Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В рассказах о морских путешествиях и в книгах о жизни в водной стихии гигантами называют китов, акул, иногда кальмаров, настолько крупных, что они вступают в схватки с другими великанами. Книги об акулах и знаменитых китах (вспомните «Моби Дика»); идут нарасхват. Между тем настоящие левиафаны моря и подлинные хозяева всего живого в нем мало известны читателям, потому что они еще незаметнее микробов. Между тем именно они/управляют живым подводным

миром. Как и мельчайшие бактерии, они нуждают­ся в притоке вещества и энергии и выделяют продукты жизнедеятельности. Они дышат, сами поддерживают свое существование, даже обладают памятью… Эти ги­ганты — большие биологические системы. Как и все сложное, они состоят из. более простых элементов, с ко­торыми мы уже познакомились. Как же эти элементы связаны?

Два илй три течения в океане могут сливаться друг с другом, как может раздваиваться единое течение. Мо­гут соединяться две — или три химические реакции. Сли­ваются друг с другом и разные биологические потоки в сообществах. И именно это ведет к возникновению в океане больших систем, охватывающих целые моря или даже весь океан. Уже говорилось, что при всём внешнем различии два типа межорганизменных связей—■ хищ­ные и нехищные — принципиально сходны и нет ника­ких причин, чтобы они не могли сливаться в единое рус­ло. Действительно, на каждом трофическом уровне часть Органического вещества отчуждается из русла отноше­ний «хищник — жертва» и переходит в растворенное со­стояние. На последнем уровне пирамиды хищников про­исходит то же самое: животные. погибают, их трупы раз­лагаются и часть вещества переходит в форму растворен­ного органического вещества (РОВ). Если бы РОВ мор­ской воды не включалось в трофические процессы вновь и не окислялось до минеральных продуктов, то его кон­центрация непрерывно возрастала бы. Поскольку этого не наблюдается, ясно, что РОВ вновь поступает в тро­фический каскад.

В основном возвращение РОВ в биологический кру­говорот вещества в сообществах происходит при участии гетеротрофных бактерий^ для которых оно служит пи­щей.

В значительно меньшей мере ту же роль выполняют и водоросли, для которых растворенные органические вещества служат дополнительным (к фотосинтезу) ис­точником питания. Животные, особенно низшие, тоже способны использовать РОВ для питания, но его доля в рационах, как правило, невелика.

: Кроме органических метаболитов, выделяемых всеми группами — морских организмов, каждая. группа, оставля­ет после себя — твердые. остатки: /фекалии^- линочныё шкур­ки, трупы. Все это разлагается в морской воде, превра­щаясь в бесформенную органо-минеральную взвесь — детрит. Казалось бы, взвесь должна оседать на дно. НО оседание происходит медленно, и но пути, на дно части­цы отчасти разлагаются,, отчасти поедаются-организма— м и — ф ил ьтр а тор а м и. Так замыкается еще один «боковой» циклгк..отделение органического вещества от основного трофического’ каскада и его возврат.

Все сказанное хорошо представить в виде упрощен­ной, но в главных своих чертах полной схемы органи­ческого круговорота в большом морском биоценозе (рис. 44). Такой биоценоз занимает обычно очень боль-

шой объем — целый морской залив или фиорд, верхний сто—двухсотметровый слой воды любого моря, все на­селение прибрежной зоны и т. д. Он включает все ос­новные группы организмов, образующие и главный тро­фический цоток, и его боковые ответвления.

Теперь можно сделать вывод: в этой сложной обмен­ной системе существует взаимное управление и все эле­менты и связи системы образуют определенную внут­реннюю структуру, которая в основных своих чертах поддерживается до тех пор, пока существует само сооб­щество. —

Итак, мы подошли, наконец, к тому целостному об­разованию, которое принципиально подобно живому ор­ганизму или Клетке, но которое имеет свои собственные обменные циклы, отличные от организменных и клеточ­ных. Теперь ясно, почему и клетка, и многоклеточный организм, взятые как самостоятельные системы, не ха­рактеризуют обмен веществ в океане. Как ни сложна и как ни важна биохимия клетки и организма, не она оп­ределяет главные биологические события в океане. Только сообщество в состоянии обеспечить тот кругово­рот вещества, который необходим для жизни всех групп морских организмов.

Однако океанические биоценозы, не являются еще максимально большой океанической системой, в которой обменом веществ руководит жизнь. Когда-то замеча­тельный русский геохимик академик В. И. Вернадский назвал главное проявление жизни в биосфере «жизнен­ным вихрем». Он имел в виду, что в него вовлекается не только углерод, но большинство химических элемен­тов. Они приходят в поток жизни из неорганической среды. На фоне этого широкого геохимического круго­ворота цикл углерода выглядит хотя и важнейшей, но довольно тонкой струйкой. Для полного обеспечения жизни, кроме углерода, нужны в первую очередь азот, кислород, сера, фосфор, железо, а за ними и множество других химических элементов. В биоценозе полное обес­печение жизни невозможно. Оно осуществляется в си­стеме еще более крупного ранга, получившей название биогеоценоз, или экосистема.

Чтобы получить принципиальную схему экосистемы, подключим к биоценозу (который, будем рассматривать теперь как один блок) все, что необходимо для поддер­жания жизни и что захватывает «жизненный вихрь» из окружающей среды: биогенные элементы, кислород, уг­лекислоту, а также океанические запасы РОВ и детри­та. Поскольку последние две формы органического ве-‘ щёства не являются организмами, их правильнее’отнес­ти к числу элементов экосистемы* а не биоценозов) (рис. 45). Из этой схемы с учетом всего, что уже гово­рилось об организации биоценозов, можно заключить, что перед нами еще один природный автомат-наиболее крупного масштаба. В его основе, как и в основе всех динамических систем океана, лежит постоянный обмен

веществ, гораздо более широкий и разнообразный, чем в биоценозе. Не вдаваясь „в подробности, скажем, что мас­сы каждого элемента (блока) экосистемы соотносятся между собой строго определенным образом. Например, в прибрежных экосистемах соотношение масс раство­ренных в морской воде карбонатов, растворенных в во­де биохимически стойких органических веществ, таких же растворенных, но представляющих трофическую цен-

Солнечная

энергия

ность метаболитов, взвешенного в воде детрита и жи­вой биомассы организмов составляет примерно 100:50: 10:5:1. Это соотношение весьма постоянно и поддержи­вается автоматически, образуя то, что можно назвать структурой экосистемы, как она выглядит если рассмат­ривать лишь ее элементы. Но в экосистеме кроме эле­ментов существуют также их связи друг с другом. Рас­сматривая всю совокупность таких связей, мы видим структуру экосистемы с другой стороны — со стороны функциональной.

Сравнивая схемы экосистемы и биоценоза, уюжно видеть, что первая как раз и представляет собой ту на­иболее крупную по своим масштабам •— буквально оке­аническую — систему, существование которой позволя­ет сравнивать океан с единой живой клеткой, с организ­мом. В экосистеме, как и в организме, объединены и слиты неорганический и органический обмен. Хотя неор­ганические вещества в воде — биогенные элементы, уг­лекислый газ и кислород формально относятся к компе­тенции химии, их судьба в море определяется жизнью,

скоростью и характером их вовлечения в «жизненный вихрь» биосферы. В этом смысле они оказываются объ­ектом не столько гидрохимии моря, сколько биогеохимии и биохимии экосистем.

Комментарии запрещены.