Подводный мир Антарктиды
Ледяной холод, многомесячная полярная ночь и крайне ограниченные запасы пищи - подводный мир Антарктиды не самое подходящее место для жизни.
Километр за километром ничего, кроме льда, снега и голых скал. Бескрайние просторы Антарктиды кажутся белой пустыней, где невозможна никакая жизнь. Впрочем, на побережье можно встретить колонии пингвинов, где тысячи птиц выращивают потомство, а также массивных морских слонов, спокойно лежащих под снегопадом на низменных участках берега. Но это лишь редкие оазисы жизни на огромном ледяном материке, терзаемом штормами и бурями. К суровым условиям жизни на Крайнем Юге планеты сумели приспособиться очень немногие виды животных.
Тем поразительнее картина, открывающаяся взгляду в глубине моря. В прибрежных водах Антарктиды бурлит жизнь. Из-за обилия беспозвоночных, едва ли уступающих многообразием тропическому коралловому рифу, местами даже не видно дна. Здесь растут губки различной формы и окраски, достигая порой двухметровой высоты. Дно покрывают толстые бархатистые подушки мшанок. Между ними высятся изящные морские перья, колонии асцидий и роговых кораллов.
Подобно лесным деревьям и кустарникам эти прикрепленные к грунту морские создания служат средой обитания для многих других животных. Они обеспечивают их пищей и многочисленными укрытиями, где можно спрятаться от врагов или подстеречь зазевавшуюся жертву. Морские огурцы (голотурии) и многощетинковые черви (полихеты), рачки, морские звезды и рыбы вольготно чувствуют себя в этом роскошном подводном царстве.
А ведь биологи подсмотрели лишь крошечную часть этого многообразия жизни. Но чем больше они узнают про обитателей южных полярных морей, тем сильней удивляются - объекты их исследований выработали бесконечное множество изощренных приспособлений и стратегий для выживания в неблагоприятных условиях.
Проблемой номер один в антарктических водах является, конечно, холод - температура воды здесь колеблется от -2 "С до +10 "С. Лишь немногие полярные птицы и млекопитающие способны постоянно поддерживать высокую температуру тела. Большая же часть обитателей морского дна - холоднокровные животные, температура тела которых целиком зависит от температуры окружающей среды.
Ледяная вода - основная проблема обитателей южных полярных морей. Ведь существует опасность, что циркулирующая в их теле жидкость попросту замерзнет. Чтобы этого не с лучилось, некоторые рыбы и другие животные вырабатывают собственный «антифриз». Часто это особые белки, препятствующие образованию ледяных кристаллов. Однако холод несет с собой и другие неудобства. Ведь чем ниже температура, тем медленнее в организме протекают химические процессы, в совокупности составляющие обмен веществ. И все же морским обитателям каким-то образом удается поддерживать жизнь в своем холодном как лед теле.
На Конгсфьорде, ледовом архипелаге возле Шпицбергена, сотрудники Института Альфреда Вегенера опускались в удивительные подводные леса. Вместо деревьев здесь росли бурые водоросли длиной до 4 м, которые плавно колыхались в воде, колеблемые морским течением. Под этими крупными водорослями хорошо себя чувствуют и вносят в подводный пейзаж еще большее разнообразие более мелкие красные и зеленые водоросли, имеющие перистую или лентовидную форму. В густых зарослях подводного леса находят пищу и укрытие множество животных. Среди водорослей извиваются синеватые многощетинковые черви (полихеты), по дну ползают морские ежи, а к ветвям бурых водорослей прикрепляются крошечные рачки, которые ловят добычу передними ножками. Ледяной рай, оказывается, есть не только в Антарктике, но и в других уголках планеты.
Разные животные делают это по-своему. Ученые из Института морских и полярных исследований имени Альфреда Вегенера в Времерхафене выяснили, что обмен веществ у антарктических рыб идет быстрее, чем у рыб из других регионов, когда их тело охлаждено до такой же температуры. У ряда ракообразных и других беспозвоночных биологи обнаружили ферменты, которые на холоде осуществляют химические реакции в организме значительно эффективнее, чем такие же белковые молекулы у родственных видов из более теплых вод.
Впрочем, несмотря на все ухищрения, обмен веществ у обитателей антарктических вод протекает гораздо медленнее, чем у животных из теплых регионов. Вот почему они ведут такой размеренный образ жизни: он помогает им экономить энергию. Ведь многие виды, обитающие на дне южных полярных морей, и без того испытывают проблемы с обеспечением организма энергией. Они кормятся в основном остатками растений и мертвых животных, которые падают к ним из верхних слоев воды. Но такая пища доступна лишь в течение нескольких недель короткого антарктического лета. Когда море вновь замерзает, они оказываются отрезанными от этого источника пищи. Морским обитателям, не способным перейти на альтернативную пищу в виде бактерий, остается одно: как молено сильнее снизить расход энергии. Лучше всего это получается, когда обмен веществ замедляется до минимума.
Режим экономии энергии имеет для животных еще один плюс. При замедленном обмене веществ образуется меньше шлаков и токсинов, от которых организму необходимо любыми способами избавляться. К таким шлакам относятся, например, свободные радикалы (оксиданты) - очень агрессивные формы кислорода, образующиеся в организме в процессе жизнедеятельности. Свободные радикалы очень легко вступают в реакцию с различными молекулами и повреждают структуры клетки, например митохондрии и клеточное ядро; в результате клетка может погибнуть.
Свободные радикалы образуются во всех клетках, которые получают энергию с помощью кислородного дыхания, - разумеется, в разных количествах. Чем холоднее среда и медленнее обмен веществ, тем меньше их образуется и тем менее они активны. Живым существам это идет только на пользу. Если в средней полосе большинство морских беспозвоночных живут не более десяти лет, то их сородичи из полярных морей достигают поистине библейского возраста. Так, биологи из института Вегенера обнаружили мшанку, которая из-за медленного обмена веществ подрастает лишь на 8 мм в год, зато живет более 14 лет. Ее близкая родственница из пролива Ла-Манш растет в пять раз быстрее, но живет обычно не более двух лет. То же самое наблюдается и у морских ежей: если антарктические виды доживают до 70 лет, их сородичи из теплых морей дотягивают только до 5-10 лет. А некоторые губки в холодных южных морях, возможно, живут по 500 лет. Так что вода в неприветливых, казалось бы, антарктических морях поистине «живая».
Километр за километром ничего, кроме льда, снега и голых скал. Бескрайние просторы Антарктиды кажутся белой пустыней, где невозможна никакая жизнь. Впрочем, на побережье можно встретить колонии пингвинов, где тысячи птиц выращивают потомство, а также массивных морских слонов, спокойно лежащих под снегопадом на низменных участках берега. Но это лишь редкие оазисы жизни на огромном ледяном материке, терзаемом штормами и бурями. К суровым условиям жизни на Крайнем Юге планеты сумели приспособиться очень немногие виды животных.
Тем поразительнее картина, открывающаяся взгляду в глубине моря. В прибрежных водах Антарктиды бурлит жизнь. Из-за обилия беспозвоночных, едва ли уступающих многообразием тропическому коралловому рифу, местами даже не видно дна. Здесь растут губки различной формы и окраски, достигая порой двухметровой высоты. Дно покрывают толстые бархатистые подушки мшанок. Между ними высятся изящные морские перья, колонии асцидий и роговых кораллов.
Подобно лесным деревьям и кустарникам эти прикрепленные к грунту морские создания служат средой обитания для многих других животных. Они обеспечивают их пищей и многочисленными укрытиями, где можно спрятаться от врагов или подстеречь зазевавшуюся жертву. Морские огурцы (голотурии) и многощетинковые черви (полихеты), рачки, морские звезды и рыбы вольготно чувствуют себя в этом роскошном подводном царстве.
А ведь биологи подсмотрели лишь крошечную часть этого многообразия жизни. Но чем больше они узнают про обитателей южных полярных морей, тем сильней удивляются - объекты их исследований выработали бесконечное множество изощренных приспособлений и стратегий для выживания в неблагоприятных условиях.
Проблемой номер один в антарктических водах является, конечно, холод - температура воды здесь колеблется от -2 "С до +10 "С. Лишь немногие полярные птицы и млекопитающие способны постоянно поддерживать высокую температуру тела. Большая же часть обитателей морского дна - холоднокровные животные, температура тела которых целиком зависит от температуры окружающей среды.
Ледяная вода - основная проблема обитателей южных полярных морей. Ведь существует опасность, что циркулирующая в их теле жидкость попросту замерзнет. Чтобы этого не с лучилось, некоторые рыбы и другие животные вырабатывают собственный «антифриз». Часто это особые белки, препятствующие образованию ледяных кристаллов. Однако холод несет с собой и другие неудобства. Ведь чем ниже температура, тем медленнее в организме протекают химические процессы, в совокупности составляющие обмен веществ. И все же морским обитателям каким-то образом удается поддерживать жизнь в своем холодном как лед теле.
На Конгсфьорде, ледовом архипелаге возле Шпицбергена, сотрудники Института Альфреда Вегенера опускались в удивительные подводные леса. Вместо деревьев здесь росли бурые водоросли длиной до 4 м, которые плавно колыхались в воде, колеблемые морским течением. Под этими крупными водорослями хорошо себя чувствуют и вносят в подводный пейзаж еще большее разнообразие более мелкие красные и зеленые водоросли, имеющие перистую или лентовидную форму. В густых зарослях подводного леса находят пищу и укрытие множество животных. Среди водорослей извиваются синеватые многощетинковые черви (полихеты), по дну ползают морские ежи, а к ветвям бурых водорослей прикрепляются крошечные рачки, которые ловят добычу передними ножками. Ледяной рай, оказывается, есть не только в Антарктике, но и в других уголках планеты.
Разные животные делают это по-своему. Ученые из Института морских и полярных исследований имени Альфреда Вегенера в Времерхафене выяснили, что обмен веществ у антарктических рыб идет быстрее, чем у рыб из других регионов, когда их тело охлаждено до такой же температуры. У ряда ракообразных и других беспозвоночных биологи обнаружили ферменты, которые на холоде осуществляют химические реакции в организме значительно эффективнее, чем такие же белковые молекулы у родственных видов из более теплых вод.
Впрочем, несмотря на все ухищрения, обмен веществ у обитателей антарктических вод протекает гораздо медленнее, чем у животных из теплых регионов. Вот почему они ведут такой размеренный образ жизни: он помогает им экономить энергию. Ведь многие виды, обитающие на дне южных полярных морей, и без того испытывают проблемы с обеспечением организма энергией. Они кормятся в основном остатками растений и мертвых животных, которые падают к ним из верхних слоев воды. Но такая пища доступна лишь в течение нескольких недель короткого антарктического лета. Когда море вновь замерзает, они оказываются отрезанными от этого источника пищи. Морским обитателям, не способным перейти на альтернативную пищу в виде бактерий, остается одно: как молено сильнее снизить расход энергии. Лучше всего это получается, когда обмен веществ замедляется до минимума.
Режим экономии энергии имеет для животных еще один плюс. При замедленном обмене веществ образуется меньше шлаков и токсинов, от которых организму необходимо любыми способами избавляться. К таким шлакам относятся, например, свободные радикалы (оксиданты) - очень агрессивные формы кислорода, образующиеся в организме в процессе жизнедеятельности. Свободные радикалы очень легко вступают в реакцию с различными молекулами и повреждают структуры клетки, например митохондрии и клеточное ядро; в результате клетка может погибнуть.
Свободные радикалы образуются во всех клетках, которые получают энергию с помощью кислородного дыхания, - разумеется, в разных количествах. Чем холоднее среда и медленнее обмен веществ, тем меньше их образуется и тем менее они активны. Живым существам это идет только на пользу. Если в средней полосе большинство морских беспозвоночных живут не более десяти лет, то их сородичи из полярных морей достигают поистине библейского возраста. Так, биологи из института Вегенера обнаружили мшанку, которая из-за медленного обмена веществ подрастает лишь на 8 мм в год, зато живет более 14 лет. Ее близкая родственница из пролива Ла-Манш растет в пять раз быстрее, но живет обычно не более двух лет. То же самое наблюдается и у морских ежей: если антарктические виды доживают до 70 лет, их сородичи из теплых морей дотягивают только до 5-10 лет. А некоторые губки в холодных южных морях, возможно, живут по 500 лет. Так что вода в неприветливых, казалось бы, антарктических морях поистине «живая».