Приспособления к удержанию тела у поверхности воды

При любом состоянии моря — в штиль и в шторм — типичные организмы нейстона и плейстона не теряют свя­зи с поверхностью воды. Большие волны могут их на ка­кое-то мгновение погрузить в воду, но они снова всплы­вают.

В большинстве случаев приповерхностное положение обеспечивается высокой плавучестью организмов, которые, согласно закону Архимеда, выталкиваются к самой по­верхности воды. Такая плавучесть достигается благодаря большому содержанию в их тканях воды и одновременно отсутствию или облегченности скелетных элементов. Еще чаще высокую плавучесть придают газовые и жировые включения внутри тела и различные внешние поплавки.

Готовые к оплодотворению икринки хамсы, шпрота, морского ерша содержат до 95—98% воды. Икринки дру­гих видов рыб — калкана, ставриды, кефалей — имеют по одной, а икринки пеламиды — до 10 жировых капель (рис. 33). Эти жировые включения не только служат высококалорий­ной пищей выклюнув­шимся личинкам, но и выполняют функции по­плавка, помогающего икринке удерживаться у поверхности воды. Боль­шинство личинок рыб имеет наполненный воз­духом плавательный пу­зырь, служащий тем же целям. Пузырь есть у личинок даже таких рыб, у которых во взрос­лом состоянии он от­сутствует,— например, у многих видов бычков, скумбрии, тунца и др. Это уже газовые включения — надежный способ удержания тела у самой поверхности воды. Они имеются у многих животных и растений. Слое­вища гипонейстонных видов саргассов, как елка игрушка­ми, усеяны множеством шаровидных воздушных пузы­рей (рис. 34), поддерживающих водоросль и ее многочис­ленных животных-обрастателей под пленкой поверхностно­го натяжения.

Икринки рыб с жировыми каплями

Пузырьки газа есть в полости кишечника моллюска глаукус. Благодаря им на своей широкой разветвленной подошве глаукус ползает по нижней стороне пленки по­верхностного натяжения пелагиали.

Слоевища гипонейстонной саргассовой водоросли

Сложная система воздушных камер пронизывает диск медузы-порпиты, которая буквально повисает на пленке поверхностного натяжения (рис. 35). Даже в растворе формалина порпита может оставаться в том же положе­нии в течение нескольких лет. Если порпита — типичногипонейстонное животное, то ее ближайший родич — па­русник относится уже к настоящему плейстону. Помимо горизонтальной пластинки, пронизанной, как у порпиты, воздушными камерами, парусник имеет еще вертикальную пластинку — парус треугольной или округлой формы (рис. 36, а). Парус выступает над поверхностью воды на несколько сантиметров, и животное перемещается под действием ветра, облавливая по пути своими щупальцами все новые и новые участки поверхности моря.

Наиболее развита газовая камера — пневматофор — у физалии, или португальского кораблика (рис. 36, б). Длина пневматофора достигает 30 см, а высота — 15 см и на 9/10 он возвышается над водой. Физалия типично плей­стонное животное, характерное для тропической и субтро­пической зон Мирового океана. Как никакой другой оби­татель моря, физалия способна в течение десятков минут, а то и часов выдерживать палящие лучи Солнца без сма­чивания пневматофора водой.

Другие обитатели поверхности океана сами себе изго­тавливают различные поплавки, или плотики, для удер­жания тела в гипонейстали. Так, временный житель этого биотопа — небольшой брюхоногий моллюск Hudrobia ulvae строит себе плотики из слизи, выделяемой особыми желе­зами. Плотик, сооруженный из несмачиваемого материала, удерживает моллюска на поверхности воды и одновремен­но помогает в сборе пищи.

Тропические актинии рода миниас прикрепляются к пленке поверхностного натяжения с помощью поплавка, расположенного в середине ноги и состоящего из пузырь­ков газа, заключенных в упругую оболочку.

Высокого совершенства в сооружении собственного поплавка достигли брюхоногие моллюски рода янтина. Приблизительно каждую минуту моллюск выделяет один пузырек воздуха, заключенный в оболочку из быстро за­твердевающей слизи — продукта специальных желез. В результате через некоторое время получается пористый плотик округлой, вытянутой или спиральной формы (рис. 37), на котором янтина держится и откладывает с нижней стороны свои яйца. Легкий плотик возвышается на несколько миллиметров над водой, но это не дает осно­вания причислять янтину к плейстону, поскольку в полу­водном положении находится не часть тела животного, а мертвый поплавок.

Такое же приспособление строит для себя усоногий рачок лепас (морская уточка). Вообще все усоногие раки (морские желуди, уточки, коронулы и др.) — сидячие организмы бентоса. Они покрывают под­водные части судов, портовых соору­жений, камней и любых твердых пред­метов. Селятся даже на коже китов, причиняя им немалые неудобства. И только вид Lepas fascicularis ушел в гипонейсталь. Для этого ему пришлось облегчить свой известковый домик и на­учиться строить плотик по тому же принципу, что и янтина и актиния миниас. Иногда один общий плотик строят несколько рачков. А. И. Савилов обнаруживал до 20—25 особей на общем поплавке. Рачок находится целиком в подводном положении и относится, сле­довательно, к гипонейстону.

Еще один способ удержания тела в приповерхностном положении заклю­чается в том, что животные используют всевозможные предметы, плавающие на поверхности во­ды. Например, эпинейстонные водомерки прикрепляют свои тонущие в воде яйца к плавнику. Их находили на щепках и перьях птиц, на обрывках водорослей и кусоч­ках шлака, на скелетных пластинках порпиты и парусников, на раковинах кальмаров и даже на хвостовых перь­ях живой чайки. В 1952 г., вскоре после извержения одного из вулканов в Тихом океане, на воде обнаружили много плавающих кусочков пемзы с отложенными на них яйцами океанических водомерок.

Недавними исследованиями члена-корреспондента АН УССР Г. Г. Поликарпова с сотрудниками было показано, что теперь на морской поверхности все чаще встречаются комки затвердевшей нефти. Это может быть следствием природной утечки нефти из щелей на дне океана, но в еще большей мере — результатом аварий, упущений при эксплуатации донных месторождений нефти и при ее транспортировке на судах.

Затвердевшие комки нефти обрастают одноклеточны­ми водорослями, которые служат пищей гипонейстонным рыбам, моллюскам, рачкам и другим организмам. На них откладывают икру летучие рыбы и, конечно, океаниче­ские водомерки. Получается новое сообщество в гипонейстали. Г. Г. Поликарпов назвал его нейстонным перифитоном, то есть нейстонным обрастанием.

Как сообщают в своих научных работах некоторые ав­торы, моллюск глаукус откладывает свои яйца на плава­ющие скелетные пластинки парусника, которого моллюск перед этим съедает.

Различным плавником для временного отдыха пользу­ются гипонейстонные крабики, равноногие раки и прочие животные.

Целый набор ракообразных, червей, моллюсков, рыб и др. базируется на гипонейстонных саргассах. Эти ор­ганизмы настолько хорошо приспособлены к обитанию среди водорослей, что говорят о своеобразной «фауне сар­гассов».

Многие обитатели самого верхнего слоя пелагиали ис­пользуют для сохранения приповерхностного положения несмачиваемость наружных покровов тела. В этом случае в действие вступают силы поверхностного натяжения во­ды, удерживающие «на плаву» и покрытую жиром сталь­ную иголку.

Так, икринки кефалей, помимо низкого удельного веса и крупной жировой капли, имеют еще несмачиваемую обо­лочку, благодаря которой они прочно удерживаются плен­кой поверхностного натяжения воды (рис. 38, а). Это свойство сохраняется и у фиксированных формалином икринок.

Организмы с несмачиваемыми покровами у поверхности воды

Личинки крабов имеют длинные несмачиваемые ши­пы, вытянутые в горизонтальной плоскости. Они служат для той же цели (рис. 38, б).

Океанические водомерки, как и их пресноводные ро­дичи, бегают по поверхности морей и океанов благодаря наличию несмачиваемых волосков на лапках. Такие же волоски покрывают тело водомерок, что позволяет им уносить под воду при нырянии запас воздуха для дыха­ния и одновременно облегчать возвращение в эпинейстонное положение.

Интересное приспособление я обнаружил у гипоней­стонных мальков черноморских кефалей. Спинка мальков длиной до 15—20 мм не смачивается в области плавни­ков, и здесь во время движения рыбок образуется воз­душный мешок (рис. 39). В тихую погоду стайки маль­ков лобана, остроноса и сингиля смотрятся сверху скоп­лениями серебристых пузырьков воздуха. Я долго не мог догадаться, что за таинственные «пузырьки» бросаются в стороны, как только над ними заносят сачок? Эти приспо­собления облегчают малькам далекие путешествия из центральных районов моря, где они выклевываются из икры, в прибрежные мелководья на нагул. Кроме того, пузырьки, как увидим дальше, выполняют защитную роль. Такие же пузырьки воздуха были замечены на спин­ках мальков кефалей и атеринок из Тихо­го океана.

Малек кефали с пузырьком воздуха на спинной стороне тела

Итак, хотя разные механизмы высокой плавучести изучены еще недостаточно, приведенные выше примеры показывают, что в природе существует много действенных способов завоевания организмами поверхнос­ти раздела море — атмосфера. Животные и растения в процессе эволюции овладели ими и стали членами гипо­нейстона, эпинейстона и плейстона, заселив как раз ту область пелагиали, где основную опасность для жизни прежде усматривали в солнечной радиации. Каково их от­ношение к этому важнейшему фактору внешней среды?