Ниже фотической зоны, в океанических толщах, занимающих 95 % океана, многие животные питаются «морским снегом» – частицами мертвых организмов беловатого цвета, постоянно опускающимися сверху, из фотической зоны. А затем другие животные едят поедателей этого «снега».
Самый распространенный вид фитопланктона – цианобактерии, известные также как сине-зеленые бактерии (а иногда по ошибке именуемые сине-зелеными водорослями{48}). А мы назовем их для простоты «цианобактерии». Эти обманчиво простые организмы, формирующие похожие на ожерелья цепочки, – самые древние из известных на планете организмов, осуществляющих фотосинтез. Так что с определенными оговорками их можно назвать книгой, в которой все остальные формы жизни являются всего лишь примечаниями. Самые ранние их представители существовали, по всей видимости, уже 3 млрд лет назад. Наверняка можно сказать, что 2 млрд лет назад было уже множество видов цианобактерий. В протерозое между 2,5 млрд и 543 млн лет назад цианобактерии были основными «производителями» в океане. И сегодня разнообразные виды цианобактерий, многие из которых практически не изменились с тех пор, по-прежнему поставляют четверть общего объема продукции фотосинтеза на Земле. Свободноживущие цианобактерии отлично чувствуют себя во влажной и хорошо освещенной среде, но особенно широко они представлены в морском планктоне. В них масса питательных веществ, поэтому ими питается множество организмов, в том числе люди, одержимые здоровым образом жизни, которые употребляют такие ее разновидности, как спирулина, в качестве пищевых добавок. Типичный представитель цианобактерий – прохлорококкус (Prochlorococcus), он настолько микроскопический, что около миллиона организмов умещаются в одной капле морской воды. Вообще в Мировом океане прохлорококкус и близкие ему формы существуют в таком количестве (измеряемом октильонами), что синтезируемого ими кислорода достаточно на один из пяти вдохов, которые делают все обитающие на Земле животные, включая человека. Притом что это, вероятно, самые многочисленные фотосинтезирующие организмы, обнаружены они были только в 1986 г.
Вторую крупную группу фитопланктона составляют одноклеточные диатомовые водоросли диатомеи. Они обитают в основном в пресной воде, но в больших количествах встречаются и в океане, и их вклад в первичную продукцию водной экосистемы уступает, наверное, только сине-зеленым бактериям. Для диатомовых характерно наличие своеобразного клеточного «панциря» из двуокиси кремния. Это организм наноразмерного диапазона, обычно от двух до двухсот миллионных метра, хотя некоторые достигают и 2 мм в диаметре. Но это говорит о диатомовых не больше, чем скажет о музыке утверждение, что она состоит из нот: диатомовые насчитывают около 100 000 видов, и на то, чтобы только осознать, что представляет собой их разнообразие, уйдут многие месяцы, если не годы.
Морские диатомеи с Мадагаскара
В «Космикомических историях» Итало Кальвино воображает спасение женщины в море. Она вся была покрыта диатомовыми водорослями:
Мы гребли очень быстро, чтобы успеть вытащить и спасти ее. Ее тело оставалось намагниченным, так что нам пришлось потрудиться, чтобы очистить ее от всего, что налипло на нее. Голову ее облепили нежные кораллы, каждый раз, проводя расческой по ее волосам, мы видели целые стайки речных раков и сардин. Глаза ее были закрыты мидиями, их створки крепко прилипли к векам. Щупальца кальмара обвивали руки и шею. А платье, казалось, было полностью соткано из водорослей и морских губок. Большую часть нам удалось с нее снять, но еще несколько недель она отдирала от себя плавнички и раковинки, а на коже кое-где навсегда остались маленькие диатомеи, так что, если не всматриваться, можно было подумать, что она чуть-чуть присыпана веснушками.
Генетические свидетельства позволяют предположить, что диатомеи появились – или как минимум стали достаточно многочисленными – во время мезозоя, второй половины фанерозойского эона, который начался после массового пермского вымирания около 251,4 млн лет назад. Однако самые древние ископаемые диатомовые водоросли датируются юрским периодом, когда на Земле царствовали динозавры. По мере того как численность диатомей увеличивалась, они, по-видимому, вытесняли другие виды фитопланктона в океане. Эти водоросли не только поглощают углекислый газ и выделяют кислород, но и играют важную роль в глобальном круговороте кремния.
Еще один тип фитопланктона, динофлагелляты, опровергает наше привычное представление, что животных и растений всегда очень легко отличить друг от друга. Это одноклеточная водоросль, у которой тем не менее есть жгутики для плавания, а многие виды поедают другой планктон. У некоторых есть микроскопические глаза с настоящим хрусталиком (см. Erythropsidium в главе 7). Как и диатомеи, динофлагелляты, скорее всего, появились во второй половине фанерозоя: самые древние обнаруженные ископаемые относятся к периоду после пермского вымирания. Один род, зооксантелла, живет в симбиозе с кораллами и другими животными, в том числе с двустворчатыми моллюсками, медузами и некоторыми брюхоногими моллюсками, предоставляя животному до 90 % необходимого пропитания в обмен на безопасное обиталище. Без них коралловые рифы, крупнейшие созданные живыми организмами постройки, вряд ли бы когда-либо возникли – или по крайней мере не в той форме, которую мы знаем. Да и вообще морская жизнь была бы гораздо беднее. Некоторые виды динофлагеллят становятся причиной очень токсичных «красных приливов». Другие более безопасны и обладают биолюминесцентными свойствами – это их свечение можно увидеть ночью в воде.
Фораминефера в изображении Эрнста Геккеля. Эти раковинки не больше песчинки
Кокколитофориды – еще один тип фитопланктона – получили свое название из-за характерных пластин, кокколитов, которыми покрыто их тело; кокколиты состоят из кальция и углерода, которые активно экстрагируются из морской воды. Свет, отраженный от поверхности тел этих миллионов одноклеточных, придает воде тропических морей бирюзовый оттенок, а на севере вода видится из космоса как кремово-белая во время весеннего цветения этих водорослей.
Превращение кокколитофорид в меловые формации является частью процесса, известного как «биологическая помпа»: в течение длительных периодов мертвый фитопланктон и питающиеся им животные оседают на дно океана и становятся частью осадочных пород и предшественников того, что мы называем сегодня ископаемым топливом. Примерно половина разведанных на сегодняшний день запасов нефти и газа образовались в юрский и меловой период, когда в морях обитало больше всего фитопланктона.
Меловые образования, такие как белые скалы Дувра, сформированы по большей части миллиардами кокколитофорид, отцветавших, увядавших и опускавшихся на дно в положенный сезон в течение многих миллионов лет. Позже эти скалы поднялись над поверхностью воды в результате геологических процессов.
Общая масса зоопланктона и бактерий, не осуществляющих процесс фотосинтеза, меньше, чем фитопланктона, но что касается форм и размеров, они более разнообразны. В кафе «Планктон» предлагаются на выбор планктоновые супы из маленьких, средних и больших (микро, мезо и макро), а также очень маленьких (пико и нано) и сверхогромных (мега) планктеров. Многочисленные морские бактерии, питающиеся больными и отмершими организмами, – пикопланктон размером от 0,2 до 2 миллионных метра. (Морские вирусы, питающиеся бактериями и другими организмами, – это фемтопланктон, еще меньше. См. главу 9.)
Среди планктона есть и одноклеточные организмы, амебовидные протисты, более крупные, чем бактерии, но все равно менее одного миллиметра. Это, например, радиолярии и фораминиферы. Радиолярии не столь древние организмы, как сине-зеленые бактерии, но среди зоопланктона они имеют, насколько нам известно, самую длинную историю. Их древнейшие обнаруженные ископаемые остатки относятся к началу фанерозоя, то есть около 542 млн лет назад. Радиолярии формируют из кремния разнообразные скелеты сложной формы (более подробно о них говорится в главе 9). Более 90 % существовавших когда-либо радиолярий относятся к вымершим видам, но нынешние виды тем не менее весьма многочислены.
Радиолярии и фораминеферы – не животные. Их теперь относят к царству ризарий. При этом они гетеротрофы, то есть это организмы, питающиеся фитопланктоном или другой органикой.
Фораминиферы – родственники радиолярий, вероятно, не менее древние. Некоторые живут на илистом дне океана, но многие виды составляют планктон и, как радиолярии, питаются другими видами планктона. Некоторые фораминиферы, как кораллы, позволяют жить на себе сине-зеленым бактериям. Некоторые виды питаются водорослями и затем используют их хлоропласты, микроскопические зеленые «электростанции», чтобы самим осуществлять фотосинтез. У некоторых есть раковины. На первый взгляд они могут показаться гладкими, как песчинки, но под микроскопом видны их необычные спиралевидные формы и всевозможные завитки. В своей книге «О росте и форме» Д’Арси Уэнтворт Томпсон вспоминает:
В детстве я находил на пляже маленького залива в Коннемаре миллионы и миллионы микроскопических раковин фораминифер: простые Lagenae, чуть более сложной формы Nodosariae, еще более сложные Rotiliae: всех их течением несло от их морской колыбели к их песчаной могиле, все они лежали, выцветшие и мертвые, одна нежнее другой, но все (или по крайней мере огромное большинство) – совершенные и целые.
У некоторых фораминифер есть интересная особенность – они выбирают самые яркие песчинки, чтобы приклеить их к себе. Микробиолог Линн Маргулис предлагает этому феномену объяснение в духе стихотворений Уильяма Блейка: она считает, что фоаминиферы выбирают форму и цвет песчинок целенаправленно: «Определенная форма сознания появилось в результате естественного отбора еще как минимум 550 млн лет назад».
Будучи не более 2 мм в длину, морские чертики в десять раз мельче криля – ракообразных размером с ноготь, которых очень любят есть киты и которых чаще всего представляют себе, когда речь идет о планктоне. Но по меркам планктона это размер от среднего до крупного (мезо или макро). Морские бабочки (крылоногие с раковинкой), появившиеся в период палеоцена – эпоху после исчезновения динозавров, – редко активно охотятся, но когда делают это, они обволакивают мелкий планктон «сетью» из слизи, которая может достигать в ширину 5 см. Если им помешать, они бросают сеть и уплывают. Ночью они кормятся у поверхности, а утром возвращаются на глубину.
Самые крупные планктонные организмы – медузы, гребневики, сальпы и некоторые другие, способные в какой-то степени контролировать направление своего движения, – могут достигать более метра от края до края. Некоторые сифонофоры, дальние родственники медуз, образуют колонии намного большего размера: например, гигантская сифонофора (Praya dubia) достигает 40 м в длину. Все эти животные питаются более мелкими организмами, которые попадаются им в процессе дрейфа. Некоторые крупные и способные активно плавать животные также питаются планктоном: скат манта (достигающий 7,5 м в ширину), китовые акулы и, конечно, усатые киты.
Фекалии китов – идеальное удобрение для растений. Возможно, что резкое сокращение популяции китов в XX в. привело к снижению продуктивности фитопланктона.
Состав планктона значительно менялся во время массовых вымираний, которые случались несколько раз за историю существования Земли. И очень похоже, что мы сейчас движемся в том же направлении, учитывая стремительное изменение кислотности океана, играющее центральную роль. Происходящее напоминает вышедший из-под контроля эксперимент. Хотя даже это сравнение не совсем верно, потому что заставляет думать, что мы действуем более разумно, чем на самом деле, так как пытаемся решить уравнение с огромным числом неизвестных. Ведь повышение кислотности – только один из целого ряда факторов, таких как глобальное потепление, бесконтрольный вылов рыбы, загрязнение токсинами, изменение пищевых цепочек в связи с выбросами отходов с сельскохозяйственных заводов и канализаций, которые приводят к огромным изменениям в океане и биосфере. Как говорится в отчете Международной программы по состоянию океана (International Programme on the State of Oceans), эти факторы усиливают друг друга и их совокупное влияние на окружающую среду представляет бо́льшую угрозу для жизни океана, чем любой из них по отдельности.
В любом случае можно с большой долей вероятности предположить, что эти факторы приведут к значительному сокращению биологического разнообразия. Несколько видов водорослей, вероятно, задушат целые экосистемы, такие как коралловые рифы, – самый страшный кошмар Кольриджа из поэмы «Старый мореход» становится явью. Виды, численность которых резко увеличивается, – медузы вместо рыб и токсичные динофлагелляты вместо планктона – могут стать морским эквивалентом крыс, тараканов и патогенов на суше.
Особенно тревожный знак, о котором уже говорилось в главе 12, это повсеместное сокращение первичной продуктивности фитопланктона. Ежегодное уменьшение на 1 % может показаться не столь значительным, но если эта тенденция наблюдается уже 50 лет, как утверждают ученые, то общее уменьшение составило 40 %.
Тем временем люди вытесняют планктон пластиком. В Тихом океане есть участок площадью в два раза больше территории штата Техас, полностью покрытый плавающими пакетами. И это не единственный подобный участок в Мировом океане. На пляжах даже самых отдаленных и пустынных островов теперь можно наткнуться на пластиковую бутылку или пакет. Как результат: раздутые, набитые целлофаном желудки мертвых альбатросов – символ жизни и смерти эпохи антропоцена. Многие из пластиковых отходов человека настолько малы, что мы их не видим, но они все-таки попадают в океан, где эти, возможно, токсичные частички проглатываются различными организмами. Во время написания этой книги американские корпорации выделили значительные средства, чтобы сократить выбросы пластиковых отходов в океан.
Только в течение последних нескольких лет мы узнали чуть больше об удивительных и разнообразных формах жизни в океане, их истории и необычных привычках, а также о микроскопических организмах, таких как морские чертики, или даже еще более мелких. Наверное, мои слова многим покажутся избитыми – да так оно, по сути, и есть. За сохранение этого природного разнообразия стоит бороться. Если мы проиграем, вполне возможно, что океан восстановит свою красоту и биологическое разнообразие через миллионы лет – только никто из людей уже не сможет этого увидеть.
Молох
Moloch horridusКласс: рептилии
Отряд: чешуйчатые
Семейство: агамовые
Охранный статус: не присвоен
Нет никакого смысла возвращаться назад. Единственные живые существа, которые попадались мне на протяжении последнего миллиона миль, – загипнотизированные кролики. И большинство из них погибло под колесами.
Присцилла, королева пустыниКогда мне было восемь лет, я повесил на стену своей комнаты большую карту Австралии. Я решил, что, когда вырасту, буду жить в австралийском буше на ранчо размером с пол-Англии. С тех пор прошло уже несколько десятков лет, а я так и не побывал на этом островном континенте. Исходя из всего, что я видел собственными глазами, я мог представить себе Австралию в деталях, как декорацию, собранную из картин английского графства Эссекс, южной части штата Калифорния и Новой Гвинеи. Другое дело животные – ничего подобного не встретишь ни в бестиарии, ни в сказке. Человек просто не способен придумать такое чудо, как утконос, кенгуру или тем более плащеносную ящерицу и морского конька-тряпичника.
Удивительно и то, что столь разнообразные и необычные формы жизни появились в одном из самых суровых и отдаленных уголков Земли, где привезенным с других континентов животным, например кроликам, иногда приходится совсем не сладко.
Молох – хороший пример этого удивительного разнообразия. Эта покрытая шипами ящерица – одно из самых необычных австралийских животных, но не в том смысле, о котором может говорить его бытовое название «колючий дьявол» или латинское Moloch horridus. (Молох – ханаанский бог, который у Джона Мильтона предстает обрызганным кровью человеческих жертв.) Взрослая особь молоха может уместиться у вас на ладони, а шипы, покрывающие его тело, – не больше шипов розы, хотя и очень свирепой. Этому животному, скорее, подошла бы кличка вроде «шипастая мелочь». Тут не столько Джон Мильтон пересекается с Эдом Вудом, сколько Марк Твен с комик-группой «Монти Пайтон».
Нет, молох и мухи не обидит. Он обитает в зарослях жесткой травы и кустарника или в песчаных пустынях, покрывающих значительную часть территории Австралии. Так что приходится ему довольствоваться тем, что удается найти, – муравьями. Он жует их с тем же постоянством, как зритель в кино – попкорн. (Очень хочется сейчас отвлечься и рассказать немного о муравьях, насекомых, способных выживать в самых суровых условиях на Земле. Но я поборю это искушение и приведу лишь один из самых любимых фактов: разница между их самыми крупными и самыми мелкими видами настолько велика, что мелкие могли бы спокойно прогуливаться внутри голов крупных собратьев.)
Может быть, муравьи действительно неплохи на вкус. Но запивать-то их чем-нибудь надо, и молох придумал отличный способ собирать воду. На его теле между чешуйками пролегают микроскопические каналы. Капли росы и (пусть редкого) дождя, которые попадают на ящерицу или на траву, сквозь которую она пробегает, собираются в капиллярах. Молох шевелит челюстями, и собранная вода по каналам стекается ему в рот. Похожие механизмы сбора росы появились у животных и растений и в других засушливых местах. Например, в пустыне Негев, где не растут практически никакие растения, есть один интересный вид ревеня, а намибский пустынный жук собирает капельки воды из воздуха на задние лапки, когда машет ими. Реальные адаптационные механизмы гораздо любопытнее и изощреннее, чем любые выдумки человека, такие как мифологический одноступ – изображаемый на средневековых картах мира карлик, якобы пытающийся укрыться от солнца под единственной своей гигантской ступней.