Текст книги "Невидимые нити природы"

Автор книги: Игорь Акимушкин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 18 (всего у книги 20 страниц)

Позднее выяснилось, что зоохлореллы и зооксантеллы – сборные понятия: к ним принадлежат многие виды водорослей. Под названием «зоохлореллы» чаще всего описаны различные представители рода хлорелла.

Зооксантеллы набирают своих «волонтеров» преимущественно из жгутиконосцев рода хризиделла. У них, пока свободно они живут в море, спереди извиваются два тонких хвостика, или жгутика. Они ввинчиваются в воду и тянут за собой водоросль, словно лодочку, у которой мотор не сзади, а спереди. Поселяясь под кожей у друзей, хризиделлы меняют свой облик: жгутики у них исчезают и форму иную принимают – округлую, а не овальную, как прежде. Окраску тоже меняют. В их распоряжении, очевидно, большой выбор нарядов. Хризиделлы, которые живут в радиоляриях и сифонофорах, окрашены в ярко-желтый цвет, в сцифоидных медузах они зеленоватые, а в кораллах и губках – коричневые и фиолетовые.

Рассказывают, что лет пятнадцать назад в витрине одного нью-йоркского магазина была выставлена жемчужина невероятной величины – с человеческую голову! Весила она 6 килограммов 350 граммов, длиной была 23, а шириной – 14 сантиметров. Рассказывают далее, что добыли эту жемчужину при обстоятельствах в высшей степени необычных и трагических. Сын одного филиппинского вождя купался с товарищами в океане. Он нырнул и не вынырнул. Юношу нашли на дне моря: его руку сжимала створками чудовищная ракушка. С трудом вытащили ее на берег, открыли ломами и нашли внутри сверхжемчужину. Коварную ракушку, погубившую несчастного юношу, ученые называют тридакной, а люди, настроенные более романтично, – «ловушкой смерти». Молва утверждает, что этот страшный моллюск был будто бы причиной гибели многих ныряльщиков, случайно попадавших рукой или ногой между створками его раковины. Створки тогда смыкались и держали в своих тисках попавшего в ловушку человека.

Тридакна – самая крупная на Земле ракушка: весит она около полутонны и длиной бывает до полутора метров. (Путешественники минувших столетий сообщали даже о четырехметровых тридакнах!) Обитает тридакна на коралловых рифах Индийского и Тихого океанов. Между створками раковины, словно капризные губы, выступают волнистые складки мантии – полупрозрачной оболочки, которая окутывает моллюска. «Губы» бывают зеленые, лиловые, красные и крапчатые с пятнами разных цветов.

Если поранить «губу» ногтем, из нее потечет коричневая жидкость. Возьмем капельку и рассмотрим под микроскопом: мы увидим знакомые бурые шарики – зооксантеллы. Их великое множество. Они поселились в межклеточных пространствах мантии моллюска. Здесь под полупрозрачными покровами, словно за матовым стеклом, водоросли отлично защищены от чрезмерной яркости тропического солнца: прямые его лучи убивают многие организмы.

Тридакна «позаботилась» даже о тех зооксантеллах, которые живут слишком глубоко в ее тканях и к которым поэтому проникает слишком мало света. Края ее мантии, постоянно выступающие из раковины, словно им тесно в домике, снабжены оптической системой. Это небольшие «кегли», сложенные из прозрачных клеток. Узким концом они глубоко погружены в мантию моллюска, образуя светопреломляющий конус. Его назначение – собирать свет на поверхности животного и проводить в глубины тканей, чтобы водоросли-симбионты могли расселиться в теле тридакны на большем пространстве.

Для нее это очень важно, ведь тридакна питается преимущественно (если не исключительно) теми веществами, которые вырабатывают зооксантеллы, переваривают и избыток водорослей, а они размножаются быстрее, чем ракушка успевает их съесть. Но переваривает тридакна своих квартирантов не в кишечнике (он у нее недоразвит), а прямо в тканях.

Ученые полагают, что только благодаря «дружбе» с водорослями и обилию пищи, которую они создают прямо на месте потребления, эта ракушка и вырастает до гигантских размеров (и производит жемчужины сказочной величины).

Червя конволюту (он обитает в Средиземном море и у берегов Франции в Атлантике) тоже кормят водоросли, которые живут у него под кожей. С помощью солнечных лучей превращают они углекислый газ и воду в крахмал. Этим крахмалом червь и сыт. Не нужны конволюте ни желудок, ни кишечник. Они у него атрофировались. Зато должен червь почаще бывать на солнышке. Как начнется отлив, миллионы конволют выползают из нор и принимают солнечные ванны, чтобы водоросли под их прозрачной кожей приготовили побольше крахмала. А когда волны прилива вновь зальют пляж, червь зарывается в песок. Этот друг водорослей, можно сказать, лучами солнца и воздухом питается. Без водорослей червь и недели не протянет. Если молодой конволюта не успеет вовремя обзавестись зоохлореллами, он погибнет от голода, так как самостоятельно может питаться лишь первые дни. И вот что интересно: в яйцах и личинках червей нет водорослей! Но в оболочках яиц они есть. И так много, что те даже зеленеют. Когда личинка выползает из яйца, она вымазывается зеленой «пыльцой», покрывающей яйцевые скорлупки, и с поверхности яйца водоросли попадают сначала на кожу молодого червя, а потом и под нее.

Но самое поразительное – это ведь не те водоросли, что прятались под кожей у матери червя! Зоохлореллы, как только попадут под кожу к конволюте, сразу меняют свой облик и привычки и совсем делаются непригодными для новой инфекции. Они не могут уже больше самостоятельно существовать в воде, вне организма конволюты. «Заражение» личинки происходит свежими, не жившими в симбиозе с червями водорослями, которых безудержно влекут к себе какие-то особые выделения оболочек яиц. Как только самка отложит яйца на дне моря, зеленые шарики во множестве устремляются к ним. Инстинктивное влечение некоторых животных и растений к определенным химическим веществам ученые называют хемотаксисом.

Многие обитатели моря, не только тридакна с конволютой, но и губки, кораллы, гидроидные полипы, гидры, сифонофоры, медузы и похожие на них гребневики, а также актинии, ресничные и высшие черви (полихеты) и похожие на червей киноринхи, коловратки и, возможно, мшанки и иглокожие дают приют водорослям в своих полупрозрачных тканях.

Даже одноклеточные амебы, инфузории и радиолярии порой буквально набиты зелеными и желто-бурыми «шариками». Один ученый насчитал, например, в корненожке пенероплис 28 тысяч водорослей, а в другой, которая была побольше, даже 100 тысяч! Крохотное тельце этой гостеприимной «зверюшки» могло комфортабельно поместиться на острие иголки!

Безусловно, и водоросли, и приютившие их животные получают от этого добровольного объединения большую пользу. Чтобы выяснить, какую именно, ученые проделали много опытов и пришли к выводу: животные, «зараженные» водорослями, растут лучше и быстрее. Они нередко прекращают даже всякую охоту за пищей. Ни к чему им это: ведь водоросли приготавливают столько провианта, что его вполне хватает и хозяевам и квартирантам. Выяснили также, что водоросли-симбионаты не только снабжают животных пищей – они и «чистят» их. Изнутри чистят, избавляя от отработанных продуктов – «шлака» обмена веществ: поглощают углекислый газ и фосфорные соединения, которые в процессе жизнедеятельности выделяют ткани животного. А кислород, который водоросли производят, как и всякое зеленое растение, тоже зря не пропадает – его жадно впитывают клетки животного. Поэтому некоторые обладатели зеленых симбионтов могут сутками жить в запаянных стеклянных трубках, из которых выкачан воздух. В безвоздушном пространстве кислородом их снабжают те же водоросли. Стоит эти трубки перенести в темноту, как животные сейчас же умирают от удушья: ведь кислород растения выделяют только на свету.

Эндосимбиоз, следовательно, представляет собой уменьшенное издание той высшей формы взаимоотношений животного и растительного миров, которую называют круговоротом веществ в природе.

Водоросли не могут жить без света, поэтому и поселяются лишь в животных, в полупрозрачные ткани которых легко проникает свет и которые обитают в местах, хорошо освещенных солнцем.

В растительном царстве есть, однако, организмы, процветание которых не зависит от того, светит солнце или нет. Они даже избегают его лучей. Это бактерии. Во многих биологических процессах, совершающихся на Земле, принимают участие эти невидимые, но чрезвычайно деятельные живые палочки и шарики. Мы привыкли считать их врагами. Но среди бактерий много и полезных видов. Немало их живут с животными в тесном и чрезвычайно выгодном для обеих сторон симбиозе. И поскольку бактерии нуждаются не в свете, а только в питательном бульоне определенного сорта, естественно, что поселяются они не под кожей, а в животе у своих хозяев, в кишечнике.

Все питающиеся деревом жуки-дровосеки и жуки-сверлильщики, моль, поедающая шерсть, и насекомые, сосущие соки растений, и сосущие нашу кровь комары без помощи бактерий просто не могли бы существовать на своей однообразной диете.

Даже в крохотном тельце микроскопической амебы пеломиксы живут бактерии. Амеба поедает полуразложившиеся остатки растений, «глотает», если предложить ей, кусочки ваты или бумаги. Бактерии сейчас же их окружают и всем «обществом», перерабатывают вату и бумагу в продукты вполне съедобные. Во всяком случае амебы после этого неплохо их усваивают.

У личинок сверчков, мух, мошек и у многих жуков (майского, навозного и жука-оленя) бактерии наполняют слепые выросты кишечника – своего рода «бродильные чаны»: пища в них действительно бродит, как пиво в пивоварне. Бактерии разлагают клетчатку – основное вещество, из которого состоит всякое растение. И то, что в «бродильном чане» после этого остается, всасывает кишечник насекомого.

Но даже и бактериям не без труда, по-видимому, удается расщепить клетчатку: процесс этот очень длительный. Через весь кишечник личинки майского жука пища обычно проходит за три-четыре дня, но, попадая в конце его в «бродильные чаны», задерживается здесь на два месяца. Только за это время бактерии успевают превратить клетчатку в сахар. По-видимому, поэтому – из-за медленного пищеварения – личинка майского жука так долго растет. Пройдут годы, прежде чем она в образе бронзового хруща теплым майским вечером выберется из-под земли.

Как бактерии-кормильцы попадают в кишечники хозяев, ученые установили, наблюдая за развитием зеленой мухи – пренеприятнейшего существа. У нее обнаружена целая система эстафетной передачи бактерий от поколения к поколению.

Личинки зеленой мухи содержат бактерии в шарообразных ответвлениях кишечника. Но перед тем как превратиться в куколку, личинка изгоняет их из обжитых квартир. Часть бактерий попадает в специально приготовленное для них новое помещение (в особый «отсек» слюнной железы) и здесь сохраняется для потомства будущей мухи. Это своего рода семенной фонд.

Излишек бактерий выбрасывается из тела вон.

Бактерии, которым повезло, быстро размножаются в слюнных «отсеках»: железы мухи вырабатывают для их пропитания особый бульон. А когда молодая муха выберется из оболочек куколки, бактерии совершают еще одно переселение поближе к яйцекладу, в особое бактериальное «депо» у его основания. Каждое яичко, отложенное мухой, проходя мимо этих «депо», заражается бактериями, и поэтому личинкам мухи, хотя едят они пищу, перед которой бессильны их собственные пищеварительные соки, не приходится голодать.

Ежегодно в клиниках всего мира хирурги, спасая заболевших аппендицитом, удаляют около 200 тысяч человеческих аппендиксов. Наша подверженность этому заболеванию доказывает, что человек произошел от предков, которые поедали много всякой зелени. Ведь аппендиксы, червеобразные отростки слепых выростов кишечника, которые воспаляются, когда в них попадает что-нибудь труднопереваримое, подобны «бродильным чанам» зеленой мухи и майского жука. В них поселяются бактерии, разлагающие клетчатку. Поэтому все растительноядные животные наделены большими аппендиксами. У людей они сохранились как бесполезный атавизм, который без вреда можно удалить.

Но если вырезать аппендиксы, скажем, у петуха (у птиц их два, а не один, как у нас), он умрет от голода, сколько бы ни съедал зерен и ягод. Лишь мясная пища, которую он сам, без бактерий переваривает, может спасти его от голода.

У хищников – ястребов и орлов – «бродильные чаны» маленькие: они ведь мясом питаются.

А у тетеревов, рябчиков, глухарей, которые едят зимой только древесные почки, сосновую хвою и клюкву, такие же длинные, как и весь остальной кишечник.

Бактерии оказывают еще одну важную услугу – обогащают проглоченную нами пищу белком и витаминами. За каждым обедом мы перевариваем вместе с пищей бесчисленные легионы «доморощенных» кишечных бактерий, которые размножаются, однако, быстрее, чем мы успеваем их съедать.

Численность этих легионов, населяющих наши кишки, точно неизвестна. Но подсчитано, что корова, например, съедает ежедневно 34 грамма бактерий, размножающихся в ее желудке, а это около 3 % ее суточного белкового рациона.

Около полувека назад биолог Гардер сделал любопытное открытие. И до него животноводы замечали странные повадки у некоторых животных – стремление поедать свой помет. Это считалось врожденным пороком. Но оказывается, дело тут не в дурных привычках, а в физиологии. Когда Гардер отучил от скверной привычки подопытных мышей и морских свинок, они все умерли через две-три недели. Он установил, что в помете этих животных содержатся витаминизированные «пилюли» – цекотрофы. Их приготавливают бактерии в слепых кишках морских свинок и мышей. Без цекотрофов, богатых кроме витаминов еще какими-то редкими веществами, животные не могут жить. Но цекотрофы образуются лишь в слепой кишке, а из нее попадают уже сразу в толстые кишки, и организм животного не успевает их усвоить. Лишь когда цекотрофы съедены, содержащиеся в них необходимые для жизни вещества поступают в кровь и ткани животного.

Человек и природа в согласии

Легкие планеты

Лес гибнет от пожаров, от ураганов и бурь, губят его паразитические грибки, и насекомые, и травоядные животные, уничтожающие молодые поросли. Однако в недавнее еще время подобные естественные потери составляли лишь четверть от ежегодного прироста леса.

Иная картина в наши дни, когда человек активно включился в число истребителей деревьев. Теперь уже ежегодный прирост не покрывает уничтожения леса за тот же период.

Комиссия ООН по проблемам питания и сельского хозяйства подсчитала, что леса покрывают еще 30 % поверхности суши нашей планеты. Это по 2 гектара на каждого человека на Земле. Однако в приведенную выше оценку покрытой лесами поверхности Земли комиссией включены и кустарниковые заросли или редколесья типа саванны. Если их исключить, то только по 1,25 гектара леса придется на душу населения.

А между тем потребление человечеством дерева возросло и возрастает ежегодно в количестве, намного превышающем ту «долю леса», которая в среднем приходится на каждого обитателя планеты. Например, в США на всякого рода бумагу – книги, газеты, картон и пр. – потребляется ежегодно по 0,75 гектара леса на душу населения. Но бумага – далеко не единственное сырье лесопродукции. Много больше его уходит на отопление, постройки, мебель и т. п. И получается, что не 0,75, а 5,25 гектара леса потребляется ежегодно каждым гражданином США. А это на 4 гектара больше, чем имеет деревьев в своем «потенциальном владении» житель планеты.

Но лес ценен не только хозяйственным использованием древесины. Далеко нет! Лес – это легкие планеты! Мы просто задохнулись бы, не будь на земном шаре лесов, ведь растения, занимаясь фотосинтезом, постоянно выделяют в окружающее пространство кислород и поглощают углекислый газ. Один дуб, например, производит кислорода, которого достаточно для двоих людей. С другой стороны, чтобы изъять из атмосферы углекислый газ, выбрасываемый одним небольшим автомобилем, необходимы 150 дубов. Средних размеров тепловая электростанция потребляет столько кислорода, сколько его производит лесной массив размером, скажем, с Лондон (1,6 тысячи квадратных километров).

Конечно, возразят возможно, и луговые травы, сады и огороды производят кислород. Да и океаны тоже. Но по сравнению с лесами их общая доля в насыщении атмосферы животворным газом несравненно мала, ведь леса одной только Амазонии дают половину мирового производства кислорода посредством фотосинтеза.

К такому решению пришел Харальд Сиоли, директор Института лимнологии (озероведения) имени Макса Планка. Он утверждает: если погибнет амазонская сельва, то климат планеты резко изменится. Кислорода станет вполовину меньше, а углекислого газа больше. Это будет равносильно гибели одного из океанов.

А между тем ныне, как никогда в таких масштабах, полным ходом идет уничтожение лесов Амазонии.

Треть всех лесов планеты растет здесь на площади 5 миллионов квадратных километров, занимая половину территории Бразилии. Четверть лесов только в штате Мату-Гросу уже уничтожена. Лишь в 1975 году Амазония потеряла 4 % своих деревьев. Если так будет и дальше продолжаться, то к 2005 году не останется здесь ни одного дерева.

А темп с тех пор не снизился, а повысился. Большую часть сельвы сводят иностранные компании. Крупнейшая из них – «Жарифорестри энд рэнчинг компани», принадлежащая Дэниелу Ладвигу. Он абсолютный владыка края площадью больше Бельгии.

Самое жуткое и безрассудное, что леса эти компании уничтожают, не вырубая их, а сжигая! Жгут напалмом! С самолетов, пролетающих из Белена в Бразилию, ничего не видно снизу, кроме сплошной пелены дыма!

В 1979 году в Бразилии разразился скандал: прессе стала известна секретная сделка правительства с иностранными компаниями. За 20 миллиардов долларов предполагалось продать им 40 % амазонских лесов.

Тут пришла новая для сельвы беда: стал легкодоступным и недорогостоящим, как прежде, процесс добычи горючих веществ (этиловый спирт и метан) из древесины. Они вполне могут заменить бензин в двигателях внутреннего сгорания. Сокращение нефтяных запасов и рост цен на нефть открывают дорогу производству заменителей бензина из сырья, которое дают амазонские леса.

«Сжигание амазонских лесов и растущее вследствие этого содержание углекислого газа в атмосфере могут привести к повышению температуры на нашей планете, таянию полярных шапок и такому подъему уровня Мирового океана, который вызовет затопление сотен прибрежных городов по всему миру» (Норман Льюис).

Ежегодно в атмосферу поступает 5 миллиардов тонн углекислого газа, но он не весь пребывает в ней. Это к счастью: растения потребляют примерно половину его. Но вторая половина остается! Газ накапливается под голубым куполом небес. Подсчитано, что с 1857 по 1975 год содержание углекислого газа в атмосфере возросло с 311 до 327 частей на миллион, то есть на 5 %.

Если и дальше этот губительный процесс будет идти теми же темпами, то к 2000 году углекислого газа в атмосфере будет на 20 % больше, чем его содержится сейчас, а к середине XXI века удвоится.

Что же случится с климатом?

Температура воздуха на Земле повысится в среднем на 2,9 градуса. На полюсах станет на 10 градусов теплее. Все это поведет к быстрому таянию снега и льдов на полюсах и горных вершинах. И как следствие этого – подъем уровня океана на 40–80 метров. В результате затоплены будут многие города и страны, например Нидерланды. Париж тоже окажется под водой.

Когда все эти вредные последствия концентрации углекислого газа станут неоспоримо опасны, будет уже поздно прекратить его накопление, ведь нельзя сразу остановить все тепловые электростанции, заводы, автомобили и прочие агрегаты, работающие на сжигании нефти, угля, бензина. Углекислый газ будет продолжать накапливаться еще десятки лет после установления в атмосфере его критического уровня.

Сведение лесов ускорит этот процесс. Никакие культурные древесные насаждения не заменят их, потому что на одной и той же площади лес представляет намного более мощную фабрику фотосинтеза, чем продовольственные растения. Из общей растительной массы в 827 миллиардов тонн лес составляет 743 миллиарда.

Однако надо здесь сказать, не все исследователи считают, будто нарисованная выше пессимистическая картина катастрофического изменения климата Земли скоро станет реальностью. Это верно: глобальное накопление углекислого газа вызывает основную тревогу за будущее нашей планеты. Но не все верят в необратимость этого процесса, и не все полагают, что гибельные его последствия произойдут так быстро.

О потеплении климата, вызванном той или иной деятельностью человека, некоторые ученые так говорят: оно, это потепление, в настоящее и ближайшее будущее незначительно «по сравнению с притоком солнечной радиации на Землю». Некоторые и вовсе указывают: накопление углекислого газа в атмосфере Земли не скажется губительно на климате в глобальном масштабе, потому что этот газ необходим для жизни растений и они увеличат свою продуктивность, поглощая его во много раз больше, чем сейчас, а это будет поддерживать равновесие в составе атмосферы примерно на том же уровне.

Урожайность сельскохозяйственных культур тоже будто бы повысится, так что концентрация углекислого газа иными оптимистами «рассматривается как фактор, благоприятный для человечества».

Очевидно, до новых открытий и более неуязвимых теорий, созданных как оптимистами, так и пессимистами, стоит пока держаться в этом трудном вопросе средних позиций, но отнюдь не благодушествовать, потому что положение с накоплением в атмосфере углекислого газа представляет действительно серьезную проблему.