Общая черта планктонных растений и животных. Поведение планктонных организмов. Скитальцы небесных просторов

Растительная жизнь океана сосредоточена только в самом верхнем, освещенном слое воды. Казалось бы, здесь-то и должны все время находиться растениеядные планктонные организмы, чтобы быть поближе к источнику пищи. Однако на деле поведение морского зоопланктона гораздо сложнее, чем это можно предполагать. Подавляющее большинство его представителей питается водорослями только в ночное время, а днем они прячутся в темных глубинах.

В течение всего светлого дня в верхнем стометровом слое, где происходит фотосинтез, находятся почти одни водоросли. Сколько ни процеживай специальным прибором — планктонной сетью — морскую воду, в его стакане неизменно оказывается только зеленовато-бурая водорослевая взвесь. Едва солнце уходит за горизонт и в верхних слоях морской воды наступает темнота, рачки начинают усиленно работать своими антеннами и конечностями и устремляются вверх. Вместе с ними поднимаются сальпы, мальки рыб, и вся эта компания в полной темноте набрасывается на водоросли. За растениеядным планктоном следуют мелкие и крупные планктонные хищники, а за ними рыбы покрупнее. С приближением рассвета весь зоопланктон погружается в глубину, и к началу дня освещенная зона океана снова пустеет.

На заре морской биологии, когда была изобретена планктонная сеть, люди сразу обратили внимание на хорошие уловы ночью и плохие днем. Вначале предполагали, что планктонные организмы при дневном свете видят сеть и спасаются от нее бегством. Ночью же сеть не видна и потому приносит богатый улов. Конечно, рыбы, кальмары, крупные рачки, способные к активному плаванию, как правило, в планктонную сеть не попадают, так как действительно пугаются ее. Но это никак не может относиться к планктонным животным, которые пассивно передвигаются с места на место, увлекаемые течениями.

Когда реальность суточных вертикальных перемещений планктона стала очевидной, потребовалось объяснить причину этого странного явления. Вначале высказывалось предположение, что планктонные рачки, оставаясь днем в темной глубине, легче спасаются от хищников, которые на свету их легко обнаруживают. Так, многие наземные травоядные животные день проводят в спасительной гуще леса и выходят пастись лишь под покровом ночной темноты. Аналогия эта, может быть, и образная, но ни на чем не основанная.

Известен целый ряд планктонных рачков, излучающих яркий фосфоресцирующий свет. Они как будто нарочно сигнализируют хищникам о своем местонахождении, причем светятся такие рачки и днем в глубине моря, и ночью вблизи его поверхности. Кроме того, далеко не все пожиратели планктонных животных находят свою жертву с помощью зрения. Усатые киты, как известно, обнаруживают скопления пищевых объектов посредством эхолокации. Для них совершенно безразлично, освещены рачки солнцем или пребывают в темноте. Тогда была выдвинута гипотеза, согласно которой растения при фотосинтезе выделяют какие-то вещества, вредно действующие на зоопланктон. Однако после тщательных экспериментов это предположение не подтвердилось.

Оказалось также, что суточные перемещения вверх-вниз совсем не обязательно заканчиваются у поверхности моря. Имеется множество планктонных организмов, которые проводят ночь на глубине 500 — 200 метров, а днем опускаются на километр и более. Они вообще не проникают в слой, где происходит фотосинтез, и никогда не видят света, а тем не менее ежесуточно совершают значительные вертикальные перемещения.

Таким образом, создается впечатление, что каждый вид планктонных и пелагических (тоже живущих в толще воды, но способных к активному перемещению) животных обитает в пределах определенных границ глубины. Ночью они держатся вблизи нижней, а днем вблизи верхней границы, совершая в течение суток перемещения вверх и вниз. Совершенно очевидно, что в перемещениях всех этих животных главенствующую роль играет степень освещенности.

Замечено, что во время полных солнечных затмений тоже начинается подъем зоопланктона. Свет как будто отпугивает планктонных животных, а темнота притягивает. Но тогда почему же массы планктонных организмов, поднявшись ночью к поверхности океана, скапливаются в лучах ярких ламп, опущенных за борт? Почему к этому потоку света устремляются стаи рыб и кальмаров? Целесообразность таких действий никак нельзя было объяснить.

Некоторые специалисты, например, английский гидробиолог Алек Лори, пытались связать перемещения планктонных животных не со светом, а с температурой. Идея заключается в следующем. При низкой температуре жизненные процессы идут медленнее, расход энергии уменьшается. Поэтому планктон и держится в холодных глубинах, экономно расходуя питательные вещества, а ночью быстро проникает к кормовым полям, наедается и уходит обратно в прохладу. Кроме всего прочего, вязкость холодной воды выше, чем теплой. Значит, живущим в холодной зоне организмам планктона для сохранения своего положения в пространстве приходится затрачивать меньше энергии, чем если бы они жили в теплых поверхностных водах.

Может быть, А. Лори до известной степени прав, хотя изменения вязкости воды настолько незначительны, что вряд ли могут играть существенную роль в приспособлениях планктеров. Дело в том, что эта теория никак не объясняет, почему же подъем и спуск приурочены к изменению интенсивности света и совершаются в определенное время суток, а не по мере того, как планктонные организмы почувствуют голод. Стройная картина общих представлений о суточном вертикальном перемещении планктона была вконец нарушена открытием таких видов, которые день проводят у поверхности, а на ночь спускаются в глубину.

В конце концов, английский исследователь Д. Гаррис, не найдя объяснения массовым суточным перемещениям планктона, пришел к выводу, что они не имеют никакого приспособительного значения, что это побочное проявление внутреннего биологического ритма планктеров. Просто у планктонных организмов, как и у всех других растений и животных, имеются свои биологические часы, а их маятник размахивает раз в сутки на сто метров вверх и на сто метров вниз (у иных и более).

Конечно, в ряде случаев действия животных приводят к явно нецелесообразным, но отчетливо видимым результатам. Вот во время перелета с озера поднялась огромная стая птиц и на миг затмила солнце, это не приспособление для защиты от хищников, а только тень от стаи. Но ведь регулярные, строго регламентированные по времени и расстоянию перемещения огромных масс планктона не тень! Перемещаются сами организмы! Даже след не безразличен тому, кем он оставлен. По следам хищник тропит жертву. Даже тень бывает опасна. По ней враг обнаруживает того, кто ее отбрасывает. Тем более невозможно представить себе, что такие серьезные действия, как переход из холода в тепло, из глубины к поверхности и обратно, были бы безразличным побочным результатом внутреннего ритма организма. Совершенно несомненно, что эти перемещения необходимы, только мы не знаем, почему они необходимы. Пока это одна из загадок океана. Может быть, кто-то из читателей этой книги сможет ее разгадать.

Если значение вертикального перемещения планктон: а для жизни самих планктеров еще не совсем ясно, то роль этого феномена в балансе океана, как считает один из наших ведущих планктонологов, профессор Михаил Виноградов, очевидна. Регулярное движение планктона вверх-вниз приводит к соприкосновению обитателей разных глубин, ускоряет процесс перехода органических веществ от места их синтеза (у поверхности океана) к месту основного потребления (в глубинах и на дне), объединяет обитателей водной толщи и дна в единое сообщество.

Купаясь в море или океане, в воде случайно можно наступить на рыбу или водоросль, что не вызывает очень неприятные ощущения, но к счастью такое происходит крайне редко. На самом деле, большинство из нас не подозревает, что находясь в солёной воде, человек каждую секунду контактирует с сотнями и тысячами организмов, которых он не видит и не чувствует, но они при этом испытывают на себе его присутствие. Эти невидимые обитатели морей и океанов составляют планктон – огромное количество животных и растительных организмов, которые дрейфуют по течению и не способны выбирать направление своего перемещения в пространстве. Редко среди них встречаются и представители покрупнее, но таковых среди всего планктона очень мало.

История изучения

Несмотря на то, что данная группа живых организмов по большей части невидима для человеческих глаз без применения специальной техники, о её существовании биологи догадывались давно. Официально термин «планктон» был введён немецким океанографом Виктором Гензеном, который всю свою жизнь посвятил изучению многообразия природы океана. Слово было введено в официальный словарь терминов почти 130 лет тому назад – в 1887 году.

Слово заимствовано с греческого языка, с которого переводится как «блуждающий» или «странствующий». Это метко отражает способ существования мельчайших морских обитателей, поэтому термин прекрасно прижился и никогда не оспаривался.

На данный момент планктонные организмы являются группой, в которой учёные ежегодно делают самое большое количество открытий новых видов, ранее никем не описанных.

Сейчас из более миллиона различных видов описано всего 250 тыс., остальные предстоит описать будущим поколениям океанографов.

Из чего состоит

Состав планктона очень разнообразный, тут можно встретить много видов бактерий, водорослей, кишечнополостных, простейших, рачков и ракообразных, моллюсков, икру и личинок рыб, личинок беспозвоночных и т.д.

Под микроскопом микромир морей и океанов выглядит фантастически: большинство микроорганизмов напоминают уменьшенных представителей фильмов о будущем или инопланетян. Многие из них имеют яркую окраску, интересную форму и необычную геометрию покровов. Некоторые довольно сложно устроены, обладают кровеносной и нервной системой высших животных, поэтому называть их безликой массой было бы неправильно.

Всех представителей делят на две большие группы:

– растительные организмы, которые нуждаются в солнечном свете для того, чтобы фотосинтезировать. Сюда входят диатомовые, зелёные и синезелёные водоросли. Именно фитопланктон вырабатывает огромное количество органики, которая обеспечивает пропитание для подавляющего большинства водных обитателей. Обилие фитопланктона зависит от того, как много в воде необходимых ему веществ: азота, фосфора или кремния. При просматривании капельки морской воды в микроскопе учёные могут по внешнему виду планктонных организмов делать вывод о наличии каждого из этих веществ. При активном развитии фитопланктона водные толщи могут менять свой цвет, именно это явление обусловливает летнее «цветение» воды.

– живые организмы, которые не могут перемещаться или очень ограничены в этом отношении. Видовое разнообразие довольно большое, тут можно встретить рачков и коловраток, ракообразных, простейших, кишечнополостных, крылоногих моллюсков, мальков рыб, личинок насекомых и пр. Зоопланктон не так сильно зависит от попадания в толщу солнечных лучей, как фитопланктон, поэтому его представителей можно встретить не только в поверхностных слоях, но и ближе ко дну.

Различают также планктонные организмы в зависимости от того, как долго они находятся в данной группе:

Голопланктон – эти представители от рождения до смерти являются планктонными и ведут соответственное существование.
Меропланктон – проводят в форме планктонных организмов лишь часть жизни, чаще всего – первый её период, позже превращаясь в существ, которые увеличивают свой вес и свободно перемещаются в воде. К таким представителям относятся рыбы, морские черви и пр.

Размеры

Принято считать, что планктон – это исключительно микроскопические микроорганизмы, которые нельзя рассмотреть невооружённым взглядом. Именно об этом сообщают ученики на уроках географии и биологии, делая доклады и зачитывая рефераты. На самом деле, это не совсем так. Подавляющее большинство представителей этой группы действительно очень малы, но есть и такие, которые значительно превышают размеры тела человека.

фемтопланктон – представлен мельчайшими вирусами, размером до 0,2 мкм;
пикопланктон – в него входят крупные бактерии и одноклеточные водоросли размером от 0,2 до 2 мкм;
нанопланктон – крупные одноклеточные водоросли и колонии бактерий размером 2-20 мкм;
микропланктон – сюда относят коловраток, простейших и большинство водорослей размером от0,02 до 0,2 см;
мезопланктон – к этой группе относятся рачки и морские животные до 2 см;
макропланктон – медузы, креветки и прочие животные от 2 до 20 см;
мегапланктон – самые крупные представители с размером от 20 см до 2 м.

Самыми большими в планктоне являются медузы цианеи с телом диаметром 2 м и щупальцами, простирающимися на 30 м вокруг, а также колонии пиросом, которые образуют ленту шириной 1 м и 30 м в длину.

Наиболее многочисленную группу представляют собой организмы в диапазоне 0,2-2 мкм, именно они по биомассе значительно превосходят остальных, даже наиболее крупных представителей.

Интересна картина зависимости веса и размера этих микроорганизмов. Далеко не всегда большие экземпляры весят много. Для того, чтобы быстрее дрейфовать, в процессе эволюции выработалось много приспособлений, которые не увеличивают массу тела, но повышают способность к парению к воде: включения газа или капель лёгкого жира, внутренние камеры с морской водой, выросты, тонкое и плоское тело, поры внутри скелета и пр.

Биологические сезоны

Как большинство видов живой природы, планктон имеет сезонные колебания численности, которые обусловлены температурой среды обитания и длиной светового дня. Во время хороших погодных условий, тепла и достаточного количества света наблюдается всплеск размножения, а при неблагоприятных факторах развитие замедляется. В течение каждого сезона изменяются состав, количество и возрастные показатели представителей фитопланктона и зоопланктона.

Годовой цикл выглядит так:

Весной со значительным потеплением начинают бурно размножаться водоросли, поэтому фитопланктон стремительно развивается, часто вызывая цветение воды. Поскольку фитопланктон служит пищей для многих видов зоопланктона, то увеличение водорослей неизменно влечёт за собой бурный всплеск активного размножения мельчайших живых планктонных организмов.
К лету рост численности останавливается и замирает на одном уровне.
Осенью количество фитопланктона и зоопланктона начинает уменьшаться, особенно рано этот процесс стартует в северных акваториях. В южных широтах осень опять провоцирует вспышку размножения, как и весной.
Зимой количество снижается, большинство экземпляров переходят к состоянию покоя.

Длительность каждого сезона связана с географическим расположением, поэтому для представителей, дрейфующих на севере, период покоя может занимать девять месяцев в году, тогда как в южных регионах сводиться к нескольким неделям. В тропиках состояние и количество фитопланктона и зоопланктона весь год находится в уравновешенном состоянии.

Где обитает

Идеальными условиями для этой группы считаются те же, что и для всех остальных живых существ: тепло и свет солнца. Такие условия есть в верхнем слое воды, который хорошо прогревается и пропускает через себя солнечные лучи в достаточном количестве. Особенно это важно для фитопланктона, процессы жизнедеятельности которого напрямую зависят от солнечного света. Больше всего его можно обнаружить в поверхностном слое морей и океанов, имеющем название эвфотический слой. На глубине 50 м плотность населения начинает уменьшаться, а после 100 м встретить планктонного представителя можно лишь изредка.

Раем для планктона являются тропические акватории океана, поэтому огромное видовое разнообразие и численность сосредоточены в тёплых волнах Индийского океана. Чаще всего состав разнообразен и намешан, но некоторые экземпляры живут без соседей. К таким относятся рачки артемии, обитающие в водах с настолько высокой солёностью, что её не выносят больше ни одни планктонные организмы.

Но чаще всего видовое разнообразие в море очень обширно. Средние данные по численности показывают, что в одном стакане морской воды находится 200 млн вирусов, которые заражают 20 млн бактерий, тоже находящихся в этом же стакане. Поэтому можно только представить, сколько планктона мы «расталкиваем» своим телом, заходя в морскую воду.

Раньше в северных частях Атлантического океана планктон не выживал из-за низких температур, но сейчас, спустя 800 тыс. лет, он опять вернулся в эти области. Причиной тому стало таяние полярных ледников, которое происходит более интенсивно в связи с глобальным потеплением. Наличие в этих акваториях пищи привлекло сюда серых китов. Какие ещё изменения в природе способно вызвать расселение этих морских микроорганизмов, можно только предполагать.

Встретить планктон возможно не только в экзотических местах: он живёт в любых водоёмах, даже в небольшом ведре с водой, которое несколько дней простояло дома. В аквариуме его с удовольствием поедают рыбы, разнообразя свой рацион и приближая его к природному. Встретить зоопланктон можно и в супермаркете, здесь он будет продаваться под названием «криль», который является довольно вкусным деликатесом, высоко ценимым не только китами, но и людьми.

Экологическая роль

Значение фитопланктона и зоопланктона в жизни планеты сложно переоценить. Именно эти микроорганизмы были первыми на Земле, начавшими продуцировать кислород. Даже сейчас 50% кислорода вырабатывается планктоном, а в связи с быстрой вырубкой лесов этот процент ежегодно увеличивается, поэтому титул «лёгкие планеты» смело можно передавать океаническим обитателям.

Планктон потребляет органику, которая поступает в мировой океан, и если бы не эти неутомимые «очистители», вода давно стала бы непригодной для жизни. Они являются начальным элементом пищевой цепочки, круглый год насыщая морских обитателей и птиц. Интересен тот факт, что самые большие млекопитающие планеты – синие киты – питаются наименьшими представителями глубин океана – планктоном. Многие киты плывут вслед за течениями, в которых присутствует большое скопление планктонных микроорганизмов, чтобы всегда оставаться возле кормушки.

Учёные используют эту группу для косвенной оценки чистоты водоёмов, поскольку в загрязнённой воде её представители быстро вымирают.

Светящееся чудо

Всем известно прекрасное явление свечения моря, которое можно наблюдать в ночное время, происходящее благодаря присутствию в нём планктонных фотосинтезирующих бактерий. Активнее всего этот процесс наблюдается в тёплое время года, в моменты активного размножения фитопланктона. Яркое свечение туристы могут наблюдать в прибрежных зонах Черноморских акваторий, в Азовском море, перенасыщенном удобрениями, и на Мальдивах.

Основным источником свечения являются цианобактерии и динофлагелляты. Они способны вырабатывать столько света, что его видят даже космонавты в виде голубой пелены, находясь на орбите. Огромное количество фотографов стремятся в такое время на побережье, чтобы сделать свои лучшие фотоснимки.

9 votes )

Мельчайшие организмы толщи воды объединяют в понятие «планктон» (от греческого «planktos » – парящий, блуждающий). Мир планктона огромен и разнообразен. Сюда входят организмы, населяющие толщу морей, океанов, озер и рек. Они обитают везде, где есть малейшее количество воды. Это могут быть даже самые обычные лужи, ваза с цветами с застоявшейся водой, фонтаны и др.

Планктонное сообщество наиболее древнее и важное с многих точек зрения. Планктон существует около 2 млрд. лет. Они были первыми организмами, которые когда-то населяли нашу планету. Организмы планктона были первыми, кто начал снабжать нашу планету кислородом. И сейчас около 40% кислорода продуцируется водными растениями и в первую очередь планктонными. Планктон имеет большое значение в пищевом балансе водных экосистем, так как им питаются многие виды рыб, киты и некоторые птицы. Он является основным источником жизни морей и океанов, крупных озер и рек. Воздействие планктона на водные ресурсы настолько велико, что он может оказывать воздействие даже на химический состав вод.

В состав планктона входят фитопланктон, бактериопланктон и зоопланктон. В основном это малые организмы, размер которых чаще всего не превышает десятки микрометров для водорослей и несколько сантиметров для зоопланктона. Однако, большая часть животных имеет значительно меньшие размеры. К примеру, размер самой крупной пресноводной дафнии достигает всего 5 мм.

Однако большинство людей знают о планктоне совсем немного, хотя количество организмов в водоемах крайне велико. К примеру, количество бактерий в одном кубическом сантиметре воды достигает 5-10 млн. клеток, водорослей – в том же объеме – десятки-сотни тысяч, а зоопланктонных организмов – сотни экземпляров. Это почти невидимый мир. Связано с тем, что большинство организмов планктона имеют очень малые размеры, и чтобы их рассмотреть, необходим микроскоп с достаточно большим увеличением. Организмы, входящие в состав планктона находятся в толще воды в состоянии парения. Они не могут противостоять переносу их течениями. Однако об этом можно говорить лишь в общих чертах, так как в спокойной воде многие планктонные организмы могут передвигаться (хотя и медленно) в определенном направлении. Водоросли, меняя плавучесть, перемещаться вертикально в пределах нескольких метров. Днем они находятся в верхнем хорошо освещенном слое воды, а ночью опускаются на три-четыре метра глубже, где больше минеральных веществ. Зоопланктон в морях и океанах ночью поднимается в верхние слои, где отфильтровывает микроскопические водоросли, а утром опускается на глубину до 300 метров и более.

Кто же входит в состав планктона? Большая часть планктонных организмов всю свою жизнь проводит в толще воды и не связана с твердым субстратом. Хотя покоящиеся стадии многих из них в зимнее время оседают на дно водоема, где пережидают неблагоприятные условия. В то же время среди них есть и такие, которые проводят только часть жизни в толще воды. Это меропланктон (от греч. «meros » – часть). Оказывается, личинки многих донных организмов – морских ежей, звезд, офиур, червей, моллюсков, крабов, кораллов и других ведут планктонный образ жизни, разносятся течениями и, в, конечном счете, находят места для дальнейшего обитания, оседают на дно и уже до конца жизни не покидают его. Это связано с тем, что донные организмы по сравнению с планктоном находятся в невыгодном положении, т.к. сравнительно медленно передвигаются с места на место. Благодаря планктонным личинкам они разносятся течениями на большие расстояния, точно так же, как семена наземных растений разносятся ветром. Икра некоторых рыб и их личинки также ведут планктонный образ жизни.

Как мы уже отмечали, большинство планктонных организмов – это настоящие планктеры. В толще воды они рождаются, там же они и умирают. В его состав входят бактерии, микроскопические водоросли, различные животные (простейшие, коловратки, ракообразные, моллюски, кишечнополостные и др.).

У планктонных организмов выработались приспособления, облегчающие им парение в толще воды. Это всевозможные выросты, уплощение тела, газовые и жировые включения, пористый скелет. У планктонных моллюсков произошла редукция раковинки. Она у них, в отличие от донных организмов, очень тонкая, а иногда – еле видимая. Многие планктонные организмы (такие как медузы) имеют студенистые ткани. Все это позволяет им без каких-то существенных энергетических затрат поддерживать тело в толще воды.

Многие планктонные ракообразные совершают вертикальные миграции. В ночное время они поднимаются к поверхности, где поедают водоросли, а ближе к рассвету опускаются на глубину несколько сот метров. Там, во тьме они скрываются от рыб, которые с удовольствием их поедают. Кроме того, низкая температура снижает обмен веществ, а соответственно и энергетические траты на поддержание жизнедеятельности. На больших глубинах плотность воды выше, чем у поверхности, и организмы находятся в состоянии нейтральной плавучести. Это позволяет им без каких-либо затрат находиться в толще воды. Фитопланктон населяет в основном поверхностные слои воды, куда проникает солнечный свет. Ведь водорослям, так же как и наземным растениям, для развития необходим свет. В морях они обитают до глубины 50-100 м, а в пресных водоемах – до 10-20 метров, что связано с разной прозрачностью этих водоемов.

В океанах глубины обитания водорослей – это тончайшая пленка огромной толщи вод. Однако, несмотря на это микроскопические водоросли являются первопищей для всех водных организмов. Как уже отмечалось, их размер не превышает несколько десятков микрометров. Только размер колоний достигает сотен микрометров. Этими водорослями питаются ракообразные. Среди них нам наиболее известен криль, куда в основном входят эвфаузиидовые раки размером до 1,5 см. Рачков поедают рыбы-планктофаги, а их, в свою очередь, более крупные и хищные рыбы. Крилем питаются киты, которые отфильтровывают их в огромных количествах. Так, в желудке голубого кита длиной 26 м нашли 5 миллионов этих рачков.

Морской фитопланктон планктон в основном состоит из диатомовых водорослей и пиридиней. Диатомовые водоросли господствуют в полярных и приполярных морских (океанских) водах. Их настолько велико, что кремниевые скелеты после их отмирания образуют донные отложения. Диатомовыми илами покрыта большая часть дна холодных морей. Они залегают на глубинах порядка 4000 м и более и состоят главным образом из створок крупных диатомей. Мелкие панцири обычно растворяются, не достигнув дна. Минерал диатомит является продуктом диатомовых водорослей. Количество створок в диатомей в некоторых районах океана достигает 100-400 миллионов в 1 грамме ила. Диатомовые илы со временем трансформируются в осадочные породы, из которых образуется «диатомовая земля» или же минерал диатомит. Он состоит из мельчайших пористых кремневых раковинок и используется в качестве фильтрующего материала или сорбента. Этот минерал используется для изготовления динамита.

В 1866-1876 гг. шведский химик и предприниматель Альфред Нобель изыскивал пути и способы производства сильнодействующего взрывчатого вещества. Нитроглицерин – весьма эффективное взрывчатое вещество, однако он самопроизвольно взрывается при небольших толчках. Установив, что для предотвращения взрывов достаточно пропитать жидким нитроглицерином диатомовую землю, Нобель создал безопасную взрывчатку – динамит. Таким образом, обогащение Нобеля и установленные его завещанием известные «Нобелевские премии» свои существованием обязаны мельчайшим диатомовым водорослям.

В теплых водах тропиков характерно более высокое видовое разнообразие, по сравнению с фитопланктоном арктических морей. Здесь наиболее разнообразны водоросли перидинеи. В морском планктоне широко распространены известковые жгутиковые кокколитофориды и кремнежгутиковые силикофлагелляты. Кокколитофориды в основном населяют тропические воды. Известковые илы, состоящие в том числе из скелетов кокколитофорид, широко распространены в Мировом океане. Чаще всего они встречаются в Атлантическом океане, где ими покрыто более 2/3 поверхности дна. Однако, в илах в больших количествах представлены раковинки фораминифер, относящихся к зоопланктону.

Визуальные наблюдения за морскими или океаническими водами позволяют по окраске воды легко устанавливать распределение планктона. Синева и прозрачность вод свидетельствует о скудости жизни; в такой воде практически некому отражать свет, кроме самой воды. Голубой цвет – это цвет морских пустынь, где плавающие организмы попадаются очень редко. Зеленый цвет – безошибочный индикатор растительности. Поэтому, когда рыбаки встречают зеленую воду, они знают: поверхностные слои богаты растительностью, а там, где много водорослей, всегда изобилуют питающиеся ими животные. Фитопланктон справедливо называют пастбищем моря. Микроскопические водоросли – основная пища большого количества обитателей океана.

Темно-зеленый цвет воды говорит о наличии большой массы планктона. Оттенки воды свидетельствуют о наличии тех или иных планктонных организмов. Это очень важно для рыбаков, так как характер планктона определяет род рыбы, обитающей в данном районе. Опытный рыбак может уловить тончайшие оттенки цвета морской воды. В зависимости от того, ловит ли он рыбу в «зеленой», «желтой» или «красной» воде, «опытный глаз» может с достаточной степенью вероятности предсказать характер и размеры улова.

В пресных водоемах преобладают синезеленые, зеленые, диатомовые и динофитовые водоросли. Обильное развитие фитопланктона (так называемое «цветение» воды) изменяет цвет и прозрачность воды. В пресных водоемах чаще всего наблюдается цветение синезеленых, а в морях – перидиней. Выделяемые ими токсичные вещества снижают качество воды, что приводит к отравлению животных и человека, а в морях вызывает массовую гибель рыб и других организмов.

Окраска воды в тех или иных районах или морях иногда бывает настольно характерной, что моря получали свое название по цвету воды. Например, своеобразный цвет Красного моря вызван присутствием в нем синезеленой водоросли триходесмиум (Trichodesmium egythraeum ), имеющей пигмент, придающей воде красновато-коричневый оттенок; или Багряное море – прежнее название Калифорнийского залива.

Своеобразную окраску воде придают некоторые относимые к растениям динофлагелляты (например, Gonyaulax и Gymnodinium) В тропических и умеренных теплых водах эти существа порой размножаются так быстро, что море становится красным. Рыбаки называют это явление «красным приливом». Огромные скопления динофлагеллят (до 6 млн. клеток в 1 литре воды) крайне ядовиты, поэтому во время «красного прилива» погибают многие организмы. Эти водоросли не только ядовиты сами по себе; они выделяют ядовитые вещества, которые затем накапливаются в организмах, поедающих динофлагеллят. Любое существо, будь то рыба, птица или человек, съев такой организм, получает опасное отравление. К счастью, явление «красного прилива» носит местный характер и случается не часто.

Воды морей окрашиваются не только присутствием водорослей, но и зоопланктоном. Большинство эвфаузиид прозрачны и бесцветны, однако некоторые из них окрашены в ярко-красный цвет. Такие эвфаузииды обитают в более холодных северных и южных полушариях и иногда скапливаются в таких количествах, что все море окрашивается в красный цвет.

Окраску воде придают не только микроскопические планктонные водоросли, но и различные частицы органического и неорганического происхождения. После сильного дождя реки приносят множество минеральные частиц, из-за чего вода приобретает различные оттенки. Так, глинистые частицы, приносимые рекой Хуанхэ, придают Желтому морю соответствующий оттенок. Река Хуанхэ (от кит. – Желтая река) за свою мутность и получила свое название. Многие реки и озера содержат такое количество гуминовых соединений, что их воды становятся темными – бурыми и даже черными. Отсюда названия многих из них: Рио-Негро – в Южной Америке, Черная Вольта, Нигер – в Африке. Многие наши реки и озера (и расположенные на них города) из-за цвета воды носят названия «черная».

В пресных водоемах окрашивание воды за счет развития водорослей проявляется чаще и интенсивнее. Массовое развитие водорослей вызывает явление «цветения» водоемов. В зависимости от состава фитопланктона вода окрашивается в различные цвета: от зеленых водорослей Eudorina, Pandorina, Volvox – в зеленый цвет; от диатомей Asterionella, Tabellaria, Fragilaria – желтовато-бурый цвет; от жгутиковых Dinobryon – в зеленоватый, Euglena – в зеленый, Synura – в коричневый, Trachelomonas – в желтовато-коричневый цвета; от динофитовых Ceratium – в желто-бурый цвет.

Суммарная биомасса фитопланктона невелика по сравнению с биомассой питающегося им зоопланктона (соответственно, 1,5 млрд. тонн и более 20 млрд. т). Однако из-за быстрого размножения водорослей их продукция (урожай) в Мировом океане почти в 10 раз больше суммарной продукции всего живого населения океана. Развитие фитопланктона во многом зависит от содержания в поверхностных водах минеральных веществ, таких как фосфатов, соединений азота и других. Поэтому в морях наиболее обильно развиваются водоросли в районах подъема глубинных вод, богатых минеральными веществами. В пресных водоемах поступление смываемых с полей минеральных удобрений, различных бытовых и сельскохозяйственных стоков приводит к массовому развитию водорослей, что отрицательно сказывается на качестве вод. Микроскопическими водорослями питаются мелкие планктонные организмы, которые в свою очередь служат пищей более крупным организмам и рыбы. Поэтому в районах наибольшего развития фитопланктона много зоопланктона и рыбы.

Роль бактерий в составе планктона велика. Они минерализуют органические соединения (в том числе и различные загрязнители) водоемов и вновь включают их в биотических круговорот. Сами бактерии являются пищей для многих зоопланктонных организмов. Численность планктонных бактерий в морях и чистых пресных водоемах не превышает 1 млн. клеток в одном миллилитре воды (один кубический сантиметр). В большинстве пресных водоемах их численность изменяется в пределах 3-10 млн. клеток в одном миллилитре воды.

А.П.Садчиков,
профессор МГУ имени М.В.Ломоносова, Московское общество испытателей природы
(http:// www. moip. msu. ru)

ВАМ ПОНРАВИЛСЯ МАТЕРИАЛ? ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШУ EMAIL-РАССЫЛКУ:

Мы будем присылать вам на email дайджест самых интересных материалов нашего сайта.

Как узнать, где птицы провели зиму? Как изучить пути, по которым они летели?

Веками европейцы и не подозревали о дальних перелетах птиц и были убеждены, что зимой они прячутся в укромные и недоступные места, где проводят неблагоприятные дни в состоянии летаргии. Это мнение существовало до XVIII века.

Даже великий шведский натуралист Карл Линней писал: «Каждую осень, когда начинает холодать, ласточки ищут убежище в тростниках рек и озер». Позднее ученые открыли перелетные пути различных видов птиц и нанесли их на карту земного шара. И помогли ученым в этом легкие кольца, надеваемые на лапки птиц.

Идея кольцевания птиц родилась в 1899 году. Она по праву принадлежит датскому учителю Мартенсену. Он первым начал кольцевать птиц, чтобы узнать, далеко ли они улетают. Мартенсен надел на ноги 102 различным птицам легкие алюминиевые кольца, на которых выгравировал свой адрес. Каждое кольцо имело свой порядковый номер, по которому можно было уточнить, какой птице, какого числа и где оно было надето.

Из 102 птиц, окольцованных Мартенсеном, 9 были убиты в следующем году в Западной Европе. Идея такой своеобразной «паспортизации» птиц была принята учеными всего мира. Так было положено начало научному кольцеванию птиц. Сейчас почти во всех странах мира созданы специальные центры кольцевания птиц.

Впрочем, еще в 1740 году итальянский ученый Спаланцани «кольцевал» птиц, завязывая на их ногах красные ленточки. Сейчас кольцевание птиц в разных институтах ведется по методу Мартенсена. На ножку пойманной живой птицы надевают кольцо с наименованием и адресом учреждения, ведущего кольцевание, и порядковым номером птицы. Чаще всего кольца надевают на ножки птенцов, которые еще не научились летать. В специальный дневник записывают вид птицы, номер кольца, дату и место, где оно было надето.

Окольцованные птицы нередко попадают в руки людей, чаще всего охотников и любителей природы. Блестящее колечко сразу бросается в глаза, и в адрес центра кольцевания поступают сообщения о поимке птицы, а если она убита, то туда отправляют кольцо, которое кладут в обычный конверт вместе с информацией о времени, месте и обстоятельствах добычи птицы.

Допустим, кольцо было надето птенцу аиста в Болгарии, а затем его получили из Египта. Значит, аист улетел зимовать в Африку. Следом мы получаем второе письмо с подобным кольцом с другого аиста, окольцованного тоже в Болгарии. На этот раз кольцо сняли в Экваториальной Африке. Выходит, что он пролетел над Египтом и продолжил свой путь.

Этот способ помог бесспорно установить, что аисты зимуют за тысячи километров от родных мест, на юге Африки. Таким же способом узнали, что наши ласточки зимуют южнее экватора, от Танзании до Гвинеи. И наша кукушка, оказывается, большая путешественница — она навещает зимой арабские страны и оазисы Сахары, джунгли Судана и даже достигает Мозамбика.

Благодаря кольцеванию мы знаем, что некоторые виды пернатых возвращаются весной в те гнезда, в которых провели прошлый год, например, аисты, ласточки, скворцы и другие птицы. Выходит, каждое маленькое кольцо, надетое на ножку птицы, — это ценный научный документ. Он рассказывает нам о пути, по которому передвигаются наши крылатые друзья. Во многих странах каждый год окольцовывают сотни и тысячи птиц.

Характер, сроки и пути косяков рыб изучаются при помощи наблюдений с суши, с кораблей и самолетов. Но основной метод изучения миграции рыб — маркирование. Он обеспечивает наилучшие результаты. Изучением биологии рыб, включая и их миграции, занимаются ученые многих специальных научных институтов во всем мире. Поданным Международного совета по изучению морей, в Копенгагене за период 1925—1951 годов учеными различных стран маркировано более 5 миллионов рыб, в основном мигрирующих видов.

Обычно марка крепится к телу рыбы иглой с нейлоновой ниткой и специальными зажимами. Закрепляется она возле спинного плавника. На марке, как и на кольце, обозначается адрес научного института, который маркировал рыбу, и соответствующий номер. Данные о маркировании рыбы заносятся в соответствующий дневник.

В последнее время практикуется маркирование рыб гидростатическими марками, которые представляют собой прозрачные пластмассовые трубочки. В них вкладывается записка, где отмечены следующие данные: адрес, по которому следует отправить найденную записку, и сведения о дате и месте лова рыбы. На свету на прозрачном целлулоиде можно прочесть: «Отрежь края, письмо внутри». Текст записки пишется на нескольких языках.

При помощи маркирования были собраны сведения о миграции китов. Первые же представления об их путях были получены при непосредственном наблюдении с берега и с китобойных кораблей. Успех китобойного промысла стоит в прямой зависимости от миграции китов, от знания, где и в какое время они находятся. Миграционные путешествия сказываются на количестве подкожного жира.

Когда киты отправляются осенью из районов питания в районы размножения, слой жира у животных достигает наибольшей толщины, весной же, при возвращении, он становится очень тонким. Наиболее полные сведения о биологии китов были получены при помощи маркирования. Китов маркируют различными видами бирок, стреляя ими в подкожный жировой слой из гарпунного оружия.

Ученые ряда стран много сил отдали исследованию миграций бабочек. В начале XX столетия американские энтомологи взялись изучать перелет бабочки-монарха — классической путешественницы. Вскоре перелеты бабочек начали изучать в Европе. В некоторых странах созданы специальные энтомологические станции для изучения их маршрутов.

Главным средством изучения стало маркирование: к крылу бабочки прикрепляется совсем тоненькая и легкая пластиночка из алюминия, которая блестит на солнце, привлекая внимание. Полету она не мешает. На микроскопической этикетке обозначен адрес станции или исследователя. Западногерманский энтомолог Герберт Рер пометил таким способом 60 000 капустниц. От выпущенных бабочек Рер получил обратно около 20 пластинок, одна из которых была найдена на расстоянии 80 км от места выпуска.

Сегодня применяются и новейшие способы маркирования. Например, рыб маркируют радиоактивными изотопами. Современная техника дает все больше средств, при помощи которых можно проследить пути мигрирующих животных. Чтобы установить миграционный путь морских черепах, которые проплывают тысячи километров до мест размножения, ученые прибегли к оригинальному способу мечения.

На спину огромной черепахи весом 150 кг поставили специальный радиопередатчик, сигналы которого давали возможность проследить ее маршрут по океану. Сегодня и на некоторых орнитологических станциях вместо кольца укрепляют на спину птице миниатюрный радиопередатчик, при помощи которого определяют, где она находится.

В последнее время в некоторых странах изучают маршруты перелетных птиц с помощью радаров. Наблюдения за перелетными птицами ведутся тем же способом, что и за самолетами. Радарный экран отмечает летящих птиц, пространство, в котором они находятся, и направление полета. Крупные птицы предстают на экране как маленькие светлые точки, а маленькие заметны, только когда их много.

При помощи радара наблюдениями можно охватить достаточно большие пространства и огромные количества перелетных птиц. Изучение радарных снимков показало, что птицы пролетают над огромными пространствами и не по твердо заданному пути, а по очень широкому фронту. Исключение составляют белые аисты и некоторые хищные птицы, перелетающие через строго определенные места и использующие при этом, как предполагают ученые, восходящие воздушные течения, которые облегчают полет.

При помощи радара собрано много ценных данных, свидетельствующих о том, что перелетные птицы днем ориентируются по солнцу, а ночью по звездам. При большой облачности они зачастую начинают метаться, кружить, менять направление, бывает, сбиваются с курса, но как только звезды снова становятся видны, способность птиц к ориентации тут же восстанавливается, и они снова берут правильный курс. Так что аппараты, обслуживающие на земле военную и гражданскую авиацию, помогают и орнитологам.

Изучение случайных и периодических странствований крылатых представляет не только теоретический, познавательный интерес для специалистов, но имеет и огромное народнохозяйственное значение. Например, изучение массового перелета саранчи и других насекомых-вредителей уже давно поставлено на строго научную основу. В Лондоне создан специальный научно-исследовательский институт, изучающий вопросы, связанные с перелетами саранчи.

ПОДВОДНЫЕ ПУТЕШЕСТВЕННИКИ

Низшие представители животного мира также подвержены регулярным перемещениям, которые сходны с миграциями высших организмов. Различают два вида перемещений планктона: горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальное передвижение зоо- и фитопланктонных организмов называют еще пассивной миграцией. Из-за ограниченной возможности передвижения планктонные организмы путешествуют часто не по своей воле, а бывают увлечены различными водными течениями.

Планктонные организмы образуют скопления общим весом до нескольких миллионов тонн. Иногда они передвигаются на сотни и тысячи километров; скорость, с которой течение увлекает водные организмы, порой очень велика. Например, некоторые экваториальные течения имеют среднюю скорость около 100 км в сутки, а скорость атлантического течения Гольфстрим около 250 км в сутки! Пешеход бы за ним не угнался.

Вертикальные перемещения планктонных организмов носят активный характер и иногда достигают расстояния до 500 м. Если сравнить это расстояние с миниатюрными размерами самих организмов, то вертикальные миграции представляют собой поистине дальние путешествия. В различных стадиях своего развития планктонные организмы обитают на разных глубинах водного бассейна. Взрослые формы населяют в основном глубины моря, а яйца и организмы в ранней стадии развития обживают поверхностные слои. На различных глубинах обитают также некоторые мужские и женские особи одного и того же вида.

Перемещения простейших организмов находятся в тесной взаимосвязи с их циклами размножения. Очень интересны в этом отношении морские черви палоло из группы нереид, которые в определенное время, связанное с фазами Луны, выходят в верхние слои воды для размножения. Эти черви встречаются в несметных количествах в Тихом океане около островов Самоа, Фиджи и Тонга Полинезийской группы. Обычно они обитают в трещинах коралловых рифов, делая ходы в коралловых образованиях.

Осенью (в октябре — ноябре), через неделю после полнолуния они выплывают на поверхность моря. В это время на заднем конце тела самок можно видеть мешок, полный яиц коричневого цвета; мужские половые продукты зеленые. Созревшие яйца, оторвавшись от материнского организма, свободно плавают. Их оплодотворение совершается пассивно, по воле волн. Передние части тела червей (красного цвета) остаются в воде, они обладают способностью к регенерации — восстановлению утраченных частей тела.

Жители островов ценят палоло как особое лакомство. Островитяне знают время, в которое палоло появятся на поверхности океана, с точностью до одного дня. В это время они выходят в море на своих выдолбленных из дерева лодках, еще до восхода солнца останавливаются около рифов и терпеливо ждут с сетками в руках появления морских червей.

Обычно выход червей на поверхность длится два часа, затем мешки самок лопаются, и половые продукты выплывают наружу. В часы, когда появляются палоло, море на огромных участках буквально кишит от их бессчетного множества, становясь темно-зеленым. В продолжение целой недели туземцы пируют: едят червей сырыми или готовят из них вкусные и питательные блюда.

Большое значение для вертикального распределения жизни в водоемах имеет свет, а также температура и давление воды. И все же распределение зоопланктона на разных глубинах моря — не постоянное явление, в различные части суток оно изменяется вследствие вертикальной миграции организмов. Амплитуда передвижений у различных организмов обычно варьирует от 200 до 300 м.

Научными исследованиями установлено, что главная причина, которая заставляет их совершать в течение одних суток такие продолжительные путешествия, связана с питанием. Поверхностные слои воды, особенно до глубины 25 см, густо населены различными видами бактерий, фитопланктоном и другими микроскопическими организмами — основной пищей зоопланктона.

Большинство планктонных животных ночью поднимается к поверхности воды, а днем уходит в глубины водных слоев, хотя пищи наверху хватает. Причина этого изучена недостаточно, вероятнее всего, в глубоких и темных слоях животные спасаются от врагов.

Кроме суточных, часть планктона совершает и сезонные миграции. Например, морское ракообразное каланус финмархикус проводит несколько месяцев на глубине, а в остальное время поднимается и живет в верхних слоях моря. Предполагают, что это связано с изменением интенсивности света и температуры. Исследованиями установлено, что некоторые морские организмы, которые не могут переносить высокие температуры в поверхностных слоях моря, регулярно совершают сезонные миграции, придерживаясь летом прохладных глубоких слоев, а осенью и зимой — поверхностных. Некоторые виды могут совершать и суточные, и сезонные миграции.

Из морских беспозвоночных мигрируют и некоторые мягкотелые и иглокожие, которые с приближением весны приходят к прибрежной полосе, где откладывают яйца. Преследуя мигрирующие рыбные стада в продолжение 4 месяцев, тихоокеанский кальмар, например, проходит расстояние до 8000 км.

Одним из удивительных явлений живой природы является, бесспорно, массовое странствование рыб. И действительно, трудно себе представить, как в строго определенный, словно «назначенный» час сотни тысяч и даже миллионы рыб одного вида покидают бессчетными стадами широкие океанские просторы и трогаются в далекий и гибельный путь.

Более 2000 км нужно пройти навстречу течению реки, преодолеть бесчисленные опасные пороги и водопады, чтобы достигнуть места, где можно выметать икру. Никто не покажет им путь, который они должны пройти один раз в своей жизни. И все же рыбы безошибочно достигают родных мест, где мечут икру и умирают. Разумеется, путешествуют не все рыбы. Оказывается, есть и такие виды, которые никогда не покидают родные водоемы, какими бы маленькими они ни были.

У рыб, как у планктонных животных, различают два вида миграции: пассивную и активную. Рыбные мальки, например, никогда не двигаются против течения, так как слишком слабы, чтобы его преодолеть. Поэтому икра, мальки и молодь переносятся на близкие или далекие расстояния различными водными течениями. Пассивная миграция наблюдается у молоди океанской сельди.

Каждую весну взрослые рыбы, обитающие в северных районах Атлантического океана, направляются к берегам Норвегии, где мечут икру. Морское течение относит вылупившихся мальков к берегам Скандинавского полуострова, на расстояние 800—1000 км от места рождения. Аналогичные миграции совершают и мальки сельди, вылупившиеся в районе мурманского побережья.

Личинки угрей — лептоцефалы, ничтожные по размерам и почти лишенные органов активного движения, совершают одну из самых грандиозных пассивных миграций. Они проходят 7—8 тыс. км от Саргассова моря, где выводятся, до берегов Европы, увлекаемые мощным движением Гольф-стрима. Есть много и активно мигрирующих. Они странствуют самостоятельно, но придерживаясь определенного направления, связанного с размножением, питанием и зимовками. Рыбы предпринимают и случайные миграции, например, при внезапно изменяющихся условиях.

В некоторых случаях мигрирующие рыбы проходят более 2000 км, а нерка, например, предпринимает странствование в верховье реки Юкон на Аляске, преодолевая 3600 км, причем со скоростью 30—40 км в сутки. Иногда такие путешествия продолжаются целые месяцы. Каспийская белуга проходит от Каспийского моря до верховий реки Уфимки 2950 км. Каспийские осетры, место нереста которых находится в верховьях Камы, проплывают 2500 км.

Некоторых рыб, особенно тихоокеанских лососей, продолжительное странствование так истощает, что после нереста они почти не способны активно двигаться. Встает вопрос, что же рационального в этих далеких миграциях рыб? На этот вопрос наука все еще не дала полного и исчерпывающего ответа. И все же можно сказать, что, умирая, рыбы обеспечивают хорошие условия малькам, которые вылупятся из оплодотворенной икры. Родители умирают ради жизни своего потомства.

Среди многочисленных видов рыб самые далекие путешествия предпринимает европейский речной угорь. Эта рыба рождается в глубине океана и вскоре уходит в пресноводные бассейны — в реки и озера. Когда же наступает половая зрелость (примерно в 8—12-летнем возрасте), она вновь начинает неудержимо стремиться в море, преодолевая от 7 до 8 тыс. км; уходит сначала в Атлантический океан, затем в Саргассово море, где на глубине около 1000 м мечет икру и там же, где родилась, умирает от истощения.

ЗЕМНОВОДНЫЕ И ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ СТРАНСТВУЮТ

Интересные наблюдения миграции некоторых земноводных сделал биолог В. Бешков, научный сотрудник зоологического института Болгарской академии наук. При помощи маркирования он установил, что травяная лягушка в поисках подходящего для зимовки места прошла 120 км. Он наблюдал, как лягушки этого вида совершали миграции с целью размножения на расстояние 60—70 м от берега реки Искер, так как им не хватало удобных для размножения мест.

В процессе исследований биологии и поведения различных видов земноводных Бешков установил, что длительные миграции к местам размножения совершает и серая жаба. Он наблюдал перемещения жаб из низменных районов Витоша (лес у Баяна) почти до района Вазов в Софии.

Жабы идут к местам икрометания в период с 1 по 15 апреля и остаются там 15 дней, после чего возвращаются в леса Баяна. Бешков наблюдал также жаб этого вида, уходящих весной с возвышенных мест Накатника (скалистая и безводная местность) к реке Прибойнице, чтобы отложить там икру. Серые жабы предпринимают вертикальные миграции на расстояние до 300 м. После размножения они вновь возвращаются туда, откуда пришли.

Вылупившихся в лесу около Прибойницы жаб Бешков находил вблизи скал в начале октября. Но жабы совершают передвижения не только на короткие расстояния. Известны случаи, когда они путешествовали в продолжение недели, чтобы достигнуть болота или лужи, в которой откладывали икру. Путешествуют эти земноводные только ночью, а днем спят. Безошибочный инстинкт всегда подсказывает им верный путь, они никогда не сбиваются с пути к водоему, к которому направляются.

Среди земноводных миграции на короткое расстояние совершают и некоторые виды тритонов. Нахождение тритонов на расстоянии километра от водоема — не редкость.

Путешествия к местам зимовки предпринимают и пресмыкающиеся. Например, некоторые гадюки ползут больше километра, чтобы добраться до удобного места в корнях сухого дерева или в каком-нибудь карьере, где они скапливаются во множестве. И крокодилы странствуют из одного водоема в другой. Известны случаи, когда густонаселенное болото в Индии в одну ночь было покинуто опасными обитателями, так как обмелело.

Крокодилы ползли, не разбирая дороги, через заросли и поле, даже попали в одно селение, где разбрелись по улицам, заползли во дворы, а некоторые забрались в колодцы, приведя в ужас население: утром люди на каждом шагу натыкались на страшных пришельцев. В следующую ночь крокодилы покинули село, продолжив путь.

Дальние миграции предпринимают гигантские морские черепахи, которые в продолжение тысячелетий откладывают яйца в прибрежный песок на определенных островках. Зеленой бразильской черепахе, например, нужно преодолеть около 2500 км, чтобы достигнуть острова Асунсьон, где она откладывает яйца. Продолжительные странствия к местам размножения предпринимают и другие морские черепахи — ридлея, распространенные в Атлантическом океане от Канады до Карибского моря.

Миграции этих черепах долгое время оставались загадкой для ученых. Только в 1947 году было установлено, что каждый год в апреле — мае и до начала июня около 40 тыс. черепах этого вида плывут с разных сторон безбрежного океана к своему излюбленному пляжу, чтобы отложить яйца.

СКИТАЛЬЦЫ НЕБЕСНЫХ ПРОСТОРОВ

Всем известна точность, с которой перелетные птицы покидают осенью родные места, отправляясь на юг, а весной возвращаются домой, чтобы отложить яйца и вывести потомство. Эта ритмичность настолько строго соблюдается различными видами птиц, что в Индии, например, в древности некоторые месяцы года даже получили название от определенных видов перелетных птиц.

Птицы, бесспорно, являются рекордсменами в животном мире, так как совершают самые далекие путешествия. Абсолютный рекорд принадлежит полярной крачке, которая каждый год преодолевает путь от Арктики до Антарктиды и обратно!

Известный американский орнитолог Дж. Одюбон подробно описал свои наблюдения за стаей странствующих голубей, которая пролетала через штат Огайо осенью 1813 года. Он подсчитал, что стая насчитывала более 1,1 млрд голубей. Трудно было бы этому поверить, если бы не было бы других свидетельств. Александр Уилеен, наблюдавший в 1832 году стаю странствующих голубей в штате Кентукки, утверждал, что ее численность определялась в 2 230 270 000 особей.

Оставим на совести очевидца столь точную цифру, но не это главное. К сожалению, человеческая алчность стала причиной того, что этих птиц, стаи которых достигал и такой астрономической численности, больше не существует. Они были варварски истреблены в XIX столетии из-за вкусного мяса. Последняя птица этого вида погибла в 1914 году в зоологическом саду в Цинциннати.

С какой же скоростью летят мигрирующие птицы? Дикие утки, например, — со средней скоростью 70—80 км/ч, ласточки — 55—60 км/ч; имеется также малоправдоподобное сообщение, что горихвостка, окольцованная в Англии, через 24 ч была поймана в США, пролетев за сутки 3500 км. Необходимо отметить, что большое влияние на скорость полета оказывает направление ветра.

Птица, которая в безветренное время летит со скоростью 40 км/ч, а при попутном ветре 50 км/ч, при встречном значительно снижает скорость. Особенно снижает скорость полета порывистый ветер. Высота, на которой летят мигрирующие стаи птиц, тоже различна. Например, маленькие певчие птицы летят обычно не более чем в 100 м от поверхности земли; скворцы, вороны, дрозды предпочитают высоту в 150—500 м, а аисты 900—1300 м.

Многие птицы достигают такой высоты, где человек не мог бы находиться без кислородного аппарата. Это касается тех видов птиц, которые при миграциях вынуждены преодолевать высокие горные массивы. Над Гималаями наблюдали и сфотографировали мелких птиц, летящих из Индии в Сибирь. А английский наблюдатель Харисен сфотографировал с самолета стаю диких гусей, пролетавших над Гималаями на высоте 9500 м. Большинство же перелетных птиц обходят горные массивы, придерживаясь речных долин и ущелий.

Миграции наблюдаются и у некоторых видов нелетающих птиц. Пингвины, например, иногда преодолевают расстояние до 2000 км, передвигаясь «пешком», скользя на животе по заледенелым холмистым участкам или вплавь по океану. С наступлением зимы со всех концов Антарктиды они трогаются на север, иногда достигая южных берегов Африки и Южной Америки.

Некоторые представители группы бегающих птиц, например страусы, покрывают «пешком» расстояние в 1000 км, двигаясь в точно определенном направлении.

Нужно отметить, что разные птицы совершают перелеты в разное время суток. Дневные хищники и ряд других пернатых летят исключительно днем, некоторые болотные и водоплавающие птицы — в любое время суток. Многие мигрирующие птицы во время полета соблюдают определенный «строй», например, журавли летят клином, гуси вереницей, а мелкие птицы широко развернутой стаей. Одни птицы совершают полеты в полном молчании, другие (журавли, лебеди, дикие утки и многие другие) издают характерные звуки, которые служат, по-видимому, для передачи различной информации.

Странствование птиц — явление, на которое люди обратили внимание много лет тому назад. Известно, что различные предания Древней Эллады и Рима связаны с птицами и их перелетами, об этом упоминается и в древнеегипетских легендах. В дошедшем до нас древнем гимне «Славословие Нилу» встречаются такие слова: «Над тобой птицы летят на юг, они тебя охраняют от знойного ветра...»

Об этом же говорится в книге библейских пророков Иова и Иеремии. Аристотель, величайший ученый-энциклопедист и философ-натуралист Древней Греции, в своем многотомнике «История животных» тоже отвел большое место птицам. В ней наряду с наивными и ошибочными представлениями много и точных сведений об их перелетах. Тысячелетиями люди собирали данные о перелетах птиц, однако до настоящего времени это явление изучено далеко не полностью.

По времени отлета птицы делятся натри основные группы. Первая — это птицы, которые начинают готовиться к отлету задолго до наступления неблагоприятного периода. Кукушка, например, улетает из нашей страны в конце июля или начале августа, когда еще много пищи и тепло.

Сравнительно рано улетают аисты и ласточки. Птицы, которые входят во вторую группу, улетают вслед за появлением первых признаков изменения погоды, т.е. при снижении температуры воздуха и уменьшении количества пищи. Среди таких птиц много насекомоядных: скворцы, славки и др. К третьей группе причисляют птиц, которые улетают поздней осенью, когда условия жизни становятся для них невыносимыми, например, диких уток и гусей.

Однако иногда не все птицы одного и того же вида и даже не все индивиды одной и той же популяции мигрируют. Одни улетают, а другие остаются в пределах гнездовых ареалов. «Всемогущий» перелетный инстинкт на них не действует. В городах в теплые зимы, возле мусорных контейнеров, можно видеть оставшихся зимовать грачей.

Все еще не разрешены полностью вопросы, связанные с навигацией и ориентацией птиц при полете. Тем не менее данные наблюдений и экспериментов позволяют утверждать, что главную роль в ориентации птиц играет их зрение, которое хорошо развито у всех пернатых.

Большое значение для ориентации птиц имеют не только земные, но и небесные ориентиры: при дневном полете — солнце, при ночном — луна и звезды. Установлено также, что при ночных перелетах птицы ориентируются в основном по Полярной звезде. Некоторые исследователи придерживаются мнения, что при дальних перелетах птицы руководствуются магнитным полем Земли.

ПУТЕШЕСТВУЮЩИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИЕ

Миграции, наблюдающиеся у млекопитающих, бывают двух видов: непериодические и периодические. Непериодические миграции часто связаны с недостатком пищи или с перенаселенностью района их обитания. Поведение животных меняется, и, в конце концов, они покидают обжитой район, т.е. мигрируют.

Характерный пример массовой миграции — грандиозные переселения мышевидных грызунов в так называемые «мышиные годы». Например, в 1727 году бесчисленные полчища крыс из казахских степей пересекли Волгу. В последующие годы зверьки заселили всю Европу, распространяя болезни и нанося ущерб населению. Подобные странствия время от времени предпринимают и другие мышевидные грызуны — различные виды полевых мышей, водяные крысы, лемминги и многие другие.

Классический пример стихийных и нерегулярных миграций представляют перемещения леммингов. Эти зверьки достигают в длину 15 см, а обитают они в Азии, Европе, Америке. На Европейском континенте встречаются в основном на Скандинавском и Кольском полуостровах. Периодически собираясь в несметных количествах, лемминги покидают районы своего обитания и огромным живым потоком перемещаются по тундре, как бы стремясь достигнуть линии горизонта.

Иногда они уходят за сотни километров от родных мест. За леммингами следуют волки и лисицы, которые в этот период питаются исключительно ими. Зверьки могут стать добычей и рысей, медведей, росомах, песцов, а также домашних кошек и собак. Во время передвижения над ними кружатся совы, вороны, канюки, чайки и другие пернатые, которых привлекает легкая и вкусная добыча. Но ничто не может остановить леммингов в их стихийном движении вперед: ни враги, которые во множестве уничтожают их, ни реки и горы.

Отправляясь в этот поход, зверьки обрекают себя на своеобразное самоубийство. Достигнув морского берега, они не останавливаются, не возвращаются обратно, а в каком-то необъяснимом ослеплении кидаются в пенящиеся воды прибоя. Вероятность спасения ничтожна. Лишь незначительная часть леммингов проявляет «благоразумие» и, очутившись на берегу, трогается дальше по его краю, пока не найдет подходящее для себя место.

Основная причина массовых странствований леммингов — сильное увеличение их численности. Установлено, что в некоторые годы эти зверьки плодятся особенно интенсивно: вместо двух раз в год самки приносят потомство три, а иногда и четыре раза. При этом и число малышей в помете бывает больше, чем обычно. Как следствие этого возникает «охота к перемене мест». Известно, что мигрирующие группы леммингов состоят в основном из молодых животных, но только 20 % из них достигает половой зрелости.

Миграция антилоп гну в Африке

Некоторые зоологи полагают, что у леммингов существует врожденный миграционный инстинкт, но он проявляется только в годы, когда налицо упомянутые выше условия.

Массовые непериодические странствования предпринимают и белки. Обычно эти симпатичные животные не склонны к далеким передвижениям, но при недостатке пищи они массово, тысячами особей, покидают районы постоянного обитания и переселяются на сотни и тысячи километров от него. При этих стихийных переселениях пугливые обычно белки не останавливаются ни перед какими препятствиями.

Поодиночке или группами зверьки стремглав перелетают с дерева на дерево, перемещаясь из одного леса в другой, переплывают реки и озера, минуют села и города. Без остановки движутся они вперед и вперед, пока не достигнут леса, где много пищи, не пугаясь ни людей, ни животных-врагов.

Передвигаются белки со скоростью 3—4 км/ч, однако общая скорость передвижения зависит и от числа переселяющихся животных. Чем многочисленнее скопление мигрирующих белок, тем быстрее они движутся вперед, так как за короткое время уничтожают по пути запасы пищи и им необходимо скорее найти новые корма. При переселении белки не придерживаются общей группы, как некоторые другие млекопитающие (северные олени, бизоны, лемминги и др.). И хотя они путешествуют в одном направлении, но часто не видят друг друга. Брем описал случай, когда в 1896 году огромное скопление белок двигалось через Нижний Тагил (Урал).

Основная масса переселяющихся зверьков прошла в 8 км от города, причем фланговые отряды этой «армии» отстояли на 16 км один от другого. Одна часть белок прошла через город; зверьки бесстрашно скакали по улицам, забегали во дворы, вскакивали через окна в комнаты, лазали по деревьям и крышам. Собаки с остервенением давили зверьков, люди убивали их, однако белки не отклонялись от выбранного пути, неудержимо двигаясь вперед.

Трое суток продолжалось шествие. Даже бурная и широкая река Чусовая не остановила животных-переселенцев. Белки бесстрашно входили в холодные и бурные воды и переплывали на противоположный берег. «Нет прекраснее зрелища, — писал известный исследователь Сибири Мидендорф, — чем флотилия белок, переплывающих широкую реку.

Их торчащие из воды хвосты подобны корабельным парусам». Путешествие белок, о котором писал Брем, продолжалось до тех пор, пока животные не попали в лес, где хватало для всех пищи. Иногда фронт, которым движутся белки, достигает 300 км, а численность мигрирующих животных определяется десятками, а порой и сотнями тысяч особей.

Массовые миграции предпринимают и песцы. Инстинкт пробуждается у них осенью — тоже в связи с увеличением численности животных в данном районе и возрастающим недостатком пищи. Путем мече-ния отдельных особей установлено, что некоторые песцы мигрируют на расстояние до 2000 км от места маркирования. Зачастую во время этих странствий звери попадают на дрейфующие льды Северного Ледовитого океана и достигают самых отдаленных от континента островов.

Непериодические миграции совершают и всем известные суслики. В районе, где появляются эти зверьки, они становятся опасными вредителями полевых культур. В середине XIX столетия в области Шлезвиг (Германия) совсем не было этих грызунов. Они появились там неизвестно откуда, в большом количестве, и быстро стали бичом земледельческого хозяйства в области.

Из всех представителей животного мира самые значительные горизонтальные миграции совершают морские млекопитающие, главным образом киты, тюлени и морские котики. Передвижения китов и ластоногих определяются особенностями их питания, а у некоторых видов они связаны с особенностями размножения.

Миграции разных видов китов имеют различный характер. У китов, обитающих в северных морях, они очень ограниченны. Виды, придерживающиеся заливов и прибрежных зон, мигрируют преимущественно в северном и южном направлениях, причем животные редко уходят в открытое море.

Киты, которые обитают в открытых морских пространствах, передвигаются во время миграций в строго определенном круговом направлении, придерживаясь преимущественно океанского течения. В начале лета эти животные держат путь на север, а в начале зимы (при наступлении больших холодов и при скоплении льдов в северных морях) трогаются в обратном направлении, к югу, минуя экватор.

Однако не все киты мигрируют в строго определенные сезоны года. Наибольшую точность соблюдают лишь горбатые киты. Представители усатых китов Южного полушария отправляются летом на юг, в холодные воды Антарктики, богатые в это время пищей, а зимой возвращаются на север, в теплые тропические и субтропические воды. Здесь они питаются скудно или вообще не принимают пищи.

Дальние путешествия совершает синий кит, самое крупное животное Земли. Известен случай, когда синие киты проплыли за 32 дня около 500 км, в другом случае за 88 дней около 800 км. Зафиксированное рекордное расстояние от места маркирования для синего кита — 1600 км.

Регулярные сезонные миграции совершает малый полосатик. Он проводит зиму в северных водах Атлантического океана, а весной отправляется в дальние странствия, доходя до Шпицбергена и Баренцева моря.

Самки некоторых видов китов проникают через Гибралтарский пролив в Средиземное море. По сообщению зоолога П.У. Пузанова, в 1880 году один из китов проник через Босфор и Дарданеллы в Черное море, сев на мель в мелководье около Батуми. Его скелет и сейчас хранится в Тбилисском музее.

Регулярные сезонные миграции порой на тысячи километров характерны и для многих ластоногих. Один из скитальцев этого отряда животных — гренландский тюлень. Летом эти животные передвигаются в районы плавающих льдов западных областей Северного Ледовитого океана, где усиленно питаются, а зимой заходят далеко на юг — до горла Белого моря.

Здесь тюлени появляются в огромных количествах, образуя три обособленных стада — ньюфаундлендское, янмайенское и беломорское, насчитывающие сотни тысяч и даже миллионы животных. Здесь же тюлени рожают и выхаживают малышей, линяют. Позднее они вместе возвращаются в арктические воды океана.

Интересно отметить, что упомянутые стада гренландских тюленей не только держатся в различных районах, но и не смешиваются во время миграций. За долгие годы наблюдений и мечения большого числа особей норвежские исследователи установили, что существует частичный обмен особями только ян-майенского и беломорского стад.

Далекие сезонные миграции совершают морские котики. Летом они собираются тысячами особей в северной части Тихого океана, преимущественно на острове Прибылова и Командорских островах. Старые самцы приплывают сюда в начале мая, на несколько недель раньше самок.

Здесь котики размножаются и держатся до конца августа. Осенью стадо с Командорских островов уплывает в Японское море, а прибыловское зимует у берегов Южной Калифорнии. Самки, в отличие от самцов, зимуют в более южных районах и при миграции проплывают огромные расстояния — до 5000 км.

Обитающих в пресных водах планктонных ракообразных и коловраток поедают рыбы, а также целый ряд относительно мелких беспозвоночных хищников (ветвистоусый рачок Leptodora kindti, многие веслоногие ракообразные, личинки некусающегося комара Chaoborus и др.). У нападающих на «мирный» зоопланктон рыб и беспозвоночных хищников разные стратегии охоты и разная наиболее предпочтительная добыча.

В процессе охоты рыбы обычно полагаются на зрение, стараясь выбрать добычу максимального для них размера: для подросших рыб это, как правило, самые крупные из встречающихся в пресных водах планктонных животных, в том числе и беспозвоночные хищники-планктонофаги. Беспозвоночные хищники нападают преимущественно на мелких или среднего размера планктонных животных, поскольку с крупными они просто не могут справиться. В процессе охоты беспозвоночные хищники ориентируются, как правило, с помощью механорецепторов, и потому многие из них в отличие от рыб могут нападать на своих жертв и в полной темноте. Очевидно, сами беспозвоночные хищники, будучи наиболее крупными представителями планктона, могут легко стать жертвами рыб. Видимо, поэтому им «не выгодно» быть особо крупными, хотя это и позволило бы расширить размерный диапазон их потенциальных жертв.

Чтобы защититься от беспозвоночных хищников, планктонным животным выгоднее обладать более крупными размерами, но при этом сразу же возрастает опасность стать хорошо заметной, а потому и легко доступной добычей для рыб. Компромиссным решением этих, казалось бы, несовместимых, требований было бы увеличение реальных размеров, но за счет каких-либо прозрачных выростов, не делающих их обладателей особо заметными. И действительно, в эволюции разных групп планктонных животных наблюдается возникновение подобных «механических» средств защиты от беспозвоночных хищников. Так, ветвистоусый рачок Holopedium gibberum образует вокруг своего тела шарообразную студенистую оболочку (рис. 51), которая, будучи совершенно бесцветной, не делает его особо заметным для рыб, но в то же время защищает от беспозвоночных хищников (например, от личинок Chaoborus), поскольку им просто трудно ухватить такую жертву. Защитную функцию могут выполнять и различные выросты панциря дафний и коловраток, причем, как выяснилось, некоторые из этих образований развиваются у жертв под влиянием определенных веществ, выделяемых находящимися неподалеку хищниками. Сначала подобное явление было обнаружено (Beauchamp, 1952; Gilbert, 1967) у коловраток: самки жертвы - коловратки брахионус (Brachionus calyciflorus), выращиваемые в воде, в которой ранее содержали хищных коловраток рода аспланхна (Asplanchna spp.), продуцировали молодь с особо длинными боковыми шипами панциря (см. рис. 51). Эти шипы сильно мешали аспланхнам заглатывать брахионусов, так как те в буквальном смысле вставали у них поперек горла.

Позднее различные выросты тела, индуцированные хищниками, были обнаружены и у ракообразных. Так, в присутствии хищных личинок Chaoborus у молодых особей Daphnia pulex отрастал на спинной стороне «зубовидный» вырост, существенно снижающий вероятность успешного поедания их этими хищниками (Krueger, Dodson, 1981; Havel, Dodson, 1984), а у некоторых австралийских Daphnia carinata в присутствии хищных клопов Anisops calcareus (сем. Notonectidae) на спинной стороне образовывался прозрачный гребень, по-видимому, также сильно мешающий хищнику в схватывании и поедании добычи (см. рис. 51).

От большинства рыб подобные выросты защитить не могут, и потому планктонным ракообразным при наличии в водоеме рыб чрезвычайно важно сохранять незаметность и (или) избегать непосредственных встреч с ними, особенно в условиях хорошей освещенности. Поскольку концентрация пищи планктонных ракообразных максимальна как раз у поверхности, неудивительно, сколь часто обнаруживаем мы у них существование вертикальных суточных миграций, выражающихся как подъем ночью в богатые пищей поверхностные слои и опускание на день в слои, более глубокие, где слабая освещенность, а также возможность снизить локальную плотность посредством рассеяния в большем объеме препятствуют выеданию их рыбами.

Сами по себе вертикальные миграции требуют определенных энергетических затрат. Кроме того, малое количество пищи и низкая температура на большой глубине приводят к снижению интенсивности размножения и замедлению развития рачков, а следовательно, в конечном счете к уменьшению скорости их популяционного роста. Это отрицательное для популяции следствие вертикальных миграций обычно рассматривают как «плату» за защиту от хищников. Вопрос о том, стоит ли подобным способом «расплачиваться» за защиту от хищников, может в эволюции решаться по-разному. Так, например, в глубоком Боденском озере на юге ФРГ обитают два внешне похожих вида дафний: Daphnia galeata и Daphnia hyalina, причем первый вид постоянно держится в верхних, прогреваемых слоях водной толщи (эпилимнионе), а второй - летом и осенью совершает миграции, поднимаясь в эпилимнион ночью и опускаясь на большие глубины (в гиполимнион) днем. Концентрация пищи обоих видов дафний (главным образом это мелкие планктонные водоросли) достаточно высока в эпилимнионе и очень низка в гиполимнионе. Температура в середине лета в эпилимнионе достигает 20°, а в гиполимнионе едва доходит до 5°. Исследователи из ФРГ X. Штих и В. Ламперт (Stich, Lampert, 1981, 1984), подробно изучившие дафний Боденского озера, предположили, что миграции D. hyalina позволяют ей в значительной мере избежать пресса рыб (сигов и окуня), а D. galeata, оставаясь все время в эпилимнионе, в условиях сильного пресса рыб способна противостоять ему очень высокой рождаемостью. Свою гипотезу о разных стратегиях выживания этих дафний X. Штих н В. Ламперт проверяли в лабораторных условиях, когда в отсутствие хищника для обоих видов имитировали условия постоянного пребывания в эпилимнионе (постоянно поддерживаемая высокая температура и большое количество пищи) и условия вертикальных миграций (меняющийся в ходе суток температурный режим и меняющееся количество пищи). Оказалось, что в таких искусственно созданных условиях эпилимниона оба вида прекрасно себя чувствовали и имели высокую рождаемость. В случае же имитирования условий вертикальных миграций выживаемость и интенсивность размножения обоих видов были существенно ниже, но интересно, что D. hyalina характеризовалась при этом гораздо лучшими показателями выживаемости и размножения, чем D. galeata. При имитировании же условий эпилимниона некоторое преимущество (правда, незначительное) оказывалось у D. galeata. Таким образом, различия в пространственно-временном распределении этих видов дафний отвечали различиям их физиологических особенностей.

В пользу предположения о том, что именно пресс рыб-планктонофагов является фактором, ответственным за возникновение у планктонных животных вертикальных миграций, свидетельствуют и данные, полученные польским гидробиологом М. Гливичем (Gliwicz, 1986). Обследовав ряд небольших озер в Татрах, Гливич обнаружил, что часто встречающийся в них представитель веслоногих ракообразных циклоп Cyclops abyssorum совершает суточные вертикальные миграции в тех озерах, где есть рыбы, но не совершает там, где рыбы отсутствуют. Интересно, что степень выраженности вертикальных миграций циклопов в том или ином конкретном водоеме зависела от того, сколь долго существует в нем постоянное рыбное население. В частности, слабые миграции отмечены в одном озере, куда рыбы были занесены только за 5 лет до проведения обследования, а значительно более сильные там, где рыбы появились 25 лет назад. Но наиболее четко миграции циклопов были выражены в том озере, где рыбы, насколько известно, существовали очень давно, по-видимому, уже несколько тысячелетий. Еще одним дополнительным доводом в пользу обсуждаемой гипотезы может служить установленный М. Гливичем факт отсутствия в одном озере миграции циклопов в 1962 г., спустя всего несколько лет после запуска туда рыб, и наличие там же четких миграций их в 1985 г. после 25-летнего сосуществования с рыбами.

Возможно, будет полезно почитать: