Может показаться странным, но всего несколько десятилетий назад самый поверхностный слой этой богатейшей зоны океана, его верхние 2–3 сантиметра считались абсолютно безжизненными. Океанологи были убеждены, что даже самая мелкая рябь, я уже не говорю о средних или больших волнах, способна нанести непоправимый вред мелким и очень нежным обитателям моря. Еще большую опасность должны представлять ультрафиолетовые лучи солнца, способные погубить все живое. Эти соображения считались непреложными истинами, и ни у кого из ученых даже не возникло мысли проверить, действительно ли приповерхностные слои океана необитаемы.
Лишь в конце прошлого века ученые заметили, что существуют организмы, обитающие в полупогруженном состоянии. Героиней нового открытия явилась пресноводная ряска — растение, встречающееся во всех стоячих водоемах. Столь запоздалое прозрение неудивительно. Есть такое странное свойство человеческой психики: способность не замечать то, что постоянно находится у нас перед глазами. Для организмов, подобных ряске, придумали даже специальное название — плейстон, в переводе на русский язык оно означает: плавающие (живущие) в погруженном состоянии.
Повышенное внимание к ряске дало повод приглядеться к морской поверхности. В океане первыми обратили на себя внимание крупные существа, плавающие, так сказать, по пояс в воде. Это были «португальские кораблики», парусники и порпиты. На их место и роль в сообществах морских организмов гидробиологам открыли глаза советские исследователи. Произошло это вскоре после войны во время первого рейса советского исследовательского судна «Витязь» в тропическую зону Тихого океана.
Португальские кораблики — удивительные существа. Они произошли от древних примитивных животных, ведущих сидячий образ жизни и образующих большие колонии. Многие из них «в детстве» активно передвигаются и подыскивают для дальнейшего жительства приятную компанию. Тяга к объединению привела к возникновению удивительных колоний, которые выглядят как самостоятельный, сложно устроенный организм. Такая колония похожа на какое-то экзотическое животное, и трудно заподозрить, что это не отдельный организм, а целый коллектив совместно живущих членов большой и дружной семьи. Речь идет о представителях класса сифонофор, близких родственников гидроидных медуз. Из них наибольшей известностью пользуется физалия — «португальский военный кораблик».
Чтобы стало понятно, что представляют собою эти необычные существа, разговор придется начать издалека, с общественных насекомых, живущих огромными, иногда и миллионными семьями. Они состоят из пары или большего числа полноценных в половом отношении членов и массы недоразвитых особей, не принимающих участия в размножении, но обеспечивающих потребности семьи в пище, жилище, охране и т. д. В соответствии с этим семья медоносной пчелы делится на три касты: матку, трутней и рабочих пчел. В семьях муравьев и термитов рабочие особи могут быть представлены 1–3, а то и 8 кастами. Представителей каждой касты легко опознать по характерному внешнему виду, их роли в семье и особенностям поведения.
Зоологи прошлого столетия сравнивали семьи общественных насекомых с монархическими государствами, где властвует царственная пара, повелевающая своими бесчисленными подданными. В наши дни общественных насекомых часто называют суперорганизмом, а ее членов сравнивают с клеточками отдельных органов или тканей, призванных выполнять определенные функции. Это ближе к истине.
Такими же суперорганизмами являются сифонофоры. Здесь тоже у каждой особи или группы однородных особей специфическая внешность и только ей предписанные функции. Так что в существовании сифонофор нет ничего из ряда вон выходящего.
Теперь вернемся к физалиям. Кишечнополостные, к которым они относятся, на определенных стадиях развития могут быть представлены двумя разными формами, чередующимися в течение их жизненного цикла. Одно поколение бывает полипами, ведущими прикрепленный образ жизни, другое — свободноплавающими медузами. Колонии физалий образуются из представителей обеих форм, из полипов и медуз. Фундаментом, или стержнем колонии, является полый ствол, сообщающийся с внутренними пищеварительными полостями всех членов колонии. Благодаря этой системе полостей и каналов пища, попавшая сюда, распространяется равномерно по всей колонии. У физалий ствол укорочен. В его верхней части чаще всего находится медузообразная особь, колокол которой превратился в шарик или баллон, наполненный газом. Этого члена колонии именуют пневматофором.
Газовый пузырь может быть крошечным, диаметром от 1 миллиметра до 2 сантиметров, но у некоторых видов, например, у физалий, его поперечник достигает 30 сантиметров. Чем крупнее пневматофор, тем значительнее его роль в поддержании положительной плавучести животного. Огромный газовый пузырь физалий, окрашенный в голубой или фиолетовый цвет, с красноватым гребнем наверху, почти целиком выступает из воды и служит для «португальского кораблика» парусом.
Тонкие стенки пневматофора обладают значительной плотностью, так как состоят из шести тканевых слоев, да еще покрыты снаружи тонкой хитиновой пленкой, которая, как кожаная оболочка футбольного мяча, не позволяет пневматофору чрезмерно растягиваться и оберегает от губительного воздействия солнечных лучей. Парус-поплавок надежен в эксплуатации и способен выдерживать значительное внутреннее давление.
Непосредственно под пневматофором обычно располагаются нектофоры — «плавательные колокола». Они тоже образованы медузообразными членами колонии. Их бывает несколько, от 2 до 20, иногда 200–400. Они ритмично сокращаются, благодаря чему колония может целенаправленно передвигаться.
Важнейшими членами колонии являются гастрозоиды. Это уже полипы. Они кормят колонию, одновременно выполняя функцию и охотников и поваров. Для ловли добычи «охотник» имеет «арканчик» — длинное ветвящееся щупальце, снабженное стрекательными клетками. Они помогают поймать и убить добычу. Затем щупальце отправляет ее в «рот», а полип надевает «поварской колпак» и начинает готовить обед для всей колонии. У физалии питающие полипы сидят на «брюхе» колонии. Они напоминают миниатюрные кувшинчики, обращенные своей горловиной — «ртом» вниз.
Еще один вид членов колонии сифонофор — гонофоры выполняют функцию половых органов. У физалии фундаментом для них служат полипоидные особи, сидящие рядком с одним из «поварят» и дающие приют гроздьям гонофор, а также одному большому «плавательному колоколу». Гонофоры являются медузообразной формой. Здесь же находятся полипы, лишенные щупалец. Считается, что они выполняют защитные функции. Когда в гонофоре созревают половые продукты, все сложное сооружение вместе с гастральными полипами отрывается от материнской колонии и отправляется в автономное плаванье. Вот для чего здесь находятся «плавательные колокола».
Члены колонии связаны между собою волокнами общеколониальной нервной системы. Поэтому повреждение одного члена вызывает оборонительную реакцию всей колонии. В первую очередь сокращаются щупальца полипоидных особей, сами полипы и пневматофор. В результате общий размер сифонофоры уменьшается, увеличивается ее удельный вес, и она погружается в более глубокие слои воды или начинает двигаться в другую сторону. Иногда это помогает «кооперативному» живому существу избежать опасности.
Плавательный пузырь фазалий асимметричен. Различают так называемые «правую» и «левую» формы колоний. Асимметрия усиливается благодаря S-образной форме гребня. Такой парус позволяет «португальскому кораблику» плыть под острым углом к ветру, причем «правые» плывут налево, а «левые» — направо. Иногда физалия делает поворот вокруг своей вертикальной оси, ложится на обратный курс и плывет против ветра. Часто сифонофоры собираются в стаи. Их флотилии состоят или из одних «левых», или только из «правых» португальских корабликов. Вместе они плыть не могут, ведь ветер несет их в разные стороны. Движение стаи напоминает маневры огромной эскадры парусных судов.
В теплых морях поверхность океана бороздят парусники и порпиты. Они значительно меньше физалий. Ствол этих колоний превратился в овальную пластинку. На ней сверху расположен большой пузырь, надутый газом. У большинства парусников он плоский, имеет вид треугольника, а у порпит это простое утолщение диска. Благодаря хитину его оболочка обладает высокой прочностью. Под ним к центру опорной пластинки прикреплен крупный питающий полип, окруженный стайкой более мелких гастроидных полипов. Здесь же, вперемежку с кормильцами, прикреплены тонкие щупальцеобразные выросты, или нити, обычно ветвящиеся. Они покрыты батареями стрекательных капсул. Это штатные защитники колонии. У парусников питающие члены по совместительству занимаются размножением. От них отпочковываются медузки, которые, возмужав, покидают семью, чтобы основать собственную колонию.
Парусники образуют огромные стаи. Они способны менять направление движения, и все же волны тысячами выбрасывают их на берег. Порпиты не имеют возможности маневрировать, но из-за меньшей парусности скорость их движения невелика, и это спасает их от гибели.
Для советских ученых, впервые оказавшихся в тропиках, вид огромных скоплений корабликов был в диковинку, и они смогли взглянуть непредвзято на жизнь существ, которые в тихую погоду часами подвергают свой парус воздействию жгучих солнечных лучей, а в ветреную — каскаду ударов волн. Невиданное ранее зрелище привлекло внимание к поверхности океана.
Первые исследования, первые пробные обловы поверхностного слоя воды принесли обильную дань. Оказалось, что в тропиках здесь полным-полно всякой мелюзги, различных ракообразных, в том числе небольших креветок и крохотных крабиков, моллюсков, червей, рыбьих мальков и другой морской мелочи с прозрачным или полупрозрачным телом, окрашенной в синий цвет, а по поверхности воды снуют водомерки, как две капли воды похожие на пресноводных. И это в тысячах километров от ближайшего берега!
Заслуга в том, что миф о безжизненности поверхности океана был окончательно развеян, принадлежит ученым Одесской биологической станции, позже преобразованной в отделение Института биологии южных морей. Они обнаружили богатейшую жизнь в приповерхностных слоях Черного моря. Оказалось, что многим мелким обитателям моря больше всего нравится жить у самой поверхности. В любой точке океана жизнь бьет здесь ключом.