверхности бассейна, с содержанием в растении до 40 и более процентов белковых веществ. При хорошей солнечной освещенности и применении удобрений можно получать более 40 т сухой водоросли с 1 га площади, что в пересчете на пищевые компоненты составляет 20 т белка и 6 т жира. По содержанию этих пищевых ингредиентов хлорелла в 60 раз превосходит самую жироносную культуру - соевые бобы. В настоящее время проектируется автоматизированный комбинат с применением электронных машин по переработке большого количества одноклеточных низших растений.
Подсчитано, что 1 га водорослевого поля может дать столько белковых веществ, сколько его получают с 25 га пшеничного или с 10 га картофельного поля! Но можно выращивать хлореллу специально жироносную. Тогда с 1 га можно будет собрать чистого жира весом 10, 15 и более тонн. Это в десятки раз больше, чем могут с такой же площади дать самые жироносные растения суши. И проведенные в Узбекистане опыты показали, что такая возможность может быть практически осуществлена в недалеком будущем.
В перспективе вся зона шельфа Мирового океана может быть превращена в "рыбные фермы" и подводные "огороды". Люди будут создавать на мелководье большие плантации водорослей, подобно тому, как сейчас мы возделываем плантации риса и других культур. С одной площади морского дна можно будет собирать до 10 - 15 урожаев в год!
Зная закономерности биологического развития гидробионтов, можно с большой выгодой разводить те или иные индивидуумы. И для этой цели проектируются, в частности в нашей стране, экспериментальные плантации. Так, например, в дальневосточном заливе Посьет создаются опытные культурные плантации по разведению некоторых пород рыб и растений. Цель такой работы - изучение рационального использования всевозможных богатств моря. В этом отношении залив Посьет является почти идеальным. Здесь обитает постоянно около 90 видов одних только водорослей.
На берегу Амурского залива развертываются работы по созданию океанария, где будут разводиться самые разнообразные представители морской фауны и флоры. Проектируется также строительство крупнейшего в мире океанария в Москве. В большом бассейне будут проводиться серьезные научные исследования по разведению рыбных и нерыбных объектов, в том числе водорослей. В океанарии будут созданы условия, максимально приближающиеся к естественным, что позволит наилучшим образом изучить поведение тех или иных гидробионтов, а также закономерности их развития и размножения.
А мысли ученых идут дальше. Нельзя ли найти дешевые способы удобрения морей и океанов? Ведь минеральные удобрения, особенно в настоящее время, весьма нужны сельскохозяйственным полям. Если же вносить их в моря и океаны, то придется построить множество заводов, которые производили бы колоссальные количества минеральных соединений. Такой возможности пока у нас нет. Но есть второй путь, более реальный.
Глубины океанов и морей за многие тысячелетия накопили колоссальные количества органических и неорганических соединений из отмерших животных и растений. На морском дне имеются большие запасы фосфатов, нитратов и других соединений. На больших глубинах хранится 99,9% питательных веществ и только незначительная их часть поднимается в поверхностные воды.
Эти естественные ресурсы интересуют многих ученых. В печати неоднократно появлялись сообщения о возможности использования этой богатейшей кладовой удобрений. Вертикальная и горизонтальная циркуляция глубоководных слоев значительно обогатит органическими и неорганическими веществами как шельф, так и другие поверхностные слои зон морей. И этим самым создадутся условия для обогащения промысловых районов. Урожайность океанических "лугов" значительно повысится.
В будущем предполагается поднимать на поверхность плодородные воды с глубины 500 и более метров. В принципе это может быть осуществимо. По крайней мере, искусственное повышение урожайности отдельных морских районов - задача ближайших десятилетий.
Сегодня мы пашем землю, а завтра мы будем "пахать" морское дно. Время подводных "огородов" придет! Вспомним, как мечтали герои научно-фантастического произведения А. Беляева "Подводные земледельцы" о создании морских плантаций, с которых можно собирать небывалые урожаи. Академик Л. А. Зенкевич говорил, что через три десятилетия заявит о своем рождении новая наука - подводная агрономия. Многие морские районы будут вотчиной наших морских совхозов. Не исключена возможность создания в будущем так называемой "водорослевой металлургии", которая будет использовать способность многих водорослей концентрировать в большом количестве ряд дефицитных химических элементов.
Всестороннее и разумное использование биологических ресурсов Мирового океана с целью получения из них белков, жиров, углеводов и других ценных компонентов позволит уже в недалеком будущем считать голубой континент не менее эффективной базой, чем агрономия.
Зная о тех запасах, которые таит в себе океан, мы должны со всей серьезностью готовиться к интенсивному и рациональному освоению их. Это в полной мере относится и к водорослям. Вот как писал о значении морской растительности для экономики государств Огюст Пикар: "Используя непосредственно планктон, водоросли, диатомеи и крошечных ракообразных, человечество поставит себе на службу громадные ресурсы морей".
Океанические сады надо беречь
Жизнь показала, что неразумное, хищническое отношение к природе никогда не оставалось безнаказанным. Много видов животных и растений уже навсегда исчезли с лица Земли. Только за последние 50 лет вымерли 40 видов живых существ. В настоящее время сотни представителей животного и растительного мира находятся на грани вымирания. Еще во второй половине XIX столетия прогрессивные ученые высказывали мысль о возможности оскудения животных ресурсов океанов и морей в связи с чрезмерным и нерациональным промыслом.
Навсегда памятными должны оставаться для нас слова Карла Маркса: "Культура, если она развивается стихийно, а не направляется сознательно... оставляет после себя пустыню". Мы обязаны уже сейчас относиться бережно, к. природным сокровищам. Мы должны осваивать богатства подводного мира на строго научной основе.
Как уже говорилось, морская растительность играет огромную роль в жизни многих гидробионтов подводного мира. Это относится и к крупным видам водорослей, они являются, например, единственной пищей морской ящерицы - игуаны, входят в основной рацион питания морских ежей. Вымершая к настоящему времени морская корова (или корова Стеллера - по имени ученого, открывшего ее) питалась исключительно морской капустой. Немало животных суши, как уже говорилось, питается этой водорослью.
Главное же место в питании многочисленных животных организмов играет зоо- и фитопланктон. Являясь древнейшими и главными образователями органических и неорганических веществ в толще водной среды, микроводоросли играют первостепенную роль в начальном звене большой пищевой цепи не только океанов и морей, но и суши.
Приведем простой пример зависимости некоторых наземных обитателей от морской, растительности.
Всем известно, что на многих островах птицы устраивают свои знаменитые гнездовья и "базары". Жизнь многих из них тесно связана с морем. У птиц есть свои излюбленные места. Если мы, например, окажемся в водах Северного моря, особенно в районе Ньюфаундлендской банки (той самой, в водах которой в свое время потерпел катастрофу знаменитый "Титаник"), то обнаружим здесь обилие планктонных организмов. Недаром здешние места считаются наиболее промысловыми для рыбаков. Перемешивание глубинных слоев воды с поверхностными способствует подъему минеральных питательных веществ, благодаря, которым создаются возможности для бурного произрастания планктона.
Вот в таких примерно местах тысячелетиями обитают миллионы водоплавающих птиц, В течение многих сотен лет в этих местах накапливался птичий помет, или гуано, в котором содержится большой процент солей фосфора и азота. Эти соли служат основным источником питания водорослей. Получается своего рода замкнутый круговорот веществ, характерный для многих плодородных зон некоторых морей.
Морская растительность играет громадную роль не только в жизни морских живых существ, но и косвенно - в жизни высших животных. И если мы уже давно начали оберегать леса и сады, луга и поля - неотъемлемую часть нашей жизни, то наступила пора оберегать от истощения морские "луга" и "леса". Любые изменения, происходящие в морских "джунглях", в той или иной степени отражаются на численности живых существ моря.
В зарослях водорослей рыба находит себе и стол, и дом. Для рыбы здесь есть все: кров, разнообразная пища, уют, защита от волнений и течений, обилие света и кислорода, даже "домашняя аптека". Ведь многие низшие растения, как мы уже говорили, обладают выраженными антибиотическими свойствами, поэтому вокруг морских растений, как правило, отсутствуют патогенные микроорганизмы. Не так давно было обнаружено, что фитопланктонные организмы, обладающие антибактериальными свойствами, благоприятно действуют на ускорение роста некоторых видов рыб, в частности сельди. Полипептиды же сине-зеленых водорослей способствуют более полному усвоению рыбами трудноперевариваемой пищи.