Знание-сила, 2007 № 02 (956)

Свет в глубине океана

В глубине Океана таится неведомая нам жизнь.

В кромешной тьме вспыхивает странный, призрачный свет.

Вот рыбы... им доступно то, что запретно человеку.

Лотреамон

Тысяча метров ниже уровня моря. Казалось бы, — так считают все, — здесь царит мрак, но даже он не мешает драконовой рыбе охотиться. Ее огромная пасть усеяна зубами. Рыбешки, плывущие рядом, словно не замечают ловушку. Они беззаботно заплывают внутрь.

Частокол зубов смыкается. Пасть захлопывается.

Удивительная охота! Хищник выбрался на нее с фонариком: его люминесцентные клетки испускают красочный свет. В этом мерцании как на ладони видны стайки рыб. Им же свет не виден. Незримой тенью на них надвигается беда...

О жителях океанских глубин можно рассказывать много подобных историй. Неожиданности там уготованы всюду. Лишь в последние годы тайная жизнь Океана понемногу приоткрывается ученым. Чтобы покорить беспросветный мрак, здешние обитатели придумали немало секретов. Драконовые рыбы научились зажигать свет, а безглазые креветки изловчились видеть спиной.

Для многих рыб без света не выжить в пучине вод. Одни приманивают на свет добычу; другие маскируются от врагов; есть рыбы, что общаются благодаря световым сигналам, а есть те, что охотятся с помощью светового оружия. Ошибается тот, кто полагает, будто в глубине Океана — непроглядная тьма. Нет, здесь все мерцает и сверкает; всюду горят и блестят огоньки, фонарики, искорки. По оценкам ученых, восемьдесят процентов морских организмов испускают свечение — от крохотного планктона до исполинских медуз. Недаром исследователи говорят, что, «возможно, свет играет в экосистеме морей гораздо более важную роль, чем считалось прежде».

Впрочем, фонарики, которыми наделена драконовая рыба, уникальны даже для подводного мира. Дальность их действия — два метра. С этим оружием охотник видит в десять раз дальше, чем его жертвы. Те замечают врага лишь по колыханию воды, ибо глаза им подменяет «боковая линия»: чувствительные клетки, расположенные в коже. Подобные клетки улавливают волны, что расходятся от плывущей навстречу рыбы, но это возможно лишь на близком расстоянии, когда до врага остается каких-то два десятка сантиметров. Плавать с таким оружием среди драконовых рыб все равно, что с пистолетом идти на танки.

Сами драконовые рыбы тоже не сразу научились пользоваться своим чудо- прожектором. Их глаза изначально могли видеть мир лишь в черно-белом цвете.

Им потребовались особые биомолекулы, которые улавливают красный цвет. Эти рыбы — единственный известный нам вид животных, которому удался этот биохимический трюк, привычный в царстве растений. Драконовая рыба улавливает свет с помощью хлорофилла! Этот светочувствительный пигмент откладывается в сетчатке ее глаз. Хлорофилл поглощает энергию длинноволнового красного света; теперь она доступна для черно-белых (коротковолновых) рецепторов глаз драконовой рыбы. Впрочем, ученые пока не могут в точности объяснить, как все это происходит.

Более понятен другой процесс — биолюминесценция. Драконовые рыбы, как и другие обитатели Океана — рыбы, медузы, каракатицы, — светятся за счет химической реакции. В их организмах есть удивительные молекулы — люциферины (от латинского lucifer[*По легенде, имя Люцифер носил падший ангел (Сатана)] — «несущий свет»). Когда они контактируют с кислородом, то мигом отдают припасенную энергию. Следует вспышка.

Сами животные не могут вырабатывать эти важные молекулы. Они усваивают их с пищей, как человек — витамины. Возможно, что подобные молекулы попадали в организм глубоководных животных еще в ту далекую пору, когда их предки жили на мелководье, близ поверхности моря. Правда, тогда эти молекулы были нужны совсем для другого. Их назначение разгадали бельгийские биологи.

Они решили угостить клеточные культуры смертельной дозой свободных радикалов. Это — атомы и молекулы, у которых есть не спаренные электроны. Подобные «обломки» возникают в процессе обмена веществ или под действием ультрафиолетового света.

Во время опыта радикалы разрушали клеточные культуры — до тех пор, пока ученые не добавили туда небольшую порцию люциферина. Эти молекулы связывали активность свободных радикалов, и они не причиняли вреда клеткам.

Верхний слой Океана изобиловал свободными радикалами. В них превращались атомы кислорода, теряя электроны под действием ультрафиолетовых лучей. В глубину Океана эти лучи не проникали, да и кислорода там мало. Обмен веществ у тамошних обитателей понижен, поэтому в их организме мало свободных радикалов. Зато появился в избытке люциферин. Вот они и стали использовать его «не по назначению».

«Когда морские животные начали проникать в глубь Океана, там, действительно, царила кромешная тьма, — говорит бельгийский биолог Жан- Франсуа Рис. — Тогда произошло следующее: молекулы люциферина перестали играть особую роль в их организме; они уже были не нужны, но оказалось, что они могут вырабатывать свет. Так, в борьбе за выживание возникло такое явление, как биолюминесценция».

Особенно хорошо приспособились к темноте животные, обитающие близ подводных вулканических источников — так называемых «черных курильщиков». Здесь, проникая сквозь расселины и трещины земной коры, морская вода устремляется вглубь и смешивается с магмой. Разогретая до нескольких сотен градусов и обогащенная серой, вода вновь изливается наружу.

Близ этого кипящего, клокочущего потока собралась пестрая компания. Серобактерии, питаясь ядовитым для всех сероводородом, образовали огромные колонии высотой в пару десятков сантиметров. Используя энергию сернистых соединений, они научились превращать углекислый газ, растворенный в воде, в углеводы — органическую пищу для моллюсков, креветок и червей, которые откармливаются на «пастбище» из бактерий.

У глубоководных креветок нет глаз, и все же эти рачки умеют видеть под водой. Глаза им заменяют инфракрасные рецепторы, расположенные на спине. С их помощью креветки замечают потоки теплой воды. Эти рецепторы спасают им жизнь, ведь стоит удалиться от «черного курильщика» и креветки могут погибнуть от голода. Если же они приблизятся к горячему источнику, то сварятся заживо. Лишь тепловые рецепторы удерживают их на безопасном расстоянии.

Подобные оазисы, появившиеся под водой, порой достигают в поперечнике двух километров. Ведь потоки горячей воды, вырвавшиеся из жерла «курильщика», образуют огромный водоворот, увлекая за собой раков, червей и бактерии.

Вокруг основного водоворота возникают завихрения. Они также изобилуют биомассой. Иногда эти клубы воды, словно «летающие тарелки», уносятся вдаль над безжизненным дном океана. Во время исследования, проведенного американскими учеными, сброшенные ими буйки в течение восьми недель кружили возле «черного курильщика», миновав 127 километров и удалившись в сторону на восемь километров.

Этот опыт наглядно показал, почему морские животные так быстро заселяют окрестности новых подводных вулканов. Казалось бы, еще недавно там не было ни одного существа, как вдруг откуда-то взялась целая колония.

Нечто подобное наблюдал американский подводный аппарат «Alvin». Несколько лет назад, обследуя подводную горную цепь в Тихом океане на глубине 2500 метров, он обнаружил свежие, безжизненные потоки лавы. Вернувшись туда через два года, ученые заметили целые толпы многощетинковых червей метровой длины, но никаких следов поблизости не было. Очевидно, их принес сюда теплый подводный поток.

Так Океан понемногу раскрывает свои тайны.

Глеб Тюрин