Разгадки секретов моря

Разгадки секретов моря

Тысячелетиями человека манят море и его сокровенные тайны. Сейчас, с появлением современной техники, мечта эта сделалась явью. Человек погружается в море не с голыми руками, а вооруженный самой совершенной аппаратурой. «Замкнулось» кольцо эволюции, длившейся миллионы лет. Правда, человек не собирается поселяться в абиссальных глубинах по примеру многих бывших жителей континента, поменявших среду обитания. Таков был путь части пресноводных рыб и млекопитающих. Костистые рыбы, как считают, развились вначале в реках, а потом эмигрировали в море. Сейчас они заполонили его до самых глубин (вспомним, что даже на дне Марианского желоба «Триест» обнаружил плоскую костистую рыбу). Кстати, вопреки распространенному поверью рыбы эти плоские не потому, что их «сплющило» давлением, а потому, что они живут на песчаном дне. Есть скаты, живущие на поверхности, — они такие же плоские, как их донные собратья!

Рыба вне зависимости от того, на какой она обитает глубине, уравновешивает свое внутреннее давление с давлением окружающей среды, точно так же как человек на суше. Даже у рыб, имеющих плавательный пузырь, давление внутри пузыря практически то же, что у толщи воды. Подобная система ставит перед наблюдателем интересные проблемы.

У плавательного пузыря много сходства с нашим легким, хотя это орган не дыхания, а плавучести, своего рода поплавок, позволяющий рыбе регулировать свой вес. Такая рыба — воздушный шар. Когда ей надо подняться выше, она, раздувая пузырь, уменьшает свой удельный вес. Но большое количество воздуха опасно, ибо плавательный пузырь при подъеме может лопнуть, это часто случается, когда рыбу ловят тралом.

Те разновидности, что быстро поднимаются с глубины 100–200 метров к поверхности, были вынуждены отказаться от пузыря. Им приходится, чтобы держаться на заданной глубине, непрестанно шевелить плавниками, — это уже не воздушные шары, а подводные самолеты. У глубоководных рыб пузырь не может быть наполнен воздухом, ибо физикохимические реакции вызовут у них «глубинное опьянение», «кессонную болезнь» и другие нарушения.[45] Природа предложила здесь два выхода из положения: во-первых, наполнять пузырь не воздухом, а жиром. Жир легче воды и позволяет, таким образом, компенсировать вес. Подобная рыба представляет собой как бы маленький батискаф. У циклотона, скажем, пятнадцать процентов общего объема тела составляет жир. Эта рыба хорошо известна океанографам, она распространена почти во всех морях.

Второе решение — замена воздуха в пузыре инертным газом. Отдельные виды рыб, обитающих глубже 2 тысяч метров, обзавелись целым химическим заводом: они берут воздух из воды, разлагают его на составные части, выбрасывают избыток кислорода и азота — он для них опасен, оставляя только аргон. Газ аргон содержится в атмосфере в крайне небольшом количестве — всего 1 %, а рыбы доводят его содержание в пузыре до 99 процентов при давлении в 200 килограммов на квадратный сантиметр! Газ, естественно, находится в соответствии с давлением окружающей среды.

Каракатица из семейства Сепиа оффициналис, близкая родственница спрутов и осьминогов, выработала остроумную систему, позволяющую ей подниматься с большой глубины. Каракатица имеет привычку проводить целые дни, зарывшись в песок на дне, а ночью всплывает на поверхность подкормиться. У нее есть своеобразная пористая «внутренняя раковина», служащая, как явствует из недавних работ англичан Эрика Дентона и Джона Гилпин-Брауна, в качестве образцового поплавка. Количество газа в этой кости может меняться сколько угодно; у каракатицы нет возможности продувать воду сжатым воздухом, поэтому она делает это осмосом: полупроницаемая мембрана гонит воду оттуда, где раствор соли слабее, туда, где он крепче. Когда каракатица хочет всплыть на поверхность, она растворяет соль внутри кости; вода вытекает из нее, и животное становится легче. Правда, данная осмотическая реакция не может идти при давлении, превышающем 25 атмосфер; большинство каракатиц живет на глубине 30–80 метров, и, видимо, ниже 235 метров они не встречаются вовсе.

Крупные спруты обитают гораздо ниже, и у них другая система регулирования плавучести. Она состоит из нескольких резервуаров значительного объема, наполненных раствором аммиака; жидкость эта легче воды (вспомним, что ее собираются использовать в Соединенных Штатах для постройки нового батискафа). Выталкивая аммиак, спрут становится тяжелее и уходит в глубину. Потом за несколько часов он восстанавливает запас. Средняя плотность аммиака равна единице, как у дистиллированной воды; а поскольку счастливец-спрут живет в морской воде со средней плотностью 1,03, то он, пользуясь разницей в 0,03, поднимается наверх. Разница эта, правда, столь невелика, что объем тела должен быть весьма значительным. У обычных рыб плавательный пузырь занимает 5 процентов общего объема; кость каракатицы —10 %, а у спрута резервуар занимает 66 процентов! Напомню, что у «Триеста» бензин занимал 92 процента объема аппарата. Дентон не случайно назвал гигантских спрутов семейством «батискафоподобных».

Из бывших обитателей континента в море живут не только костистые рыбы. Киты, ушастые тюлени, моржи, дельфины и ламантины тоже приспособились к водной жизни, хотя и сохранили связь с поверхностью: они дышат воздухом, их легкие еще не превратились в жабры. Это в общем-то не значит, что они не способны глубоко нырять: кашалот, например, опускается на 1000 метров. Но, ныряя, он расходует кислород, запасенный на поверхности. Необыкновенно медленный обмен позволяет ему задерживать дыхание, пока он ныряет, выискивает добычу, завязывать смертельный бой со спрутом, и в случае победы вновь подниматься наверх.

Китобои не раз замечали, как кашалот «камнем» — почти вертикально — уходит вниз. После прокладки подводных телефонных кабелей удалось точно установить, на какую глубину ныряют эти животные: оказалось, что глубже 1000 метров. Сплошь и рядом кашалоты в слепой ярости накидываются на кабели, принимая их, должно быть, за щупальца спрутов. А может быть, кабель попросту застревает у них в пасти, когда они роются на дне в поисках лакомой пищи. Почувствовав вдруг, что он не в силах высвободить зажатые челюсти, в тревоге, что времени до подъема на поверхность за живительным глотком воздуха остается мало, кашалот начинает бешено метаться. Иногда кабель рвется, но животное успевает окончательно запутаться. Когда кабели поднимали для ремонта, в их кольцах находили останки кашалотов. Отмечено 14 подобных случаев: шесть на глубине 900 метров, а один даже на 1100.

Интересно отметить, опять-таки в связи с китами, как природа изящно обошла воздвигнутое ею же самой препятствие: чтобы плавать в холодных водах, китам нужен толстый слой сала и солидное количество жиров. Эти жиры имеют большую сжимаемость, чем вода. Если бы кит пользовался той смазкой, что мы на батискафе, на глубине 1000 метров он настолько бы отяжелел из-за компрессии, что уже не смог бы подняться. Чтобы избежать такой неприятности, кит обзавелся жиром с коэффициентом сжимаемости, практически равным воде. В результате ка глубине в один километр кашалот сохраняет тот же вес, что и на поверхности…

Способность ориентироваться на дне — еще одна волнующая загадка обитателей водного царства. На суше такой проблемы не существует. Сила тяжести дает нам инстинктивно почувствовать, где «верх», а где «низ»; мы знаем, что горизонт всегда впереди. Поэтому, если нам случается удалиться от хорошо знакомых ориентиров, путь указывают солнце и звезды. А созданная человеком техника — компас, радио, гирокомпас — дополняет чувства, данные нам от природы.

Но как ориентируются живые существа в море?

Они явно наделены незаурядным чувством гравитации, хотя в отдельных случаях оно и обманывает их. Крабы, к примеру, разрешили проблему ориентировки в вертикальной плоскости так: у них в ухе есть песчинка, которая действует наподобие жидкости в человеческом ухе. При каждой линьке крабы сбрасывают панцирь вместе с песчинкой, но тут же восстанавливают ее. Если поместить краба в аквариум и заменить песок мельчайшей железной дробью, в ухе у него окажется дробинка. А что если теперь на аквариум положить сильный магнит? Краб перевернется, уверенный что центр Земли находится над ним.

А глубоководные рыбы? В кромешной тьме безбрежных просторов у них нет ориентиров. Они обречены на беспрерывное плавание. Как они находят место, служащее им домом? Как они находят друг друга?

Море часто называют «миром безмолвия». Понятие это весьма относительно. Конечно, ныряльщик, оказавшись впервые в водной стихии, удивлен, что больше не слышит криков товарищей, оставшихся на поверхности. Но если он внимательно прислушается, то, несомненно, обратит внимание на очень характерные звуки. Как мы знаем, море способно передавать слабые шумы на громадные расстояния.

Было бы странно, если бы рыбы не пользовались удивительной способностью морской воды передавать звуки. Сейчас точно известно, что их «боковая линия» является прекрасным приемником ультразвуковых колебаний, преобразовывая их в нервные импульсы. Когда рыба приближается к другой рыбе, они начинают интенсивно обмениваться этими импульсами. Когда рыба плывет, впереди ее головы образуется волна. Встречая препятствие, волна отражается, и рыба, мгновенно улавливая ее, сворачивает в сторону.

Не исключено, что те же ультразвуковые импульсы помогают рыбам прокладывать маршрут в море подобно тому, как это делают летучие мыши. Гидрофоны океанографического судна «Атлантис», совершавшего плавание в 1949 году, уловили в воде звуки рыб, находившихся на глубине 4 тысячи метров. За каждым призывным звуком следовало эхо, отраженное от дна, и этот интервал позволил высчитать расстояние между дном и рыбой. Возможно, с помощью той же системы рыба во время миграции находит путь, таинственным образом завещанный ей предками?

Не полностью еще раскрыты секреты угрей. Существуют два основных гида угря — европейский и американский. Оба они часть времени проводят в глубинах моря, а часть — на континенте, в речках и мелких озерах. С началом весны американские угри, величиной примерно со спичку, миллионами подходят к западному побережью Атлантики, а в скором времени оставленный ими восточный берег заполняют европейские угри. Самцы остаются в солоноватых устьях рек, самки же продолжают путь по континенту. При этом с невиданным упорством, вопреки элементарному здравому смыслу, движимые исключительно семейными традициями, они борются с течением, карабкаются на берег, плывут по крохотным речушкам, миллионами устремляются туда, где есть хотя бы лужица воды или простой влажный мох, пока не добираются до любимых болот и полувысохших прудиков, у которых единственное сходство с морем то, что в них есть немного влаги! Маленькие угри быстро растут, они уже не прозрачны, как стекло, они стали темными. Голова напоминает хищную птицу. По странному атавизму угри боятся солнечного света, поэтому днем они отлеживаются, зарывшись в ил, и вылезают за пищей только в сумерках. Так они живут пять долгих лет, постепенно меняя окраску: спинка обычно становится темной, а брюшко — красивого серебристого оттенка. В длину они достигают больше метра.

Но вот, пробыв положенные пять лет на суше, они вдруг вспоминают, что оставили своих самцов в устьях рек! Да и что им делать в этих болотах? Пищеварительный тракт у них атрофировался, а половые железы созрели. Как им отыскать своих будущих супругов? Те тоже подросли за это время, хотя и не так, как их дражайшие половины, — сантиметров на пятьдесят, не больше. Внезапно, словно повинуясь чьему-то властному приказу, самки решают все разом уйти. Это зов крови. Дрожа от нетерпения и возбуждения, они выходят на дорогу, которую успели давным-давно забыть за пять лет новой жизни. Ничто не в силах остановить их, они ползут, в основном ночью, по росе, извиваются, прыгают, заполняют ручейки, оттуда вплывают в речки, из них в большие реки и наконец достигают устья. Здесь их ждут самцы. Вместе они уходят в глубины Атлантики и доплывают до Саргассова моря, до Бермуд, где через короткое время появляются на свет божий личинки, плоды этой встречи. А родители? Все говорит за то, что новый праздник не для них. Они больше не показываются на поверхности, но их не находят и на дне…

Эти личинки известны с давних пор, но их ошибочно принимали за особый вид морских существ. Благодаря работам двух итальянцев — Грасси и Каланбруччо теперь известно, что это личинки угря.

Прежде чем задать вопрос, почему угри выбрали столь сложный и авантюрный путь развития, спросим себя: с помощью какого сверхчувствительного органа они находят дорогу? Выдвигалась теория, согласно которой они ориентируются по температуре и солености воды, но этого объяснения недостаточно. Вероятно, тут подключаются иные «детекторы», в том числе обоняние и ультразвуковые импульсы, о которых мы говорили выше. Как бы то ни было, в разгадке секретов угря еще не сказано последнее слово. Были обнаружены экземпляры очень больших размеров, из чего сделали заключение, что речь идет о совершенно особом виде «сверхугрей», чьи взрослые особи и есть те самые знаменитые «морские змеи», о которых мы все наслышаны, но которых никто до сих пор не видел.

Было время, когда считали (даже надеялись), что в абиссальных глубинах под большим давлением сохранились в неприкосновенности живые особи, не подвергшиеся мутации, а также останки их, не разрушенные бактериями. Многократно забрасывали сеть в надежде, что она принесет на поверхность «живую окаменелость». И действительно, сети доставили кое-какие диковины; первой из них была выловленная в 1775 году возле Мартиники криноида, а последней — нашумевший мадагаскарский целакант, чей возраст исчисляется в 300 миллионов лет. Казалось, что они остались на обочине большой эволюционной дороги. Но легенду о живых окаменелостях развеяли еще в 1872 году ученые-океанографы, участвовавшие в экспедиции на «Челленджере». Они доказали, что между морской фауной глубин и поверхности существует тесное родство.

Целакант — действительно редкая рыба, и, хотя она и живет «в подвале», ничто не доказывает, что за это время она не изменилась и не приспособилась к жизни под большим давлением.

Принято считать, что мутации[46] — решающий фактор всей эволюции — происходят под воздействием космического излучения; чем сильнее бомбардировка частиц, тем больше шансов на то, что появятся новые формы и разновидности. Но ведь космические лучи не только не проникают в глубинную толщу, но и вообще не проходят дальше, чем на несколько метров, в воду. Чтобы космическая частица дошла до абиссального царства и к тому же оказала воздействие на живое существо в надлежащих благоприятных условиях, для этого требуется поистине астрономический срок. Во время погружений на «Триесте» нам не удалось зарегистрировать ни малейшего космического радиоизлучения, хотя это вовсе не означает, что время от времени туда не проникают отдельные лучи. Не надо забывать, кроме того, что на дне моря земная радиоактивность в принципе может компенсировать космическое излучение.

Несколько лет назад было установлено также, что на больших глубинах обитают многие бактерии. Поэтому приходится навсегда отбросить надежду в один прекрасный день найти нетронутое тело морского животного — неважно, гигантского или нет, — которое обитало на свете миллионы лет назад…

Что представляют собой глубоководные течения, с которыми придется столкнуться подводным аппаратам? Довольно долго считалось, что течения эти относительно медленные, едва нескольких метров в день. При такой скорости полярные воды успевают восполнить испарение в тропических зонах. Но здесь за последние десять лет также был достигнут большой прогресс. Используя дрейфующие буи, менее подверженные сжатию, чем вода, удалось получить данные о наличии заметных течений на средних глубинах. Буи опускали на заранее рассчитанную глубину, и они двигались по течению, а корабль с поверхности следил за их курсом, улавливая звуковые сигналы. Для этой цели на буях были смонтированы миниатюрные электронные приспособления. Благодаря им было обнаружено, к примеру, мощное противотечение под Гольфстримом — почти столь же сильное, как он сам. Таким образом, можно смело предположить, что непосредственно на дне также есть течения, напоминающие реки или воздушные потоки в стратосфере.

Подобное явление было замечено еще в XVIII веке в Гибралтарском проливе. Известно, что в Средиземном море мимо Геракловых столбов идет сильное океанское течение, которое компенсирует испарение с поверхности Средиземного моря. Но один голландский корабль, затонувший в 1712 году, был, к всеобщей неожиданности, обнаружен к западу от места крушения. Выявилось, таким образом, мощное противотечение. Сейчас оно хорошо изучено. В частности, его использовали во время второй мировой войны. Итальянские подводные лодки выходили из Средиземного моря с выключенными моторами, и англичане, прослушивавшие пролив из своей гибралтарской крепости, не могли их обнаружить.

Как видим, в тайны моря проникнуть не легче, чем в тайны космоса. Здесь, как и во всех науках, задача исследователя заключается не в том, чтобы постараться все объяснить, а отодвинуть подальше границу вечных вопросов. Ведь в науке каждое новое решение, каждое новое объяснение само по себе рождает новую проблему и новые вопросы. Море очень обширно; проблемы, которые око ставит перед океанографами, геологами, биологами, физиками, а также перед поэтами и философами, напоминает игру, всякий раз начинающуюся сначала, подобно тому как у лернейской гидры[47] всякий раз заново отрастали головы… С той лишь разницей, что у нас нет надежды в один прекрасный день окончательно разрубить клубок проблем.

В море ведет множество путей; есть множество подступов и к проблемам, о которых мы упоминали. По каждому из них предстоит сделать немало шагов. Мы приоткрыли одну дверь, испробовали один только путь. Возможно, сделанный нами шаг канет, словно капля, в безбрежных глубинах моря. Но со временем из таких капелек составится река знаний. А разве не эта река, как верили древние, опоясывает мир, в котором мы живем?