3 недели назад
Нету коментариев

«Кровавые» дожди, т. е. дожди, водяные капли которых окрашены в ярко-красный цвет, в древние времена и в средневековье вызывали у людей чувство страха и даже ужаса. Они всегда воспринимались как дурное предзнаме­нование или как провозвестник божьего наказания. Поэтому сведения о таких необычных явлениях природы можно найти в самых древних источниках, например у Ливия (I в. до н. э.) и Плиния (I в. н. э.), а также в «Библии» и «Коране».

Средневековые летописи полны сообщений о «крова­вых» дождях. Нередко после таких дождей среди католи­ков вспыхивали религиозные гонения на инакомыслящих. Инквизиция обычно проводила целые расследования, чтобы выяснить причину «божьего гнева», т. е. установить, почему именно в данном месте выпал «кровавый» дождь. Иногда с помощью пыток удавалось найти «виновных», которых и подвергали «суду праведному».

В 1870 г. «кровавый» дождь прошел над Римом. Италь­янские ученые, естественно, воспользовались таким благо­приятным случаем и исследовали необычную дождевую воду под микроскопом. Что же они обнаружили? Каждая капля такого дождя была буквально «нашпигована» мириадами шаровидных жгутиконосцев, имеющих ярко-красную окраску. Эта окраска определяется присутствием в их цитоплазме пигмента, который называют гематохро­мом. «Гема» по-гречески означает «кровь», а «хром» — «цвет»; следовательно, «гематохром» в переводе на рус­ский язык — буквально «цвета крови». Неудивительно поэтому, что сам виновник «кровавых» дождей получил справедливое название гематококкус дождевой (Haemato­сосеus pluvialis).

Откуда же попадает такое несметное количество микроскопических существ в дождевые тучи? Ответить на этот вопрос не так уж и трудно. Наиболее обычны «кровавые» дожди в тех местах, где возникают смерчи, т. е. в южных местностях, хотя (правда, значительно реже) бывают и в средней полосе. Скорость движения смерча может достигать 90—100 м/с (а по некоторым сведениям и 250); при этом он вращается, развивая колоссальную центростремительную силу. Поэтому смерч всасывает в себя и поднимает в воздух воду прудов, озер вместе со всем содержимым, людей, коров, лошадей и даже небольшие постройки. В 1904 г., например, в Москве прошел над Москвой-рекой смерч громадной силы и втянул в себя воду, едва не осушив реку до самого дна. Естественно, что вместе с водой он захватил и ее живых обитателей.

Известно, что через некоторое время сила смерча постепенно ослабевает и захваченная вода выпадает в конце концов в виде дождя. Вместе с нею на землю падают и ее обитатели. Благодаря этому и возникают такие «чудеса природы», как «кровавые» дожди, «рыбьи» дожди или дожди из раков, медуз, лягушек и других водных животных.

В наше время «кровавые» дожди уже не восприни­маются людьми как чудо и обычно не регистрируются учеными и прессой. Иное дело, когда с неба падают отно­сительно крупные животные. Так, в 1974 г. все австра­лийские газеты обошла фотография, на которой была изображена крыша домика жителя города Лисмор (штат Новый Южный Уэльс), некоего мистера Портера, сплошь покрытая рыбами. Они «выпали» во время проливного дождя. Подсчитано, что в XX в. в Австралии официально зарегистрированы 43 «рыбных» дождя.

По сообщению газеты «Франс Суар», в 1976 г. во время сильной грозы на головы жителей, дома и улицы небольшого местечка, расположенного близ города Реймс (северо-восток Франции), вместе с водой посыпались тысячи жаб. Поэтому нет ничего удивительного, когда вместе с дождевыми каплями «выпадают» многочисленные простейшие, сильно размножившиеся в водоеме, который был перед этим захвачен смерчем.

Следует отметить, что размножаться в массовых коли­чествах могут очень многие простейшие, давая за относи­тельно небольшой период большую биомассу. В связи с этим интересно рассмотреть теоретические расчеты, которые произвел Я. А. Цингер в своей книге «Занима­тельная зоология» (1963). Он определил, сколько инфу­зорий может дать одна особь парамеции (туфельки) за один год при условии, что она будет делиться два раза в сутки и все ее потомки, оставаясь живыми, будут размно­жаться с такой же скоростью. Расчеты показали, что за этот срок потомство туфельки составит 75•10108 особей. Чтобы понять, сколь большое количество биомассы представляют собой эти инфузории в совокупности, вооб­разим себе полый шар, который одной точкой своей поверхности касается Земли, а другой (противоположной первой) — Солнца. Оказывается, что такой громадный по объему шар не смог бы вместить внутри себя всех возникших за гол парамеций. Напомним, что диаметр такого шара равен 170 млн. км.

Однако в природе неограниченного размножения про­стейших нет; множество их поедается другими организ­мами, а множество гибнет от неблагоприятных условий. Но как только «пресс» окружающей среды ослабевает, одноклеточные организмы начинают быстро размно­жаться, образуя поистине несчетное количество особей. Массовое размножение простейших в пресных водах — обычное явление. Летом в стоячих водоемах, особенно в некрупных, часто появляется столь много зеленых жгути­коносцев, что сама вода становится ярко-зеленой. Это яв­ление давно уже было названо в народе «цветением» воды. Оно может наблюдаться не только в озерах, прудах и кана­вах, но даже во временных дождевых лужах. Большую роль в «цветении» воды играют зеленые жгутиконосцы, относящиеся к группе вольвоксовых (отряд Volvocida) и евгленам (отряд Euglenomonadida). Однако далеко не всегда, когда вода в водоеме зеленая, можно сказать, что в ней в большом количестве присутствуют жгутиконосцы, ибо «цветение» воды помимо этих организмов вызы­вают также различные водоросли. Но все же одноклеточ­ным простейшим здесь, по-видимому, следует отдать пальму первенства.

«Цветение» воды — явление для человека отрицатель­ное, поскольку вода становится непригодной для питья. В ней, кроме того, начинает гибнуть рыба, иногда в массо­вых количествах.

В низинах, по долинам рек после их разлива всегда остается много неглубоких заиленных стоячих водоемов и болотистых участков, где возникают весьма благоприят­ные условия для «цветения» воды. С древних времен в этом отношении славилась долина Нила. Благодаря египетским жрецам в течение тысячелетий круглогодично изучалось поведение этой некогда священной реки. Весной, когда в горах Африки, где начинается Нил, происходит таяние снегов и проходят обильные дожди, вода в реке сильно поднимается и начинается наводнение. Оно распространяется вдоль долины Нила, смывая и захватывая застоявшиеся зеленые воды; постепенно Нил превращается в зеленую реку. Его так и называли раньше в этот период — Зеленым Нилом. Вода содержит столь много одноклеточных водорослей и жгутиконосцев, что пить ее нельзя и не только из-за отвратительного вкуса, но и потому, что она вызывает у человека кишечные расстройства.

В течение тысячелетий, из года в год, практически в один и тот же день, а именно 17 июня, Зеленый Нил приходит в Каир. А поскольку река несет при этом живо­творный ил, необходимый людям для того, чтобы сделать плодородными их сельскохозяйственные угодья, египтяне в течение тысячелетий празднуют в Каире 17 июня разлив Нила. Зеленый Нил длится 3—4 дня. И на весь этот период жители города запасают питьевую воду. Асуан­ская плотина, построенная в Египте с помощью Советского Союза, позволила ликвидировать наводнения в нижней части Нила и наиболее рационально использовать в сель­ском хозяйстве ил, приносимый рекой.

Как хорошо известно, не все простейшие, обитающие в воде, обязательно обладают зеленой окраской; они могут быть вообще бесцветными или же содержать пиг­менты иного цвета: красные, желтые, черные и другие. При массовом размножении таких одноклеточных организмов вода принимает соответствующую окраску. Так, в тех случаях, когда в водоеме сильно размножаются инфузории офриоглена атра (Ophryoglena atra) или чер­ный трубач (Stentor niger), вода приобретает черную окраску. Такое явление названо чернильной водой. Жгути­коносцы астазии (род Astasia)окрашивают водоемы в желтый цвет.

Если в пруду или озере сильно размножаются жгутико­носцы, содержащие в цитоплазме красный пигмент гематохром, возникает красное «цветение» воды. Оно встречается хотя и реже, чем зеленое, но весьма обычно в природе. В море оно называется красным приливом (о котором мы подробнее расскажем несколько позже), а в пресных водоемах с давних времен получило название кровавой воды.

В научной литературе за два последних века нако­пилось довольно много сведений о красном «цветении» воды. Так, известно, что в городе Галле (Норвегия) в 1870 г. целые пруды летом, казалось, были наполнены кровью. Немецкий протозоолог Эренберг (Ehrenberg) описал подобное явление в водоемах близ Берлина, наблюдавшееся в 1833, 1834 и 1836 гг. Он заметил, что в некоторых прудах кровавая окраска воды может время от времени исчезать, а затем появляться вновь; иногда эти изменения носят закономерный, периодический харак­тер. Опытами в стеклянном стакане Эренберг доказал, что такое ритмическое покраснение и осветление воды происходит по той причине, что жгутиконосцы, от которых зависит красный цвет воды, время от времени совершают миграции, то уходя на дно стакана, то скапливаясь в верхней части его.

В свое время большой популярностью у верующих пользовался святой колодец Иакова близ города Сихема в Палестине. Вода в нем раз в три месяца меняла свою окраску, становясь то кроваво-красной, то обычной, прозрачной. Вполне понятно, что такие изменения припи­сывались не жгутиконосцам, а божьей воле.

Мы уже упоминали, что в весенне-летний период происходит разлив Нила; на несколько дней река стано­вится зеленой благодаря водорослям и жгутиконосцам. Затем наводнение спадает и вода осветляется. Однако вскоре, недели через две, наступает второе наводнение. Окраска воды вновь меняется, но она становится уже не зеленой, а красной. Вот так описывает английский путешественник XIX в. Осборн второй разлив Нила: «С этого момента вода начинает сильно прибывать… Я попытаюсь описать испытанные мною впечатления. Это было после долгой бессонной ночи. Когда я встал с ди­вана… солнце как раз показало верхний край своего диска над Аравийской цепью. Я был ужасно поражен, увидев, что освещенная его лучами вода — красного цвета. Красный цвет становился все темнее и темнее по мере того, как восходящее солнце освещало реку; прежде чем солнце встало совсем, Нил имел вид кровяной реки. Думая, что я нахожусь под влиянием какого-нибудь опти­ческого обмана, я нагнулся через борт. Увиденное мною рассеяло все мои сомнения. Вся масса воды была темно-красного цвета и скорее походила на кровь, чем на что-нибудь иное. В то же время я заметил, что за ночь река еще поднялась; арабы объяснили мне, что наступил так называемый Красный Нил» (цит. по: Андреевский, 1886, с. 247).

Некоторые полагают, что кровавая окраска воды в Ниле зависит от цвета земли, смываемой с гор. Однако этому противоречат наблюдения Осборна, подтверждае­мые и другими авторами. «Отстоявшийся стакан зоды, почерпнутой в это время, — пишет Осборн, — давал следующие результаты: верхняя часть оставалась совер­шенно красною, как кровь, внизу же приблизительно четверть стакана занимала черная грязь» (цит. по: Андре­евский, 1886). Если бы красный цвет нильской воды зависел от неорганических частичек, взвешенных в ней, то он по мере оседания этих частичек исчез бы именно в верхней части стакана. В отстоявшейся воде могут удержаться вверху лишь живые подвижные существа. По-видимому, за двухнедельный период между двумя наводнениями в стоячих водоемах долины Нила успевает произойти массовое размножение красных жгутиконосцев, которые и захватываются второй волной паводка и дают начало Красному Нилу,

В Триентских Альпах есть озеро Лаго ди Товель, расположенное на высоте 1182 м. Длительные исследова­ния показали, что ежегодно с июля по сентябрь его вода с поверхности до глубины 10 м временами приобретает интенсивно красный, кровавый цвет, который вызывают мелкие жгутиконосцы гленодиниумы (Glenodinium pulvisculus). В массовых количествах они появляются лишь в солнечные дни; при пасмурной погоде вода имеет обыч­ный цвет. В связи с этим следует вспомнить давний метеорологический предрассудок, что вслед за быстрым «цветением» воды в больших водоемах наступает пасмур­ная погода. Венгерский исследователь Кишш (1952) в течение 15 лет изучал связь «цветения» воды с погодой. Он даже ввел в научный обиход новый термин — метеоропатия, т. е. погодочувствительность.

Кишш установил, что существуют два типа «цветения» воды. Первый тип — «цветение» развивается медленно и продолжается очень долго; второй тип — внезапно исче­зающий. В последнем случае после кратковременного «цветения» воды красный цвет водоема быстро и внезапно исчезает, но затем появляется вновь. Именно второй тип, обычно связанный с прудами и озерами, которые имеют достаточно большую глубину, коррелирует с погодными условиями. Продолжительные наблюдения Кишша пока­зали, что быстрое «цветение» воды предшествует циклону и связано с нисходящими потоками воздуха. В этот период массы жгутиконосцев из всей толщи воды подни­маются к поверхности водоема и окрашивают его в кро­вавый цвет. При изменении погоды они рассеиваются по всему водному объему и окраска исчезает. Так что нет ничего таинственного в том, что в тех или иных естествен­ных водоемах и искусственно вырытых колодцах вода периодически изменяет окраску.

В настоящее время известно большое количество видов жгутиконосцев, при массовом размножении вызывающих явление «кровавой» воды (Haematococcus pluvialis, Stephanosphaera pluvialis и др.). Подобного рода красное «цветение» наблюдается и в соленых водах, в том числе в морях и океанах. В больших акваториях наиболее известно явление, получившее название красного прилива. В последние годы о нем часто пишут не только в научных и научно-популярных книгах и журналах, но даже в обыч­ных газетах.

Чаще всего «красный прилив» наблюдается в теплых морях, например у берегов Флориды, в Мексиканском за­ливе, у западного побережья Южной Америки, в Японском море (в том числе и в наших территориальных водах) и т. п. Проявляется он следующим образом. Цвет моря неожиданно и быстро меняется, становясь красным. Красные волны (нередко кроваво-красные) на огромном пространстве (иногда протяженностью в сотни километ­ров) начинают накатываться на берег, пугая людей не только зловещей окраской, но и тем, что мельчайшие капельки морской воды, отрывающиеся от прибойных волн, быстро вызывают воспаление глаз и дыхательных путей (известны даже смертельные случаи).

Специальные исследования показали, что красное «цветение» морской воды происходит благодаря жгутико­носцам, содержащим в цитоплазме красные пигменты; наиболее часто это виды динофлагеллат, относящиеся к двум родам — гониаулакс (Gonyaulax) и гимнодиниум (Gymnodinium). Если в прибрежной зоне моря вода содержит повышенное количество растворенных органиче­ских веществ, происходит вспышка массового размноже­ния этих простейших; число их начинает достигать 1—2 млн. особей на стакан воды. Установлено, что гониау­лаксы и гимнодиниумы содержат в своих клетках неве­роятно сильный для теплокровных животных яд парали­тического действия — сакситоксин. По силе и характеру действия он весьма близок (но не идентичен) к знамени­тому тетродотоксину, который добывают из ядовитых иголок ряда коралловых рыб, один миллиграмм которого может убить 7000 мышей.

Когда динофлагеллаты гимнодиниум и гониаулакс размножаются в массовых количествах, они охотно пое­даются моллюсками мидиями (Mytilus edulis), которые в свою очередь являются пищей для жителей многих стран. Для мидий яд сакситоксин совершенно безвреден, и он длительное время сохраняется в тканях животного. Однако человек, съевший такого моллюска, получает тяжелое отравление, которое нередко приводит к смерти. Случаи массового отравления жителей, употреблявших в пищу мидий во время «красного прилива» или вскоре после его окончания, не раз имели место в Японии и некоторых африканских странах.

Однако особое бедствие представляет «красный прилив» для морских рыб. Установлено, что места скопле­ния динофлагеллат служат барьерами для косяков мигрирующих сельдей. Если быстрое массовое размно­жение этих жгутиконосцев произойдет в бухте или заливе, практически вся рыба, находящаяся здесь, погибает. В научной литературе отмечено, что у западного побережья Южной Америки в бухте Китой практически ежегодно из-за «красного прилива» происходит гибель миллионов и даже сотен миллионов приходящих сюда рыб. Подобное наблюдается и в других морских аква­ториях. По-видимому, не только яд, содержащийся в простейших, тому виной, но и практически полное исчез­новение кислорода из морской воды, связанное с массовым разложением отмирающих жгутиконосцев. Такое пред­положение весьма вероятно, так как гибель рыб происхо­дит и в том случае, когда «красный прилив» возникает благодаря размножению тех видов динофлагеллат, которые не содержат в цитоплазме ядовитых токсинов.

Как уже отмечалось, массовое размножение простей­ших, приводящее к возникновению «красного прилива», связано с повышенным содержанием органических веществ в морской воде. В результате загрязнения Миро­вого океана количество таких веществ в околобереговой зоне увеличивается с каждым годом, поэтому и «красные приливы» теперь возникают все чаще и чаще. Они охваты­вают большие площади, чем прежде. А в будущем «крас­ные приливы» могут стать настоящим бичом для жителей многих стран, а также для рыбных стад, обитающих в этих водах. Сейчас разработано несколько проектов плотин, ограничивающих подходы жгутиконосцев к берегу во время «красного прилива», но до реализации этих проектов еще очень и очень далеко.

Как мы видели, массовое размножение некоторых морских динофлагеллат приводит к неприятным и пе­чальным последствиям. Однако существуют другие виды этих простейших, которые, появившись в больших коли­чествах, придают морям и океанам особую, поэтическую прелесть. Речь идет о ночесветках, вызывающих ночное свечение морской воды.

Ночесветка удивительная (Noctiluca miriabilis) — такое название получил жгутиконосец, который способен производить в темноте фосфоресцирующие вспышки света. Когда эти простейшие размножаются в поистине несметном количестве, ночное море превращается в кар­тину, поражающую красотой и фантастичностью вообра­жение любого человека. Вот как описывает свечение моря немецкий естествоиспытатель Тезинг (1896), наблю­давший его в Неаполитанском заливе: «Тени спускались все ниже и ниже. Море становилось каким-то необыкновенным. То вблизи, то вдали вспыхивали светлые, сине­ватые искры, вспыхивали и тотчас же исчезали. Все сильнее и больше становился блеск моря, каждая волна при падении рассыпалась огненным дождем. У носа нашей лодки вода искрилась и блестела серебром. Я видел в первый раз свечение моря… Чем ближе мы подвигались к гавани, тем прекраснее становилось вокруг. Казалось, что мы плывем по лучезарному потоку; все вещи, опу­щенные в воду, казались залитыми жидким серебром. Когда мы поздно ночью стояли на молу, вся гавань и все море, насколько хватал глаз, казались залитыми мягким огнем. Это было неописуемое зрелище, и лишь тот, который видел его зо всей красе, может понять то неизгла­димое впечатление, которое оно производит на каждого человека» (с. 47).

Немецкий гидробиолог Келлер (1897) одной фразой дал образную картину свечения моря: «Дом, в котором я жил, стоял на самом берегу, с каждым ударом волн моя комната озарялась столь ярким светом, что я ясно мог различить отдельные предметы» (с. 139).

В тропических морях свечение моря — обычное явле­ние, хотя в летние месяцы его можно наблюдать и в север­ных морях. Представьте себе, читатель, какое неисчисли­мое множество мельчайших существ должно присутство­вать в воде, чтобы на огромных акваториях земного шара возникало свечение моря!

В настоящее время известно несколько десятков видов жгутиконосцев, вызывающих это явление: практически все они относятся к той же группе динофлагеллат, что и ноктилюка.

Массовое размножение окрашенных жгутиконосцев может происходить и на таких, казалось бы, неподходящих для живых существ субстратах, как снег и лед. Причем явление это нередкое. В результате снег (или лед) приоб­ретает окраску, которая зависит от цвета цитоплазмы снежных простейших. Известно зеленое, желтое, голубое, бурое и даже черное «цветение» снегов, однако преобла­дает красное, ведущее к явлению «кровавого» снега. В пределах СССР оно часто встречается на Кавказе, Северном Урале, Камчатке, Земле Франца-Иосифа, а также в Сибири (Алданский хребет) и в Арктике (особенно на Новой Земле). В горах Карагая на перевале Басса (на высоте около 3000 м) описан «кровавый» снег, занимавший площадь в несколько квадратных километ­ров. Еще большие площади занимает он весной в Грен­ландии. В марте 1959 г. красный снег появился в горах совсем рядом с Тбилиси, что, естественно, вызвало разго­воры разного толка среди населения. Местным газетам пришлось давать разъяснения по поводу необычного явления.

И. Акимушкин (1951) вслед за рядом других исследо­вателей считает, что «кровавый» снег был впервые отмечен французским ученым Соссюром. Однако это не так: он был известен уже древним грекам. Во всяком случае бессмертный Аристотель (385—322 г. до н. э.) упоминает о нем в своей «Истории животных». Видный полярный исследователь Росс (Ross, 1818, — цит. по: Куторга, 1839) наблюдал красный снег во время своего плавания к Баффинову заливу; это явление исследовали также Тиннеман (Tinneman, 1821) в Исландии, Лессинг (Les­sing, 1831) в Лапландии, а Вебстер (Webster, 1830) на мысе Горн. Чарльз Дарвин (1898) столкнулся с «кро­вавым» снегом в период путешествия на корабле «Бигль», когда он со своими спутниками высадился в Америке на берег и совершил переход через Анды. Он писал в своей книге по этому поводу: «Следы ног мулов были слегка красноватыми и казалось, что копыта животных немного кровоточили, так как снег был окрашен только в тех местах, где он был утоптан или где внезапно таял» (с. 168). Обычно, однако, благодаря «цветению» снег приобретает ярко-красную или даже темно-малиновую окраску на самой своей поверхности.

Явление «кровавого» снега (и льда) вызывают многие виды жгутиконосцев: их ныне известно около сотни. Однако наиболее часто встречаются четыре вида: евглена кровавая (Euglena sanguinea), хламидомонада кровавая (Chlamydomonas sanguinea), евглена снежная (Euglena nlvalis) и хламидомонада снежная (Chlamydomonas niva­lis). Вообще все виды простейших, живущие в столь удивительных условиях, называют снежными. А условия действительно уникальные. В верхних слоях снежного покрова температура низкая и даже на солнце редко превышает 4 °С. Вода, находящаяся в порах снега, почти полностью лишена солей и по минеральному составу приближается к дистиллированной. И все же жгутико­носцы здесь существуют и развиваются в массовых количествах, иногда проникая в толщу снега на глубину до 30 см. Некоторые виды этих простейших настолько приспособились к таким условиям, что в иных просто не могут жить. По данным Эржабеты Кол, хламидомо­нада снежная при температуре выше 4 °С сбрасывает жгутики, округляется и инцистируется, т. е. переходит в стадию покоя, характерную для неблагоприятных условий среды. Организмы, которые могут существовать только при относительно низких температурах, теперь выделяют в особую экологическую группу и называют криобионтами. Снежные простейшие — почти все крио­бионты.

Своеобразная фауна криобионтов была обнаружена совсем недавно, в середине семидесятых годов, в Антарк­тиде американскими исследователями, работающими по международной программе «Шельфовый ледник Росса». Используя новые ледоплавильные и ледорезные уста­новки, они проделали в шельфовом льду, толщина кото­рого равняется здесь 400—420 м, «дыру», или прорубь, через которую были спущены телевизионные установки для наблюдения за подледными обитателями, а также при­боры, позволяющие брать пробы и отбирать живые организмы. Температура воды под шельфовым льдом местами равняется 2 °С, а в других не превышает 4 °С. Живые организмы здесь были скрыты от солнечного света и непосредственного контакта с атмосферой не менее 120 тыс. лет. Тем не менее фауна беспозвоночных животных оказалась достаточно разнообразной. Из про­стейших было обнаружено несколько видов фораминифер, являющихся криобионтами.

До сих пор в этой главе мы рассматривали простейших, которые имеют скелетные структуры или тело которых благодаря пигментам окрашено в тот или иной цвет. Массовое размножение таких форм невозможно не заме­тить, так как следствием его является изменение окраски водоемов или возникновение больших количеств осадков на их дне. Между тем огромное количество простейших имеет практически бесцветное тело; кроме того, они лишены скелетов и панцирей. Результаты деятельности таких видов чисто внешне не столь наглядны, не столь эффектны и демонстративны. Однако специальные иссле­дования показывают, что и эти простейшие играют существенную роль в биосфере.

По данным Т. В. Хлебович (1975), биомасса свободно-живущих инфузорий — преимущественно бесцветных ви­дов — достигает в водоемах 40% общей биомассы зоо­планктона (принимая во внимание и многоклеточных животных типа коловраток и ракообразных). Н. В. Ма­маева (1979) изучала фауну инфузорий волжских водо­хранилищ. Она подтвердила, что эти простейшие являются важнейшим компонентом и биопродуцентом пресных вод. Так, в Иваньковском водохранилище, например, числен­ность инфузорий местами достигает нескольких миллионов особей на кубический метр воды. В мелководных участках подобных водоемов количество этих простейших еще больше и равняется 100 млн. экз./м3. Эта исследователь­ница пришла к выводу, что инфузорий наряду с бакте­риями следует считать наиболее продуктивными среди водных организмов. К подобным же результатам пришел Ф. П. Чорик (1968), исследовавший естественные и искусственные водоемы Молдавии.

Среди бесцветных простейших, обитающих в пресных и морских водах, очень многие виды (особенно среди инфузорий) являются фильтраторами (точнее, седимента­торами); они питаются преимущественно бактериями и детритом, благодаря чему становятся весьма эффектив­ными очистителями и осветлителями этих вод. Только одна особь инфузории тетрахимены (Tetrahymena pyrifor­mis) за час может заглотать около 10 взвешенных в окружающей жидкости частиц, а один зооид колониаль­ной инфузории Carchesium lachmani — даже 3•104 бакте­рий. А в каждом водоеме этих и других простейших-седиментаторов может обитать огромное количество.

Однако, как показывают специальные исследования, роль простейших в очистке вод не ограничивается только этим. Они регулируют численный и качественный состав популяций у бактерий, осуществляющих минерализацию органических веществ в водоемах. Выделяя обильную слизь, простейшие создают хлопья активного ила — одну из основных предпосылок полноценной очистки вод; кроме того, они уничтожают патогенные бактерии. Неко­торые жгутиконосцы (например, бодониды) наряду с бак­териями участвуют в минерализации органических ве­ществ, находящихся в воде. Чем дальше и точнее про­водятся исследования, тем больше и больше вскрывается огромная роль одноклеточных животных в очистке как естественных вод, так и в очистительных сооружениях про­мышленного и бытового характера.

В настоящее время простейшие используются для санитарно-гигиенического контроля вод в качестве орга­низмов-индикаторов. Существуют стандартные списки одноклеточных организмов, которые позволяют точно определять и классифицировать водоемы по степени их загрязненности. Особенно важны эти списки для оценки степени очистки вод в очистных сооружениях.

Простейшие обитают не только в текучих и стоячих водах, но и всюду, где есть следы влаги. Их можно обнаружить, например, на мокрой коре деревьев и на поверхности почвы. Большое количество самых разнооб­разных простейших живет в почвах, довольствуясь пленочной водой, имеющейся вокруг частичек земли. Еще А. Л. Бродский (1935) отмечал, что почвенные одно­клеточные животные имеют всесветное распространение и встречаются от Арктики до Антарктики, обильно населяя умеренный, субтропический и тропический пояса. Причем они представлены всеми основными группами свободно­живущих форм (инфузориями, амебами и жгутико­носцами). Исследования Пуссара (Pussard, 1957, — цит. по: Николюк, 1979) показали, что в почвах Франции число простейших достигает 150 000—1000 000 особей в 1 г почвы, т. е. их биомасса равняется 150—400 кг/га, а в богатых органическими веществами почвах и до 1 т/га. Подобного рода исследования, проводившиеся в Совет­ском Союзе В. Ф. Николюком и его сотрудниками, позво­лили установить, что на окультуренных человеком почвах количество одноклеточных животных может достигать 1.2 млн. особей и более на 1 см3, что дает биомассу 8.5 т/га. Такого рода работы доказывают, что простейшие наряду с бактериями, грибами, водорослями и высшими растениями поставляют (после отмирания) в почвы большое количество органических веществ. В одной из работ В. Ф. Николюк и М. И. Мавлянова (1979) спе­циально подчеркивают, что «протистофауна является одним из главных источников накопления почвенной органики» (с. 279).

Итак, мы установили, что простейшие распространены повсеместно, массово размножаясь в различных аквато­риях (как пресных, так и соленых), а также в почвах. Но эти существа имеют также и геологическое значение, влияя на внешний облик и строение земной коры. Кроме того, в литературе по морской геологии и химии моря мы найдем интересные данные о том, что простейшие существенно изменяют химический состав окружающей среды. Поглощая одни газы и выделяя другие, они регу­лируют газовый режим морских вод. Нанопланктон (биомасса которого в целом огромна) способен аккумули­ровать некоторые минеральные ионы. В результате содержание этих ионов в их цитоплазме оказывается в 1000 и более раз выше, чем в окружающей среде. Кокко­литофориды и фораминиферы, как уже известно, накапли­вают кальций, радиолярии — кремний, акантарии — стронций, ксенофиофореи — барий. Напомним, что вообще все живые клетки осуществляют активный транспорт ионов калия, накапливая его в цитоплазме и в то же самое время активно выталкивая ионы натрия во внешнюю среду. Короче говоря, нанопланктон (в том числе и простейшие — и их вклад существен) регулирует ионный состав и даже в некоторой мере соленость Мирового океана. Однако, помимо этого, одноклеточные животные влияют на химический состав окружающей среды, выделяя в нее различные органические вещества, в том числе биологически активные, которые создают благоприятные условия для развития одних организмов и подавляют рост других. В последние два десятилетия сформировалась специальная наука, изучающая аллелопатию, т. е. хими­ческое (и биохимическое) взаимодействие различ­ных организмов любой сложности через внешнюю среду.

Сейчас, например, установлено, что при «цветении» воды доминирующий вид жгутиконосцев может подавлять выделяемыми в воду веществами — аллелопатинами — размножение других организмов в водоеме. Так, при совместном культивировании Chlamydornonas maupasii угнетает рост и развитие Haematococcus pluvialis и неко­торых видов одноклеточных водорослей. Было выяснено, что в данном случае аллелопатин представляет собой какую-то жирную кислоту с длинной цепочкой. Проктор (Proctor, 1957, — цит. по: Райс, 1978) в эксперименталь­ных условиях испытал действие 8 подобных кислот — пеларгоновой, каприновой, лауриновой, миристиновой, пальметиновой, стеариновой, олеиновой, а также липоле­вой — и нашел, что все они сильно подавляют рост Наеmatococcus pluvialis. Аллелопатинами являются фитон­циды (действие высших растений на микроорганизмы), антибиотики (действие грибов на бактерии), фунгициды (действие бактерий на грибы), маразмины (действие высших растений на высшие организмы) и другие био­логически активные вещества, выделяемые различными живыми существами — как бактериями (прокариотными), так и более высокоорганизованными формами (эукарио­тами, имеющими настоящее ядро).

В последнее время стали активно изучать химическое взаимодействие почвенных простейших с высшими (осо­бенно культурными) растениями и другими организмами. Экспериментально и в полевых условиях доказано (Ни­колюк, 1979; Николюк, Мавлянова, 1979), что почвенные амебы (например, Amoeba Umax) и инфузории (например, Colpoda maupasii) выделяют в почву аллелопатины, способствующие прорастанию семян овса и хлопчатника, а также ускоряющие рост этих растений. Биохимический анализ показал, что химические стимуляторы, продуци­руемые простейшими, представляют собой не что иное, как ростовые вещества растений — гетероауксин (выделяемый амебами) и гиббереллиноподобные соединения (выделяе­мые инфузориями).

Почвенные протисты могут синтезировать и поставлять вовне аллелопатины, обладающие ингибирующим дей­ствием. Так, амебы продуцируют вещества, которые угне­тают рост фитопатогенных грибов, вызывающих болезни хлопчатника (вилт и корневую гниль). Тем самым простей­шие влияют на урожайность этой важной сельскохозяй­ственной культуры. В. Ф. Николюк предложил вводить в состав гранулированных почвенных удобрений для хлоп­чатника и других сельскохозяйственных растений цисты почвенных амеб. Испытания таких удобрений дали поло­жительные результаты, выразившиеся в повышении уро­жайности хлопчатника.

Большинство простейших, обитающих в почве, явля­ются бактериядами, поэтому они контролируют в ней коли­чественный и качественный состав микроорганизмов. Выяснено, что хотя одноклеточные животные и поедают азотфиксирующие бактерии, однако в то же самое время они выделяют аллелопатины, усиливающие размножение этих микроорганизмов и стимулирующие у них процесс азотфиксации.

Простейшие, обитающие в почве, обильно продуци­руют в окружающую их среду слизи (муко- и полисаха­риды), чем способствуют агрегации частиц почвы и ее гумификации.

Благодаря многочисленным экспериментальным и по­левым исследованиям, проведенным как отечественными, так и зарубежными протозоологами и почвоведами, установлено следующее: чтобы понять состав и генезис почв, чтобы научиться управлять почвенными процессами, необходимо учитывать и знать жизнедеятельность простей­ших, являющихся важнейшим и непременным компонен­том верхних почвенных горизонтов.

Одноклеточные животные, составляя существенную часть нанопланктона, являются одним из звеньев в пище­вых цепях биосферы. Как известно, все живые существа на Земле по характеру их питания принято делить на продуцентов и консументов. Автотрофные организмы, использующие солнечную или химическую энергию и создающие органическое вещество за счет неорганических, являются продуцентами. Консументы — это гетеротроф­ные организмы, пользующиеся готовыми органическими веществами, которые созданы продуцентами.

К продуцентам относятся автотрофные бактерии, окра­шенные жгутиконосцы и настоящие растения; к консу­ментам — все остальные организмы, в том числе подав­ляющее большинство бесцветных простейших. Сразу же следует отметить, что наибольшее количество первичной продукции (т. е. органических веществ, получаемых путем фото- и хемосинтеза) дают не высшие растения, образую­щие леса, степи и луга, а фитопланктон Мирового океана. Окрашенные жгутиконосцы являются существенным ком­понентом фитопланктона и в энергетических расчетах рассматриваются как часть его. Они играют важную роль не только в продуцировании органических веществ, но через фотосинтез и дыхание влияют на содержание кислорода и углекислого газа в атмосфере Земли.

Бесцветные протисты (жгутиконосцы, инфузории и амебоидные организмы), питающиеся бактериями и фито­планктоном, составляют определенный трофический уро­вень в обмене веществ водоемов, которым нельзя пре­небречь, ибо они (как и фотосинтезирующие жгутико­носцы) служат пищей для многоклеточных беспозво­ночных и личинок рыб. Многие взрослые рыбы питаются этими беспозвоночными и сами служат добычей для хищных животных.

То, что простейшие — излюбленная пища мальков, известно давно. Еще Н. Ф. Золотицкий (1916) в своей знаменитой книге (недавно переизданной) «Аквариум любителя» писал: «Кормление мальков надо разделить на два периода: на кормление до исчезновения желточного пузыря и на кормление после его исчезновения. В первый период живую пищу, состоящую из бесчисленных мель­чайших инфузорий, образующихся среди гниющих расти­тельных веществ, следует предпочесть всем другим кормам и прибегать к последним только в случае крайности» (с. 695). Он советует переходить к кормлению рыб колов­ратками или рачками во второй период, «когда инфузории уже не представляют для них корма, достаточно пита­тельного…» (там же, с. 697). Современные аквариумисты хорошо знают это. В газете «Комсомольская правда» от 21 января 1973 г. опубликована статья «Птичий рынок», в которой рассказывается про московский рынок, где торгуют разными животными и кормом для них. Приведем выдержку из раздела «Чистопородный червь», в которой рассказывается о продаже различных пищевых объектов для аквариумных рыб. Он начинается с рекламных выкри­ков торговцев живым кормом.

— Удивительно живой корм. Чистопородный микрочервь!

— Трубочник мелкий, крупный!

— Гляди, какой мотыль! Веселенький мотыль: и пляшет, и поет, и не курит, и не пьет!

— Самоподвижный циклоп. Прямо весь кипит!

— Инфузория на банане! Покупайте инфузорию на банане!

— Да она вялая…

— А ты шустрый?

— Я-то шустрый.

— Вот и беги отсюдова!… Инфузория на банане…

Это торгуют кормом для рыбок. В огромных противнях кишат вышеупомянутая инфузория, циклоп, трубочник, мотыль… Экзотики здесь мало, но покупателей более чем достаточно, ни один зоомагазин не располагает таким выбором корма.

К сожалению, действительно в нашей стране до сих пор нет ни одной организации, которая занималась бы в про­мышленном масштабе разведением простейших. А они нужны не только для аквариумистов. Хорошо известно, что мальки промысловых и разводимых в наших хозяй­ствах рыб (осетровых, лососевых, карповых и т, д.) в самый первый период после вылупления из икры питаются одноклеточными животными (инфузориями, жгутико­носцами или раковинными корненожками).

Г. С. Корниенко (1973) искусственно в садах выращи­вала инфузорий (Paramecium caudatum и Stylonychia pustulata), получая культуры с плотностью сырой био­массы этих простейших 20—104 г/м3 и ежесуточной продуктивностью 2.7—18 г/м3. Даже одноразовое внесение в пруды для рыб этих инфузорий из расчета 5—10 г сырой массы на 0.1 га резко увеличивает их число в этих водоемах. Выпущенные туда мальки питаются простей­шими в течение 5 дней. При этом в опытных водоемах выживаемость мальков повышается с 49 до 60—67%.

Не вызывает сомнения, что в скором будущем простей­шие будут культивироваться для рыбных хозяйств в про­мышленных масштабах. Тем более что очень доступные, но совершенные методы культивирования инфузорий уже разработаны. Наиболее эффективным и экономичным, пожалуй, является оригинальный метод непропорцио­нально-проточной культуры простейших, предложенный В. Е. Коковой и Г. М. Лисовским (1976). Благодаря ему исследователи обеспечили непрерывный рост массовой культуры Paramecium caudatum с плотностью до 50 тыс. особей/см3 (т. е. 50 млн. особей/м3) и с получением ежесуточно 2 г сухого вещества инфузорий на 1 л рабочего объема культуры. Произведенный биохимический анализ доказывает, что суммарный белок сырой массы парамеций содержит все необходимые аминокислоты, т. е. является высококачественным; по своему составу он близок к казе­ину. Проведенная дегустация сухой биомассы парамеций показала, что вкус этих простейших напоминает вкус куриного мяса или подсушенного творога.

Среди советских протозоологов бытует рассказ, что когда президент Всесоюзного общества протозоологов чл.-кор. АН СССР Юрий Иванович Полянский, находясь в Красноярске, посетил лабораторию, где занимаются массовым культивированием простейших в непропорцио­нально-проточных культурах, ему в знак уважения был преподнесен бутерброд, намазанный вместо масла пастой из парамеций.

Бутерброд с парамециями! Пока это только шутка. Однако вовсе не исключено, что в будущем, когда будет налажено промышленное культивирование простейших, высококачественные белки, полученные из этих организ­мов, найдут применение в пищевом рационе человека и тем более животных.

Поскольку наша книга является научно-популярной, мы попытались показать значение простейших в природе и жизни человека, опираясь порой на наиболее интересные, наиболее выпуклые и даже курьезные факты, чтобы быстро и четко вызвать у читателя нужные впечатления. Однако если отрешиться от такого подхода — отказаться от рас­сказов о египетских пирамидах, «кровавых» дождях и бутербродах с парамециями, — мы все же, опираясь на простые цифровые материалы, взятые из обычных научных работ, будем вынуждены признать, что десятки тысяч видов простейших по их многообразию, всесветности распространения, биомассе и т. д. занимают еще до конца не оцененное, выдающееся место в экономике биосферы. Сейчас уже мы не можем, не имеем права не учитывать эти организмы, рассматривая ресурсы Земли, ее био­энергетику. Мы не можем не учитывать роль простейших в нашей повседневной деятельности, связанной с промыш­ленностью, сельским и рыбным хозяйствами, в связи с проблемой охраны и восстановления окружающей среды, а также, как будет показано далее, и с проблемами медицины и ветеринарии.

comments powered by HyperComments