В этой истории, которая произошла в 1989 г. на
судне "Профессор Водяницкий" Института
биологии южных морей (Севастополь), участвовал
один из авторов (СПА). Рейс был биологический и
посвящен изучению продуктивности апвеллингов
тропической Атлантики. На одной из станций возле
мыса Кап-Блан привычный ход работ был нарушен
из-за того, что в воде от поверхности до глубины
20-30 м было множество каких-то бурых скользких
чешуек размером 1-2 см, которых никто никогда не
видел. Трудно было отобрать пробу воды 100 мл,
чтобы в ней не попалась такая штука и было не
ясно, анализировать воду с ними или без них. Пока
было не известно, что это такое, их стали называть
НПО (неопознанные плавающие объекты) по аналогии
с НЛО. А когда опустили сеть для ловли зоопланктона,
то она тут же была забита этими НПО до верху. К
тому времени, когда определии, что это -
необычные, очень большие колонии
водорослей (как определили уже на берегу под
электронным микроскопом - диатомеи
Thalassiosira parthenia), полные ведра НПО были выброшены за
борт и не осталось ни одного живого образца,
кроме зафиксированной пробы. Впоследствии
выяснилось, что и в одном из предыдущих рейсов
института в этот район уже встречали такие
объекты и тоже "не заметили", оставив только
короткую запись в журнале. Как тут не вспомнить
"героя" баснописца в кунсткамере.
Решили исследовать эти колонии на обратном
пути, а через 2 месяца их в этом месте не
оказалось, ни одной! И только через сутки
случайно их увидели в воде с борта судна. Их было
совсем мало по сравнению с первым разом, но за
полчаса ведром наловили штук 100 и провели, как
ранее мечтали, исследования.
Встреченные в обоих случаях макроколонии
Thalassiosira имели вид студенистых буроватых
ленточек. Самые крупные экземпляры имели длину
около 5 см, ширину 2-4 мм, они легко изгибались и
скручивались. Под микроскопом цвет у колоний был
зеленоватый и можно было разглядеть множество
отдельных клеток размером 8-15 мкм. Их число в
колонии длиной 2 см составляло примерно 300 тыс. В
отличие от большинства колоний других видов
диатомей и, в частности, матов Rhizosolenia, состоящих
из отдельных цепочек или их клубка, эти колонии
имели более сложную организацию. У них была
хорошо оформленная и уплотненная оболочка, при
повреждении которой (при нагревании или
старении) из нее выделялось содержимое сначала в
виде нитей, которые затем превращались в
бесформенное облако и пропадали из вида. Можно
предполагать, что наличие структуры колонии дало
ей возможность регулировать свою плавучесть
посредством газовых пузырьков - явление, которое
мы неожиданно обнаружили и постарались
исследовать [2].
Следует отметить, что морфологические описания
макроколоний Thalassiosira parthenia, встречавшихся в
разное время в одном районе - у северо-западной
Африки, значительно различались между собой.
Колонии различались по максимальным размерам (от
0,5 до 10 см), по плотности "упаковки" клеток,
видимой в микроскоп (от 50 до 5000 клеток/мм2), по
способу соединения клеток между собой (цепочками
или при помощи слизи), по наличию вокруг колонии
студенистой оболочки (как в нашем случае) или ее
отсутствию во всех остальных случаях. Кроме того,
в литературе отмечается, что в лабораторных
условиях получить макроколонии этой водоросли
не удается. Отсюда можно сделать вывод, что или
эта водоросль может менять способ объединения
клеток в макроколонию, или что существует
несколько очень близких видов родаThalassiosira.
Нами были измерены продукционные
характеристики колоний. Первичная продукция 2-х
макроколоний длиной 2 см составила примерно 1,2 мг
С/(м3.ч). В то же время продукция микропланктона
, т.е. окружающей колонии воды, составила 2,6 мг
С/м3.ч, т.е. 4 такие колонии давали примерно такую
же продукцию, что 1л окружающей воды. Этот
результат показывает высокую относительную
продуктивность макроколоний, а также то, что они
находились в хорошем физиологическом состоянии.
Отметим, что интенсивное развитие на апвеллинге
разного рода колоний фитопланктона приводит к
неоднородности распределения растворенного
кислорода сантиметрового масштаба [3].
А как раз поиск такого рода неоднородностей с
целью использования их для биологической
экспресс-диагностики вод и был целью работ наших
в описываемом рейсе.
Регуляция плавучести макроколоний
проверялась следующим образом (Рис.3).
 |
| Рис.3. Схема опыта по изучению
регулируемой плавучести макроколоний диатомеи
Thalassiosira... |
В сосуд для регистрации акустического
рассеяния, которое измерялось
узконаправленным эхолотом на частоте 6 МГц,
помещали 30- 40 колоний. Если сосуд более 2-х часов
находился в лаборатории в темноте, то все колонии
опускались на его дно. Но примерно через полчаса
после включения освещения, на колониях
становились видны микроскопические (40-50 мкм)
пузырьки газа и они приподнимались со дна. Через
час колонии оказывались довольно равномерно
распределенными по объему сосуда, и в дальнейшем,
если на сосуд никак не воздействовать, картина
менялась мало: колонии медленно перемещались по
объему, видимо из-за конвекции воды в сосуде, но
не ложились на дно и не собирались у поверхности.
При этом на колониях были видны пузырьки, размер
самого крупного был оценен в 0,3 мм. Уже одного
этого наблюдения было бы достаточно, чтобы
говорить о регулируемой плавучести колоний. В
самом деле, пузырек в столбе воды может
находиться только в неустойчивом
гидростатическом равновесии: при случайном
уменьшении глубины уменьшается
гидростатическое давление и диаметр пузырька
растет, что вызывает увеличение подъемной силы,
пузырек всплывает больше и т.д., пока он не
достигнет поверхности воды. Если пузырек сучайно
опустится, то будет продолжать опускаться до дна.
Однако мы провели дополнительные опыты,
которые доказали, что колонии удерживались в
столбе воды благодаря регулируемым пузырькам, и
оценили некоторые способности такой регуляции. В
сосуде можно было изменять давление воздуха, чем
мы и воспользовались. При увеличении давления на
0,2 атм (что соответствует их заглубленению на 2м)
колонии начали медленно тонуть, но через 10 мин
погружение прекратилось! При снятии давления
колонии не всплыли. Этого не могло быть при
пассивных пузырьках. Подняли давление до 2 атм,
колонии стали погружаться довольно быстро (до 1-2
см/с). Через минуту давление сняли. 2 из 40 колоний
стали быстро подниматься (скорость примерно
5см/с), остальные не изменили своего положения в
течение 20 мин., но на них стали хорошо видны
пузырьки газа. Давление влияло и на их
акустичесие свойства - отражение звука сильно
уменьшалось. Таким образом, давление влияло на
пузырьки и плавучесть, но колонии старались
компенсировать внешнее уменьшение и увеличение
размеров пузырьков, видимо чтобы
стабилизировать свое положение в столбе воды.
Тот факт, что пузырьки появлялись на колониях
только на свету, позволяет приписать их
генерацию фотосинтезу.
далее>>
|
