В октябре 1994г. самый престижный научный журнал
"Nature" вышел с фотографией и заголовком на
обложке "А line in the sea". Речь шла о линии в Тихом
океане, увиденной американскими космонавтами из
своей станции [4]. Сбылась мечта
романтиков, искавших видимую черту, разделяющую
северное и южное полушария, правда, она оказалась
на несколько градусов севернее экватора. К
счастью, явление удалось сразу же исследовать с
самолета и с научного судна. Эта линия (более 200км
длиной и около 1км шириной) оказалась
образованной цветением диатомеи
Rhizosolenia, когда наиболее благоприятные условия для
ее размножения локализовались вдоль узкого
фронта т.н. волны тропической неустойчивости.
Суть явления в том, что довольно часто воды
теплого тропического течения, расположенного на
несколько градусов севернее экватора, приходят в
непосредственное соприкосновение с более
холодными водами, движущимися в противоположном
направлении вдоль экватора. В результате
возникает резкий фронт, когда холодные воды
подтекают под теплые и вместе опускаются вниз
(Pис.2).
 |
| Рис.2. Схема образования вспышки
диатомеи Rhizosolenia... |
Причем скорость опускания холодных вод в
данном случае достигала 1см/с, а теплых была
гораздо ниже. Таким движением вод сразу же
воспользовались названные диатомеи, образовав
на фронте очень высокую плотность водорослей и
увеличив концентрацию хлорофилла до
30 мг/м3, т.е. более чем в 100 раз. Достигалось это тем,
что клубки или маты, в которые соединились
диатомеи, обладали некоторой положительной плавучестью.
Ее величина была такова, что маты могли
противостоять малой скорости опускания теплой
воды. Холодная вода опускалась быстрее и вместе с
ней погружались макроколонии.
Оказываясь на глубине порядка 40м, под слоем
теплой воды, они уже могли подняться к
поверхности. Очевидно, что за время этого вояжа
они набирались биогенов, так как на
свету интенсивно размножались. Хорошая
видимость зоны цветения была обусловлена как
изменением цвета воды, так и тем, что здесь
подавлялось образование "барашков" на
волнах.
К настоящему времени выяснено, что миграции
Rhizosolenia по глубине на 50 и более метров довольго
сильно распространены в тропических районах
океана. В благоприятных условиях нитчатые
колонии этой центрической диатомеи образуют
маты размером в несколько (до 30) см, которые
заметны в воде пловцам, а особенно хорошо видны
на видиокамерах при сильном освещении. Выяснено,
что опускающиеся маты обеднены нитратами
по сравнению с поднимающимися, а поток нитратов,
выносимых ими наверх в тропических районах
Тихого океана, сравним с таковым за счет турбулентной диффузии. Таким образом,
макроколонии диатомеи Rhizosolenia не только сами
приспособились совмещать свет и биогены в таких
условиях в открытом океане, но, в конечном счете,
обеспечивают другие виды планктона
биогенами.
Попробуем оценить скорость миграций
водорослей, чего не было сделано в цитированной
работе. Время жизни волны неустойчивости
примерно 20 дней, за это время концентрация
водорослей увеличилась по сравнению с
нижележащим "пустым" слоем в 1000 раз, т.е.
каждая клетка должна была претерпеть как минимум
10 делений, что не очень много, так как некоторые
виды диатомей делятся даже 4-6 раз/сутки. Трудно
предположить, что каждая клетка может запастись
биогенами больше, чем на одно деление. Если
считать, что на миграцию у них уходило только 1/2
времени, то скорость миграции должна быть не
менее 100 м/сутки.
А вот механизм регулирования плавучести пока
не изучен, и авторы 3 предполагают, что это может
быть направленный ионный транспорт. Мы считаем,
что этот механизм, т.е. замена в клетке
"тяжелых" ионов "легкими", неэффективен
и что регуляция плавучести осуществляется при
помощи газовых пузырьков. Но для матов Rhizosolenia это
пока не доказано, хотя показано для других
макроколоний.
далее>>
|
