За одним столом с Посейдоном

За одним столом с Посейдоном

Биологический факультет Московского университета на Ленинских горах. Не так-то просто среди множества лабораторий и комнат для занятий найти кабинет заведующего кафедрой зоологии беспозвоночных, члена-корреспондента Академии наук СССР Льва Александровича Зенкевича. Пробегая взглядом надписи на дверях лабораторий и кафедр, даже неискушенный в биологии человек почувствует, насколько всеобъемлющей и разветвленной стала в наши дни биологическая наука. Ничто в живом мире, кажется, не ускользнуло от биологов. В отделанных светлым деревом стенах коридоров архитекторы искусно скрыли множество шкафчиков.

Здесь, как в гигантском музее, хранятся тысячи разнообразнейших коллекций, гербариев. И глядя на них, поневоле думаешь: настанет ли день, когда биологи завершат всемирную «перепись» живых организмов? А может быть, она уже закончена и молодежи остается только завидовать первооткрывателям животных и растений, жившим в XIX веке и первой половине XX?

Лев Александрович улыбается. Наверно, даже студенты на лекции не задают ему подобных вопросов.

— Что бы вы сказали, — говорит он, — если бы географы вдруг объявили сейчас, что открыт новый, никому не известный континент? Не верится? Так вот нечто подобное

произошло недавно в зоологии, когда советские ученые, плавающие на экспедиционном судне «Витязь», подняли со дна Тихого океана много видов нового типа животных — погонофор. Оказалось, что погонофоры, живущие в тонких трубочках до полуметра длиной, — наши родственники. Это представители нового, доселе неизвестного типа животных, очень близкого к типу хордовых, куда относятся и все позвоночные. Эта древняя группа высокого уровня развития сохранилась в океане (преимущественно на глубинах 3–4 и более километров, вплоть до наибольших глубин океана!). К восьми известным нам типам живых организмов прибавился девятый.

Открытие «рангом поменьше» сделали недавно датчане. На четырехкилометровой глубине в Тихом океане они обнаружили животных нового класса, относящегося к типу моллюсков. Внешне эти существа немногим отличаются от обычных моллюсков, только строение у них более примитивное, дающее биологам основание считать, что моллюски произошли от кольчатых червей.

Что же тут интересного, спросите вы?

Видимо, эти животные, как и многие другие представители глубоководной фауны, сохраняют примитивные черты древних обитателей океана, уже вымерших в поверхностных водах морей. Однообразие и постоянство условий существования на глубинах океана как бы тормозят, замедляют ход эволюционного процесса. Открытие этих животных — находка еще одного звена той цепи эволюции, которую биологи стараются связать в единое целое, чтобы представить, как развивались разные группы животных. К XXI веку, пожалуй, не останется на биологической карте мира «белых пятен». Тогда и весь процесс эволюции станет более зримым, более ясным.

В последнее десятилетие произошло очень крупное событие в изучении морей и океанов. Как ни странно это звучит, но только сейчас мы «открыли» глубины океанов для всестороннего изучения.

Совсем недавно океан «прощупывали» на глубину не более четырех-пяти километров. А сейчас исследователи изучают дно тихоокеанских впадин, достигая предельных, открытых «Витязем» глубин — до 11 035 метров.

В 1948 году известный шведский океанолог Ганс Петтерссон, начальник экспедиции на судне «Альбатрос», выпустил книгу «Тайны морских глубин», где высказал предположение, что на глубинах больше 6,5 тысячи метров нет никакой жизни. Он ссылался на французского физиолога Фонтена, который, помещая организм в барокамеру, установил, что даже бактерии под давлением 650 атмосфер, то есть, соответственно, на глубине шести с половиной километров, существовать не могут.

Десять лет назад думали, что все морское дно, лежащее глубже 6,5 километра (а это целых 7 миллионов квадратных километров), — «мертво». Но в 1949–1952 годах исследования нашего «Витязя», а в 1951–1952 годах — датской экспедиции на «Галатее» показали, что разнообразная жизнь достигает предельных глубин океана и «мертвых» глубинных зон в океане нет…

Но вас, я вижу, интересует будущее, а не прошлое.

И ученый, с таким увлечением рассказывавший и споривший, вдруг превращается в простого, задумчивого человека.

— Океан… — говорит он так, словно видит его перед собой. — Три пятых поверхности земного шара все еще недостаточно изучены. Изучение океанов приведет науку к выводам, важным для всего человечества. Геологическое прошлое Земли, даже возраст планеты станут яснее, когда мы изучим глубины океанов и прежде всего его дно и накопившиеся на нем за миллиарды лет осадки. На дне океанов в будущем мы найдем ответ на многие вопросы, стоявшие перед наукой в прошлом.

Сколько лет Земле? Как менялся климат на ее поверхности? Как менялся, наконец, уровень самого океана и очертания его берегов и материков? Геологи считают и пересчитывают слои на земной суше, чтобы ответить на эти вопросы. Однако в результате нарушения напластований, процесса выветривания и многого другого все осадочные породы на поверхности Земли сильно смещены, перепутаны. Здесь многое препятствует составлению точной картины прошлого Земли. Атомные «часы» (определение возраста Земли по количеству распавшихся на ней радиоактивных веществ) не удовлетворяют биологов. Есть «часы», может быть, еще более точные — биологические.

Одноклеточные животные и растения, населяющие поверхностные воды океана, отмирают, и мириады их скелетиков пластами опускаются на дно океана. Если Баренцево море сто миллионов лет назад было теплее, чем сейчас, то среди донных отложений на соответствующей глубине мы найдем остатки других животных, обитателей более теплого климата. Дно океана — это как бы гигантский музей, хранилище, где, не тревожимые никем и ничем, при ровной температуре лежат «архивы» биологических явлений, на протяжении миллионов лет совершавшихся в океане. Гораздо точнее, чем любыми другими путями, по ним можно определить, например, как менялся климат на Земле. Установлено, что в районе Баренцева моря и после ледникового времени и до него были периоды более теплого климата.

Атомные «урановые часы» говорят, что Земле два-три миллиарда лет. А «биологические часы» показывают иное. Погружаясь в глубь веков, в начале палеозойской эры, то есть на 700–800 миллионов лет назад, мы встречаем там формы и типы животных наших дней. Уже тогда они в основном сложились. Почти миллиард лет прошел с тех пор. Невозможно представить себе, чтобы жизнь на Земле появилась за миллиард лет до начала палеозоя и успела за этот срок совершить всю эволюцию, если так относительно мал эволюционный путь, пройденный за последующие 800 миллионов лет. Не укладывается история развития живого населения Земли и в 4–5 миллиардов лет.

Могут возразить: а что, если раньше ход эволюции был быстрее? Но думать так нет оснований. Скорее наоборот, на заре жизни эволюция животных шла очень медленно, а по мере развития жизни темп ее убыстрялся. Земной шар должен был образоваться не меньше 10 миллиардов лет назад, чтобы жизнь на нем стала такой, какой мы ее видим сейчас. Но ведь именно к этой цифре — 10 с лишним миллиардов лет — пришел и академик О. Ю. Шмидт, по-новому объяснивший возникновение Земли и других планет. Так биология, океанология в своих выводах смыкаются с астрономией, астрофизикой. Далекие науки взаимно обогащают друг друга.

В ближайшие 20–30 лет толщи океанских отложений станут предметом детального изучения. Мы пока даже не можем сказать, как менялась соленость океана за время его существования. Но вот в 1949 году «Витязь» вышел на глубоководные исследования в Черном море. К слову сказать, оно соединилось со Средиземным сравнительно недавно, всего несколько тысяч лет назад. Понятно, что в море и грунт соленый. И вдруг, когда взяли пробу грунта с глубины 4–5 метров под дном моря, там оказалась сильно опресненная вода. Геологические трубки проникли в те слои, которые отлагались тогда, когда оно, совсем слабо соленое, было отделено от Средиземного. Исследуя остатки животных в грунте и соленость грунтового раствора на разных глубинах в Беринговом, Баренцевом, Охотском и других морях, можно проследить, когда и как менялся животный мир морей, когда они отделялись от мирового океана и когда снова объединились с ним и как изменялась их соленость.

Уже сейчас, проникая на глубину 34 метров от поверхности дна в глубь грунта, мы уходим на много миллионов лет в прошлую историю Земли. Вот как это делается. С корабля спускают ударную трубу с гидропневматическим устройством. Это как бы насос с поршнем. Если в велосипедный насос набрать воздух, заткнуть выходное отверстие и погружать насос в воду, то чем глубже, тем сильнее давление воды будет сжимать воздух через поршень. Но океанологи не дают воздуху сжиматься. Они задерживают поршень во «взведенном» состоянии и погружают трубу все глубже. Вода давит на поршень уже с силой 500–600 атмосфер… К поршню приделана тонкая трубка, как игла шприца. Как только нажимают «спусковой крючок» (открывают кран), вода ударом через поршень вгоняет «шприц» в в грунт, берет пробу. Этой подводной пушке энергию для выстрела дает сам океан.

Сейчас конструируются новые грунтовые трубки, которые смогут проникнуть в дно на 100 метров, к слоям, которым 10–15 миллионов лет. Они пересекут отложения ледникового периода и войдут в отложения третичной эпохи. Такую трубку опустят с корабля на тросе, и когда конец ее вонзится в грунт, то при подъеме трос потянет вверх поршень, находящийся внутри трубки. Стремясь заполнить образующийся вакуум, трубка под давлением воды будет медленно вползать в грунт. Это новый, улучшенный способ взятия пробы.

Пройдет немного времени, и океанологи обновят свое вооружение. Мы даже представить себе не можем, какие огромные возможности открывает перед исследователями современная техника. Уже созданы приборы для бурения дна на практически неограниченную глубину. И здесь свое слово еще скажет глубинный подводный флот. Французы для местного обследования больших глубин уже применяют маленькие самоходные подводные лодочки с аккумуляторами. Но это — разведка на полдня. А нам нужны крепкие лодки с атомными двигателями не только для исследовании, но и для быстрого передвижения под водой. Возможно ли это?

Мы почему-то не удивляемся, когда слышим, что рыбы под водой могут двигаться со скоростью 60–80 километров в час. Значит, можно построить подводные корабли, у которых будет такая форма и такие двигатели, что, несмотря на большое лобовое сопротивление, они смогут пересекать океаны на глубине, скажем, ста метров, то есть там, где им не помешают никакие штормы. Сумел же человек подняться в воздух и летать быстрей самой быстрой птицы! Сумел же он пробиться так высоко, что самолетам уже не страшны ни грозы, ни ветры!..

Среди множества технических средств, которыми мы сейчас располагаем, особенно быстро идет усовершенствование гидролокации ультразвуковых аппаратов. Сейчас с помощью ультразвука ищут китов, косяки рыбы. Чем плотнее среда, тем быстрее передается по ней звук. Медленно бежит звук по воздуху, гораздо быстрее — по воде, а еще быстрее — по суше или по дну океана. Современные дальние локаторы с берега «засекают» местонахождение корабля чуть ли не за тысячу километров!

Если вам доведется лет через 20–30 путешествовать вдоль океанских берегов, вам непременно покажут ультразвуковые маяки. Это будут даже не маяки, а станции, посылающие и принимающие ультразвуковые сигналы. Все, что происходит в океане, — любой шторм, тайфун, движение айсбергов и кораблей, — за всем этим непрерывно будет следить станция, причем точность пеленгации их уже сейчас громадна. Центр тайфуна, бушующего далеко в море, ультразвуковые станции указывают, ошибаясь всего на несколько десятков метров.

…Где-то далеко от берега под водой произошло землетрясение. Гигантская волна, вызванная этим землетрясением, катится по океану, «проглатывая» целые острова, обрушиваясь на побережье зыбкой черно-синей стеной, достигающей 10—12-метровой высоты… Это цунами, страшное бедствие, уничтожающее в несколько секунд прибрежные города с десятками тысяч людей, которые даже и не подозревают, что через минуту погибнут…

Но ультразвуковая «служба цунами» не даст совершиться несчастью. Через несколько секунд после рождения гигантской волны приборы определят ее силу и направление. Если цунами окажется опасным, в любое время дня и ночи автоматическая сигнализация включит сирены, радиостанции. Дикторы-автоматы прервут любую передачу и призовут население, живущее на берегу, в течение остающихся до бедствия минут уйти на катерах в море, подальше от берега, подняться в горы, куда не достанет волна, покинуть город. Гибельные последствия стихийной катастрофы будут в значительной степени смягчены.

Вы замечаете, мы ушли в сторону от «чистой» биологии? Иначе и быть не может…

Современная техника позволяет думать о широком освоении богатств океана, если хотите — о промышленном их использовании.

В морях сосредоточено гораздо больше веществ (и органических и неорганических), чем на поверхности суши. Если бы мы могли извлечь все золото, которое находится в морской воде, оно по цене было бы не дороже меди, — таковы его запасы!

Некоторые ученые задавались целью разработать технологию добычи золота из морской воды. Но, к сожалению, «морское» золото оказывается пока во много раз дороже золота, добытого на суше.

Возможно, в дальнейшем удастся найти рентабельные методы извлечения из морской воды редких и рассеянных элементов — никеля, кобальта, ванадия и других ценных металлов. А пока даже йод берут не прямо из морской воды, а из водорослей, которые концентрируют его в себе. Впрочем, в последнее время химики с успехом получают йод и из нефти.

Ради чего с такой настойчивостью стремятся ученые в глубь океана, бьются над десятками сложнейших проблем? Не проще ли, в самом деле, получать тот же йод из нефти, а водоросли оставить в покое? Может быть, богатство океанов — это призрак заманчивый, но недостижимый, как золото, растворенное в океанской волне?

— Нет и еще раз нет, — убежденно говорит Л. А. Зенкевич. — Мы не можем расточать сокровища, которые сами идут к нам в руки. Несмотря на высокую техническую оснащенность, наш рыбный промысел — пока еще дикий промысел, охота, а не рыбное хозяйство. Мы должны не только ловить рыб, бить китов, собирать таких кормовых беспозвоночных, как омары, устрицы. Надо использовать в интересах человека всю массу морского населения, В XXI веке человечество будет управлять громадным и организованным морским хозяйством. И так же, как сухопутное сельское хозяйство разделяется на овощеводство, лесное хозяйство, овцеводство и т. д., морское хозяйство будет иметь несколько своих отраслей. Возьмем китов. Допустим, сегодня родился кит.

Как вы думаете, — обращается к нам Л. А. Зенкевич, — когда он начнет размножаться?

Мы лихорадочно перебираем в памяти все, что знаем о китах. Вспоминаем, что киты достигают в длину десятков метров, весят по 10–15 тонн. Но мы не биологи, и никак не можем сообразить, сколько лет нужно киту, чтобы вырасти. Наверное, лет десять-двенадцать?

— Не смущайтесь, — ободряет нас ученый. — Не вы первые совершаете эту ошибку. Все знают, что самое крупное сухопутное животное — слон становится взрослым, достигает половой зрелости в 35—40-летнем возрасте. И мало кто знает, что киты — эти «слоны океанов» — становятся взрослыми и дают потомство уже на второй-третий год после своего рождения… До сего времени такой неслыханный темп роста китов остается загадкой для всех. А биологически это объясняется просто: океан неизмеримо богаче суши пищей, питательными веществами, витаминами.

Растительность на суше должна иметь твердые стебли, древесную часть, чтобы устоять против ветра, чтобы тянуться к солнцу. У нее должны быть корни, достаточно прочные, сложные и разветвленные, чтобы питаться из грунта, проникать к влаге, в глубину. Растения суши должны защищаться от высыхания, от большой жары, от холода. Сколько же энергии им приходится тратить на защитные приспособления! И как мало полезных, питательных веществ оставляют они человеку!

В море другие законы. Здесь растениям не нужны особые покровные, защитные элементы. Они почти целиком состоят из тех же клеток и органических веществ, что и листья наземных растений. Образно говоря, биологический коэффициент полезного действия морских растений (по содержанию кормовых, питательных веществ) равен почти 100 процентам, в то время как у древесной растительности он не выше 5–6 процентов. Происходит это потому, что в океанах идеальные условия для жизни растений: питание из окружающей среды, благоприятная малоизменяющаяся температура, существование во взвешенном состоянии. Недаром жизнь на Земле, по-видимому, зародилась в теплых океанских лагунах, пронизанных животворными лучами жаркого солнца.

Но дело не только в доступности и обилии питательных веществ, из которых «строятся» морские организмы. Если рассматривать продукцию моря с точки зрения пищевой полезности, надо обратить внимание и на другое.

Дело в том, что земные растения, как правило, не имеют такой высокой концентрации витаминов, как морские организмы. Особенно богат витаминами и питателен так называемый планктон. Это мельчайшие растительные и животные организмы, особенно обильно населяющие верхние слои моря. Интересно, кстати, что растительный планктон по питательным свойствам очень близок к самому высокому сорту лугового сена.

Поневоле задумаешься: как же так? В нашем сухопутном хозяйстве мы траву косим, стараемся использовать каждую крошку органических веществ зеленой массы, а здесь, в морях, где такое множество различных организмов, остаются нетронутыми несметные богатства. Вы скажете: а водоросли, а моллюски, а ракообразные? Ведь их уже добывают… Но много ли? Ничтожную долю той массы, которая обитает в море.

Вот что пишут наши чешские коллеги, — ученый открывает журнал с яркой обложкой. — Смотрите: они намерены в ближайшее время использовать в промышленном масштабе хлореллу — зеленую пресноводную водоросль. — Он читает: — «Хлорелла — ценный источник кормов и сырья для производства удобрений, спирта, бензина, медикаментов. В бассейне для выращивания водорослей с гектара водной поверхности за год можно получить примерно в 20 раз больше корма, чем с гектара, занятого самыми высокоурожайными травами. А расходы — гораздо меньше, чем при посеве таких трав…»

Чем выгодно морское хозяйство?

Вы пришли в лес, срубили все деревья на отведенной делянке и посадили здесь молодые саженцы. Как и слон (да простят мне это сравнение!), деревья вырастут, лес восстановится только через сорок лет. А в океане организмы, составляющие основную массу растительности земного шара, дают пятьдесят поколений в течение года!

Теперь вы понимаете, почему киты вырастают не за сорок лет, а за год-два. Они научились черпать из океана обильное питание. Но киты — не исключение, а только яркий пример. Таких примеров можно привести тысячи. Среди них есть и курьезные — такие, что заставляют всерьез задуматься о законах природы, которая у нас на глазах творит чудеса, словно подсказывая людям: «Смотрите, учитесь!..» Задумывались ли вы когда-нибудь, почему самые большие животные земного шара питаются самыми мелкими животными или растительной пищей? Ведь по силе своей и размерам и кит и слон вполне могли бы стать хищниками. Однако они не хищники. И в этом проявился великий закон жизни, закон природы. В тропиках, где живут слоны, в океанах, где обитают киты, природа создала такие благоприятные условия, что растительноядные животные и животные, питающиеся мельчайшими организмами, получили больше «привилегий», чем хищники. Крупным хищникам становится все труднее прокормиться в этих условиях. Природа как бы говорит им: если хочешь развиваться дальше, быть крупнее, сильнее, жизнеспособнее (а это важно б борьбе за существование!), переходи на новую пищу. Может быть, она менее питательна, чем мясо твоих жертв, но зато ее много вокруг и тебе не придется тратить силы на охоту, на погоню, на борьбу… Нужно только приспособиться к этой пище.

И вы знаете, некоторые крупные хищники принимают эти условия, чтобы выжить.

Какая самая крупная рыба в мире? Акула? Хищная акула? Нет! Самая крупная из акул перестала быть хищницей. Она, так же как и киты, процеживающие воду через китовый ус, питается планктоном: вбирает в себя воду и фильтрует ее. Предки ее были хищниками, но ни один из них не имел таких размеров, как эта 16-метровая гигантская акула, мирно пасущаяся на океанских пастбищах…

Вот она — сила природы. Вот они — средства, овладев которыми, может творить чудеса и человек.

Простое устройство — китовый ус. Но люди пока не сумели сделать столь же дешевый и надежный фильтр для извлечения планктона из морской воды. Строились даже корабли со специальными насосами, с гигантскими центрифугами, которые отцеживали планктон. Все это было пока не рентабельно. Но пройдет еще десяток-другой лет, и мы сможем черпать из океана массу планктона, превращать его в корма для сельскохозяйственных животных, а возможно, и в пищу для людей. В 1963 году в Антарктике рядом с китами будет «кормиться» богатейшими скоплениями планктона и советский БРТ — большой рыбный траулер. Его уже оснастили насосами и сетями. Планктон будут грузить в трюмы.

Можно с уверенностью сказать, что в XXI веке будут использоваться и водоросли. Никто не делал пока точных подсчетов, но мировые запасы водорослей можно определить в миллиарды тонн. Из них мы сейчас используем едва сотни тысяч тонн.

К 2000 году, я уверен в этом, заявит о своем рождении новая наука — подводная агрономия и, если хотите, подводная генетика. Баренцево море, Балтийское, Азовское, северо-запад Черного моря, их многочисленные заливы станут угодьями морских совхозов. На глубинах до 100 метров, где много солнца и теплая вода, агрономы и механизаторы — подводники в скафандрах — на юрких подводных машинах будут разводить полезные растения и животных и создавать новые формы. Только на больших глубинах, где темно, где температура всего 1–2 градуса и развитие жизни заторможено, не будет подводных нив и огородов.

…Пришла весна. Из морской воды вдруг исчез фосфор и азот. Их вобрали в себя водоросли, начавшие бурно развиваться. Растения испытывают фосфорный и азотный голод: в море не так много этих веществ. Дайте водорослям удобрения — и они принесут вам урожай тем больший, чем больше соединений фосфора и азота вы растворите в лагуне. Но и тут нужен глаз агронома, точнее говоря — «моренома», знатока морских растений. Ведь мы и на суше не вносим удобрений зимой. Надо точно ^нать, когда и какие нужны удобрения морским полям. «Моределие» — вещь не простая.

Будет развиваться морское животноводство. Вряд ли удастся разводить китов в питомниках. Но стоит подумать о том, чтобы превратить в питомник все океаны Земли. Китам нужны пространства. Ведь в Антарктике они живут только летом, а на зиму уходят за тысячи километров — в субтропики. И никто не знает, где именно они размножаются, каким маршрутом идут. До сих пор неясен вопрос: одни и те же киты живут в северном и южном полушариях или это разные стада?

Китовое хозяйство должно быть упорядочено. Недавно были проведены первые мероприятия по охране китов. Если они будут выполняться, то киты не только сохранят стада, но даже увеличат их.

Профессор на минуту остановился. Мы видим, что, увлеченный беседой, он мог бы рассказать еще очень и очень много интересного. Но…

— Простите, время истекло. У меня экзамен…

Лев Александрович подходит к стеклянной двери, открывает ее и приглашает терпеливо ждущего в коридоре студента:

— Молодой человек, прошу вас…