Мир океана. Море живет
Шрифт:
В течение суток все клетки растений и животных изменяют не только интенсивность, но в ряде случаев и направление обмена веществ. Так, у зеленых растений в продолжение дня физиологические процессы направлены главным образом на осуществление фотосинтеза. В ночное время, когда фотосинтез невозможен, интенсивнее идет рост. Сложные процессы, происходящие в течение ночных часов в клетках бобовых, приводят в конце концов к поднятию листков. Таким образом, растение, пока солнце еще за горизонтом, подготавливается к более полному улавливанию света его лучей.
У животных в течение суток изменяется интенсивность дыхания, количество сахара в крови, у теплокровных — температура тела и т. д. Куры, как и большинство птиц, активны в светлое время суток, а ночью спят. Во время сна происходит восстановление утомившейся за день нервной системы. Петухи, просыпаясь еще ночью, начинают петь, приветствуя приближающееся утро. Они поют по утрам, даже если их поместить на несколько
Внутриклеточные биологические часы, как и те приборы для отсчета времени, которые изготавливаются руками человека, периодически требуют корректировки хода. В природе имеется несколько синхронизаторов хода биологических часов с астрономическим временем. Главный из них — смена темного и светлого времени суток. Осенью, когда солнце встает позднее, позднее поют и петухи, так как восход каждый день делает небольшую поправку в показаниях их внутренних часов.
Советские ученые М. Лобашев и В. Савватеев провели весьма показательный опыт. Они воспитывали цыплят с первого дня жизни в необычном искусственном ритме: выключали свет в курятнике дважды в сутки с 12 до 16 и с 24 до 4 часов. Для подопытных птиц сутки стали короче в два раза. Они уже в 11 утра усаживались на насест и вскоре засыпали. Петухи исправно пели в темноте среди дня. К 16 часам курятник просыпался, все его население чистило перья, искало корм и вообще бодрствовало до полуночи.
В некоторых случаях корректировка хода биологических часов осуществляется не непосредственной сменой дня и ночи, а связанным с этим изменением температуры, интенсивности шума и т. д. Большую роль здесь играют физиологические процессы, происходящие в самом организме. А. Пушкин очень правильно подметил это обстоятельство, сказав, что «желудок верный наш Брегет».
Но как же объяснить поведение австралийских рифовых цапель? Очевидно, в своих действиях они руководствуются не одними биологическими часами, а двумя. Первые их часы настроены на обычный суточный ритм, другие на ритм приливов.
Коренное население литорали в еще большей степени зависит от несовпадающих суточных и приливных ритмов, и потому постоянно ведет двойной отсчет времени.
На илистых пляжах и в мангровых зарослях по берегам тропических морей живут крабы-сигнальщики. Название животного связано с его интересной особенностью. Самец краба имеет одну клешню огромного размера с ярким красным или оранжевым пятном. Сидя у входа в норку, он все время размахивает ею, как моряк-сигнальщик флагом. По-видимому, этими движениями крабы показывают, что у них «все в порядке». Стоит одному из них заметить опасность, как он прекращает подачу сигналов и скрывается в норке. Вмиг волна паники распространяется вокруг, и все крабы один за другим исчезают в своих убежищах, выставив наружу глаза, сидящие на длинных стебельках. Появление одного из сигнальщиков на поверхности остальные воспринимают как сигнал отбоя тревоги.
Крабы-сигнальщики.
Крабы-сигнальщики активны только при спаде воды, и в это время они бродят около своих норок в поисках пищи. С наступлением прилива животные забираются в норки. Цвет тела краба меняется в зависимости от освещенности. С рассветом крабы темнеют, это помогает им укрываться от глаз хищников. После захода солнца они становятся желтовато-белыми. Изменение окраски связано с перемещением темного пигмента по отросткам особых клеток. Когда пигмент собирается в центре клетки в небольшой комочек, краб светлеет; когда же красящее вещество равномерно располагается по всей клетке, краб становится темным. Темная окраска тела нужна крабу только во время дневных отливов, поэтому он темнеет раз в сутки, и максимум потемнения ежедневно наступает на 50 минут позднее, что соответствует ритму приливно-отливных течений. Чрезвычайно показательно, что правильность чередования светлой и темной окраски у крабов-сигнальщиков не нарушается при содержании их в полной темноте и вдали от моря. За месяц внутренние часы крабов ошибаются лишь на минуты.
Человек сконструировал часы, отсчитывающие не только секунды и минуты, но и дни. Биологические часы некоторых литоральных животных показывают также время лунного календаря, а есть и такие, которые «бьют» всего один раз в году. Выше уже говорилось, что морская вода заливает верхний горизонт литорали не ежедневно, а лишь два раза в месяц, во время сизигиев. В соответствии с этим поведение животных верхней литорали подчинено также полумесячному ритму.
На коралловых рифах Тихого океана живут крупные, до 40 сантиметров, кольчатые многощетинковые черви — зеленый еунице. На архипелаге Самоа они известны аборигенам под названием палоло. В течение года палоло нельзя увидеть, так как они прячутся в глубоких щелях кораллового полипняка. Когда на Самоа наступает весна, задние концы палоло переполняются половыми продуктами,
На островах Самоа морской червь палоло и лакомство, и национальное блюдо.
Биологическое назначение «роения» червей объясняется крайне просто. Одновременный вымет большого количества половых клеток на ограниченном участке облегчает их встречу в безбрежном океане и обеспечивает развитие следующего поколения. Сложнее разгадать механизм биологических часов, которые у сотен тысяч палоло работают с такой удивительной синхронностью: ночь в ночь, минута в минуту. По-видимому, причиной «роения» служит созревание половых продуктов, а сигнал для его начала посылает Луна, наиболее ярко светящая во время полнолуния. При этом между приемом сигнала и ответной реакцией червя проходит всегда одно и то же время — шесть суток: роение начинается на шестую ночь после полнолуния.
Биологические часы играют очень большую роль в приспособлении литоральных организмов к превратностям жизни в приливно-отливной зоне океана.
Глава 2. За полярным кругом
Географическое положение полярных морей создает для обитателей литорали ряд специфических условий существования. Главнейшие из них — своеобразие температурного и светового режимов, а также воздействие льдов.
Температура воды в поверхностном слое и у берегов приполярных морей в течение года в общем изменяется незначительно, хотя зимой она, конечно, несколько ниже, чем летом. Разница же между летней и зимней температурой воздуха очень велика, даже если речь идет об усредненных данных. Вот что говорится по этому поводу в работе известных исследователей биологии полярных морей Е. Гурьяновой, И. Закса и П. Ушакова.
«…Температура воздуха, непосредственному действию которой литораль подвергается во время отлива летом, иногда достигает 30°, зимой же падает до –27° и ниже; с другой стороны, температура воды, омывающей литораль во время прилива, летом колеблется от +8° до +14°, зимой от 0° до –1,5°. Таким образом, температурная сезонная амплитуда на литорали достигает 57°, и даже суточная температурная амплитуда достигает 26°. Нужно еще особенно подчеркнуть, что колебания эти отличаются крайней резкостью, почти мгновенностью. В самом деле, все население данного пункта литорали во время отлива подвергается действию высокой температуры воздуха в жаркий день до 30°. Наступает прилив, и, как только литораль покрывается водой, все животные сразу попадают в температуры гораздо более низкие».
Подвижные животные в период отлива забираются в такие места, где действие температуры воздуха сказывается слабее. В наших северных морях таким надежным убежищем им служат заросли бурых водорослей — фукусов и аскофиллумов, под которыми летом во время отлива сохраняется прохладная температура и достаточная влажность. Сами водоросли на ветру и солнце легко теряют воду. Те, что оказываются наверху, чернеют, становятся ломкими, но с приходом воды их ткани снова набухают, делаются эластичными и опять приобретают свой естественный зеленовато-бурый цвет.