Мир воды

 Есть нечто таинственное в море, чье неслышное, 
грозное дыхание словно бы выдает существование 
некоего живого гиганта, обитающего в его глубинах. 

Герман Мелвилл

Если бы древние, давшие имя нашей планете, знали, что 71 процент ее поверхности покрыт водой, они назвали бы ее Океаном, а не Землей. Насколько нам известно, ни на одной другой планете солнечной системы океана не существует. На каждый квадратный километр суши у нас приходится два с половиной квадратных километра водной поверхности. Материки представляют собой как бы острова, возвышающиеся над Мировым океаном, расчленяя его на отдельные участки, которые мы произвольно называем океанами, морями, заливами, бухтами и т. д. Глубина Мирового океана составляет в среднем около 3,5 километра, а в отдельных местах достигает 11 километров. Будь поверхность суши ровной, а не покрытой складками, образующими возвышенности и впадины, вся она была бы залита слоем воды высотой почти в 2,5 километра.

В океане в триста раз больше жизненного пространства, чем на суше и в пресных водах. На материках жизнь ограничена поверхностью суши и зоной мелководья глубиной всего в несколько метров. (Полеты птиц и насекомых в воздухе принимать во внимание не следует, поскольку это лишь временные путешествия.)

Меж тем две трети океана глубже 3000 метров, и все это огромное пространство - от сверкающей в лучах солнца поверхности до холодных и мрачных глубин - обитаемо.

Океан начинается не там, где оканчивается суша. Все материки имеют свое продолжение в виде отлогих платформ, называемых материковыми отмелями. Эти относительно плоские террасы бывают шириной от нескольких миль до 1500 километров. Средняя же их ширина около 70 километров. Наружный край отмели чаще всего оканчивается обрывом, называемым материковым склоном, который опускается до глубины 3000 метров и более. Обрыв этот начинается на глубине 200-300 метров.

Пять шестых всех обитателей океана живет в верхних, освещенных солнцем слоях. Однако распределены эти обитатели неравномерно. Так же, как и на суше, в океане есть пустыни и джунгли. Прибрежные участки моря - это своего рода джунгли. Они плотно населены вследствие стока "пищи" с суши и перемешивания всей толщи воды благодаря воздействию ветров, течений, приливов и отливов. С экономической точки зрения это наиболее важные районы, поскольку они служат обиталищем большей части животных, добываемых человеком в море.

Жизнь в водной среде имеет ряд преимуществ. Лучший растворитель, морская вода содержит в себе все вещества, необходимые для благоденствия, роста и воспроизводства своих обитателей.

Живые существа примерно на 80 процентов состоят из воды. У позвоночных она составляет 60-70 процентов веса тела, а у беспозвоночных - таких, как медузы, - до 96 процентов. Основная часть крови и прочих циркулирующих жидкостей - вода - составляет у человека 95 процентов плазмы крови. Она образует как бы внутреннее море, омывающее и отчасти наполняющее каждую клетку. Подобно внешнему морю, она снабжает организм растворенными в ней питательными веществами и кислородом и вымывает из него ядовитые отходы. Кровь греет, охлаждает, смазывает и питает организм.

Состоящие в основном из воды, морские обитатели обладают почти тем же весом, что и окружающая их среда. Иными словами, вода придает им плавучесть и противодействует силе земного притяжения, воздействующей на них. (Специалисты по космической медицине на несколько дней помещают испытуемых в цистерны с водой, воссоздавая состояние невесомости, в каком оказываются космонавты.)

Воздух такими свойствами не обладает. Прежде чем выйти на сушу, сухопутным животным пришлось обзавестись прочными скелетами, крепкими конечностями и мышцами, которые были бы в состоянии выдержать тяжесть их тел. Чем крупнее сухопутное животное, тем больше сил оно должно тратить на поддержание собственного веса. Это ограничивает его размеры. Морские же животные могут достигать гораздо большей величины. Самый крупный обитатель океана, синий кит, весит в 30 раз больше среднего слона, крупнейшего сухопутного животного. Киты, выбросившиеся на берег, зачастую гибнут от удушья, потому что огромный вес их тела, лишенного опоры, сдавливает им легкие.

Морские животные тратят меньше энергии, чем обитатели суши, на преодоление силы тяжести, зато больше используют ее для перемещения, так как обитают в более плотной среде.

Морская вода примерно в тысячу раз плотнее воздуха, поэтому сопротивление ее больше. Сравнительно незначительная плотность воздуха позволяет животным даже малообтекаемой формы передвигаться со значительной скоростью.

Гепард может бежать со скоростью до 130 километров в час; отдельные виды уток летают со скоростью до 120 километров в час. Что же касается морских животных, то наиболее быстрые из них - тунцы и некоторые разновидности китов - могут развивать скорость лишь 35 миль в час и немногим более, да и то в течение кратких промежутков времени. Но, поскольку все обитатели моря передвигаются в среде с одинаковой плотностью, то меньшая, чем на суше, скорость ни для кого не является помехой (Это не совсем точно. Вода оказывает гораздо большее сопротивление, чем воздух, но зато почти полностью освобождает от затрат энергии на преодоление силы тяжести, что особенно важно для крупных животных. В общем среди легковесов бегающие, а особенно летающие наземные животные значительно быстрее плавающих водных, тогда как у тяжеловесов соотношение обратное. Меч-рыба весом в несколько центнеров на рывках, судя по скорости разматывания лески, дает 130 километров в час. Подробнее см. статью "Скорость движения рыб", "Природа", № 3, 1960. - Ред.).

Вода поглощает и сохраняет больше тепла, чем воздух, камень, почва или любое вещество, кроме аммиака. Если все солнечное тепло, достигающее поверхности Земли, направить на Антарктику, то слой льда в несколько тысяч метров, покрывающий континент, растает за два с половиной года. Между тем это же количество тепла повысило бы температуру Мирового океана лишь на 1,1°С. Более того, Мировой океан может отдавать атмосфере огромное количество тепла, причем собственная его температура остается почти неизменной. Благодаря этому явлению морскому климату не свойственны значительные и резкие колебания, присущие континентальному климату. Так, в Антарктиде температура воздуха опускается до 88° ниже нуля, а в Североафриканских пустынях достигает 58°. В открытом же море, где влияние суши не ощущается, максимальная температура редко превышает 30°, а минимальная - 2,8° тепла (Благодаря наличию в ней солей морская вода замерзает при температуре ниже 0°). Сезонные температурные колебания слоев воды, прилегающих; к поверхности, никогда не превышают 5-6°, а суточные колебания их температуры не бывают больше 0,5°. На глубине 300 метров сезонных изменений температуры не существует вообще, а еще глубже вола одинаково холодна и имеет среднюю температуру чуть ниже 1,7°.

Поскольку на огромных водных пространствах в течение длительных промежутков времени преобладают одинаковые умеренные условия, морским обитателям, в отличие от сухопутных животных, не нужно приспосабливаться к частым и резким изменениям в окружающей среде. Поэтому они находятся в удивительной гармонии со средой и чрезвычайно чувствительны к ее колебаниям. Все обитатели моря, кроме млекопитающих, - холоднокровные существа (Животные с теплой кровью - птицы и млекопитающие - выработали свою собственную "отопительную систему", благодаря которой температура их тела остается неизменной, несмотря на изменения температуры внешней среды), поэтому их тела принимают ту же температуру, что и температура водной среды. Даже малейшие колебания температуры могут вызвать перемены в химическом составе этих животных, а значительные и внезапные изменения чреваты для них самыми тяжелыми последствиями.

Благодаря такой восприимчивости границы между водными массами, имеющими разные температуры, могут оказаться столь же непреодолимой преградой, как горная цепь или пустыня - на суше. Такие температурные "барьеры" существуют в Мировом океане повсюду, особенно в местах, где сталкиваются различные течения и массы воды: они-то и препятствуют перемещению животных из одних районов в другие.

Один такой барьер опоясывает земной шар между 50 и 55° южной широты. Здесь холодная, опресненная вода, текущая к северу, сталкивается с массами более теплой и соленой воды, двигающимися к югу. Это так называемая антарктическая конвергенция. Районы, находящиеся по обеим сторонам этой конвергенции, имеют совершенно различные подводные "климаты", а животные и растения, населяющие их, различаются в такой же степени, как флора и фауна леса и тундры.

Подобные барьеры задерживают не всех обитателей моря. Многие виды китов, рыб и, возможно, кальмаров перемещаются на значительные расстояния. Однако другие существа, в особенности животные, собирающиеся стать родителями, а также их потомство, в высшей степени восприимчивы к изменениям температуры. Вот почему период нереста приурочен к определенному сезону, обычно к весне, когда море изобилует пищей. Биологи полагают, что именно сезонные изменения температуры стимулируют половую активность морских обитателей.

Профессиональные рыбаки и рыболовы-любители, для того чтобы определить, где следует ожидать клева, измеряют температуру воды. Например, одна из рыб, которая называется голубой, направляется в сторону берега, когда столбик ртути опускается до 15°; когда же температура поднимается выше 21°, эта рыба снова уходит в море. Полосатый окунь подходит к берегам при температуре около 6°, а макрель предпочитает температуру от 11 до 8°.

Температура воды влияет также на метаболизм. Темп жизни холоднокровных организмов при повышении температуры на 5,5° ускоряется примерно в два раза. И наоборот, низкие температуры замедляют химические реакции, и организму для своего существования требуется меньше пищи и энергии. Метаболизм такого рода может даже продлить жизнь организма, временно отключая его жизненные функции, что позволяет ему уцелеть и тогда, когда условия жизни трудны и пищи недостаточно.

На внешний вид этого одноклеточного микроскопического организма (Ceratium) оказывает влияние температура. В теплых районах и в теплое время года его выросты увеличиваются, облегчая парение в воде с меньшей плотностью. В холодных же, более плотных, водах он обходится короткими выростами

Ускоренное протекание метаболизма в теплых морях приводит к тому, что животные растут скорее, размножаются раньше и чаще. Пока у обитателей полярных районов появится на свет одно поколение, в тропиках рождается несколько поколений. Такая быстрая их смена обеспечивает больше возможностей для мутации и обусловливает большее разнообразие видов. По этой причине население тропических вод невероятно разнообразно по видовому составу, однако каждый из видов представлен сравнительно небольшим количеством особей. В полярных же районах обитает относительно немного видов, зато представители каждого из них весьма многочисленны (См. послесловие редактора. - Ред.). Животные, обитающие в холодных водах, обычно достигают больших размеров, нежели их сородичи, живущие в теплых водах. Полярные виды крупнее тропических. Даже в глубоких, холодных слоях тропических вод водятся более крупные виды животных, чем в поверхностных слоях. Рыбы двух видов, обитающие на глубине 1500 метров, в два раза длиннее своих сородичей, живущих на глубине 450 метров. Этот факт, возможно, объясняется тем, что для достижения половой зрелости обитателям холодных вод требуется больший срок.

Выходит, температура воды оказывает значительное влияние на жизнь морских растений и животных. Она влияет на цикл их размножения, жизни и роста, на их размеры. Она влияет также на перемещение масс воды, на ее вязкость, количество газа, растворенного в море, на форму и толщину раковин и прочих внешних покрытий обитателей моря.