Жизнь океанских глубин

Внизу под пленкой обитают антиподы водомерок. В их числе морские реснитчатые черви — турбеллярии. Они умеют снизу прилипать к пленке поверхностного натяжения и ползают по ней, как по гладкой поверхности камней или растений. Личинки крабов и других ракообразных обладают несмачиваемыми конечностями, огромными мохнатыми усами или просто длинными шипами, которые позволяют им «цепляться» за поверхностный слой воды. Ветвистоусым ракообразным не мешает даже раковина, в которой они живут. Они прикрепляются к поверхности воды с помощью несмачиваемых щетинок нижнего края своего дома и быстро скользят, как вагонетки подвесной канатной дороги, развивая приличную для подобных малявок скорость. Такие же виртуозы встречаются и среди ракушковых, плавающих в собственном удобном доме.

Икра некоторых рыб, в том числе кефалей, одета в несмачиваемую оболочку, что позволяет ей держаться за поверхность воды. Участки спины у личинок некоторых видов рыб, проводящих детство у поверхности океана, также несмачиваемы водой. У кефальих детей эти участки находятся в районе спинных плавников и помогают им удерживать на спине колбасообразный пузырек воздуха. Фактически личинка прикреплена к аэростату, выполняющему роль поплавка и к тому же способного «цепляться» за поверхностный слой воды.

Пленка поверхностного натяжения, хотя и пребывает в беспрерывном движении, размах которого в сравнении с живущей вблизи нее мелюзгой громаден, вдали от берегов океана служит единственной, хотя и не слишком надежной опорой, позволившей создать особый мирок живых организмов.

Про человека, который хорошо адаптировался к своей работе и коллективу, в котором трудится, говорят, что он в этой обстановке чувствует себя как рыба в воде. А как рыбы чувствуют себя в океане? Хорошо ли им в воде?

В отличие от сухопутных животных обитателям океана, коротающим жизнь в толще воды, приходится затрачивать энергию не только на передвижение в пространстве, но и на то, чтобы держаться на определенной глубине. Чтобы не тонуть, животные должны обладать такой же плотностью, как и вода, то есть иметь одинаковый с нею удельный вес. Поэтому водным организмам для построения тела приходится использовать легкие материалы.

Только мелкие и мельчайшие существа могут позволить себе пренебрежительно относиться к весовым характеристикам стройматериалов, используемых для собственных нужд. Крохотные акванавты обладают относительно большой поверхностью, а вода — известной вязкостью. Чтобы утонуть, им необходимо преодолеть сопротивление воды, а для этого пришлось бы произвести определенную работу. Вот почему они могут всю жизнь находиться во взвешенном состоянии, не затрачивая на это дополнительных усилий.

Чуть более крупным существам, чтобы удержаться на плаву, приходится обзаводиться парашютом. Для этого чаще всего используются различные выросты тела. Парашютом может служить раковина или любая часть наружного скелета. Из числа парашютистов прежде всего надо назвать простейших: фораминифер и радиолярий, в том числе акантарий, о которых уже упоминалось. Они пользуются для жилья «крупными» сооружениями, построенными из радиально расположенных игл. Это основной парашют простейших.

Многие радиолярии пользуются и запасным парашютом. Он образован подвижными иглами и многочисленными тончайшими псевдоподиями — выростами их голого тела. Они высовываются из пор раковины и образуют густую «шевелюру». Когда волнение моря усиливается и испуганным крошкам хочется спрятаться, парашютисты втягивают иглы и псевдоподии внутрь протоплазмы, при этом общий объем тела сокращается, его удельный вес возрастает, и животное начинает тонуть. При максимальном числе выпущенных псевдоподий и предельном выдвижении наружу игл удельный вес падает настолько, что животные, видимо, способны всплыть. Парашют радиолярий позволяет им приспосабливаться к частым колебаниям плотности морской воды, возникающим при изменениях ее температуры и солености.

У веслоногих в качестве парашюта используются антеннулы, нередко перистые. Обычно они бывают длиннее тела. Аналогичную функцию несут хвостовые ветви и перистые щетинки. Рачки передвигаются короткими скачками, а в интервалах между ними парят на широко расставленных антеннулах, медленно опускаясь вниз. У ветвистоусых ракообразных роль парашюта выполняют антенны. Они двуветвисты, необычно длинны и покрыты перистыми щетинками. Взмахивая антеннами, рачки совершают прыжок, а в промежутках парашютируют на тех же антеннах.

Плотность воды позволяет животным находить в ней опору. Недаром в океане так обычны зонтикообразные медузы, лентообразные или плоские животные. Парашюты не позволяют зависать в воде, но дают возможность замедлить падение. Для парашютистов весьма актуальна проблема уменьшения собственного веса, что достигается несколькими способами. Широко распространено использование легких материалов. Поскольку удельный вес морской воды высок, жителям океана гораздо легче обрести нейтральную плавучесть, чем пресноводным организмам.

Самая тяжелая часть тела — кости. В их состав входит фосфат кальция, который в три раза тяжелее морской воды. Почти так же тяжел карбонат кальция, используемой моллюсками при строительстве раковин. Вот почему кальмары — лучшие пловцы среди моллюсков — отказались от раковины.

Кровь и тканевые жидкости животных содержат целый ряд ионов, обеспечивающих необходимый уровень осмотического давления и кислотности. Наземные организмы используют без разбора и легкие ионы, и такие тяжелые, как ион кальция, магния и сульфата. Для водных организмов тяжелые ионы — непозволительная роскошь, и, если от них можно отказаться без особого вреда для организма, они заменяются более легкими. Очень широко используется легкий ион аммония.

Замена ионного состава широко используется мелкими организмами. Там, где счет идет на микрограммы, она весьма эффективна. Многоклеточные водоросли — валония и халицистис имеют удельный вес, близкий к морской воде. У первого растения он чуть выше, и оно хотя и медленно, но все же тонет. Второе легче воды и способно медленно всплывать к поверхности. Уменьшение удельного веса этих водорослей объясняется тем, что им удалось частично избавиться от таких тяжелых ионов, как ионы сульфата, магния и кальция, а халицистис к тому же резко сократила использование иона калия, который пользуется у растений повышенным спросом, заменив его более легким натрием. Такой же механизм положительной плавучести ночесветок. В их клеточном соке кальция и магния значительно меньше, чем в морской воде, и почти нет сульфата. Тяжелые ионы заменены более легкими ионами калия и аммония.

Крупные животные, особенно обитающие на больших глубинах, тоже используют этот способ. У взрослого глубоководного кальмара кранхия в отличие от остальных моллюсков сохраняется огромная вторичная полость тела, выполняющая роль поплавка. Ее объем составляет около двух третей животного. Если выпустить жидкость, заполняющую полость, кальмар пойдет ко дну. Осмотическое давление этой жидкости такое же, как у морской воды, но удельный вес равен 1,010, так как в ней полностью отсутствуют тяжелые ионы сульфата и много легких ионов аммония. Чтобы создать поплавок, в организме кальмара задерживается 40 процентов аммиака, вырабатываемого в течение всей жизни животного. Водяной поплавок — прекрасное изобретение природы. У него лишь один недостаток: слишком он громоздок.

Рыбы тоже избегают пользоваться тяжелыми материалами. Концентрация ионов в их крови и других жидкостях тела гораздо ниже, чем в море. Большинству рыб это мало помогает, у них слишком тяжел скелет. Другое дело глубоководные формы, имеющие слабенькие мышцы и редуцированный костяк. Благодаря использованию легких ионов и уменьшению их концентрации удельный вес тела этих рыб равен удельному весу морской воды. Им не приходится затрачивать дополнительных усилий, чтобы держаться на выбранной глубине.