?

Log in

No account? Create an account

Entries by category: природа

       Мой Lj - или блог - не имеет чётко выраженной научной направленности. На мой взгляд, научный блог в чистом виде выглядит  на пространстве ЖЖ примерно так же, как статья "Пространственно-временная динамика пикопланктона моря Уэддела в осенне-зимний период" на страницах журналов "Природа", "Наука и жизнь" или "Юный натуралист". То есть: весьма серьёзно и фундаментально, но при этом не слишком понятно для широкого круга читателей.
       Не отрицаю, что на огромном пространстве этого крайне разнообразного информационного поля есть блоги, где авторы публикуют материалы исключительно научного характера. То есть, фактически, являют миру читателей научные статьи, посвящённые результатам своих исследований в определённой области. И, как и требует этого форма представления научной информации в такого рода публикациях, приводят её по разделам: введение, материал и методы исследований, результаты, их обсуждение, заключение (или выводы) и прилагаемый референс. 
       Наверняка есть люди, увлечённо читающие эти блоги и черпающие для себя полезные знания. Безусловно, это ценный опыт, ибо статьи в научных изданиях выходят, как правило, не слишком быстро, а в своём блоге автор волен представлять полученные им сведения, как только сочтёт это необходимым. Но чисто научная трактовка фактов с применением специфических терминов, ссылок и апелляций к строгим определениям, известным далеко не всем, бывает понятна далеко не каждому человеку, заходящему в блог по ключевым словам об интересующем его явлении. Поэтому сугубо научные блоги - в  обозначенном варианте - имеют узкий круг читателей на пространстве ЖЖ. 
        Задачу моего блога я вижу в том, чтобы передать картину Мира глазами отдельно взятого учёного, имеющего аналитический склад ума, изучающего морскую жизнь и много путешествующего. Во многом блог посвящён популяризации научных знаний о живой природе. Здесь есть посты об экспедициях, где в полевых условиях куётся современная наука о Море (в Lj я могу писать это слово с большой буквы), репортажи о путешествиях в интересные районы планеты, а также научно-популярных программах, что я веду, фотоподборки, сделанные нашим скромным, но очень деятельным союзом Concolotor, и даже енотские сказки, где в ироничной форме рассматриваются вполне жизненные ситуации. Посты на тему "пена дней" здесь тоже есть - но в меньшинстве и "под замком". 
         Я не стремлюсь научить читателя чему-то специфически важному, но хочу поделиться с ним знаниями учёного о том, как на самом деле устроен Мир - в известной мне области его познания. Однажды мой учитель, д.б.н. А.И. Азовский, сказал: "Настоящий учёный - это тот, кто способен доходчиво объяснить восьмилетнему ребёнку, чем он занимается." Оставаясь благодарным ему за это напутствие по сей день, резюмирую всё, сказанное выше: сегодня в Мире наука не должна быть герметичной - чтобы она жила и развивалась, учёные должны заботиться о том, чтобы их понимали.

Из-подо льда




Весна неоднородна. И в разных местах приходит своими темпами. Но происходит в самых разных масштабах. Например, подо льдом, в озере Тургояк, расположенном на Южном Урале, уже кипит неторопливая жизнь. На поверхности камней, устилающих дно мелководий, вовсю цветут и буйствуют цианобактерии из рода ривулярия (Rivularia). Им уже давно хваетает света и наработанных озером за зиму биогенов для интенсивного роста. А сверху, надо льдом, ещё почти зима. Снимки были сделаны вчера, через окуляр микроскопа Leica DMLS, с помощью сдвоенной цифровой камеры смартфона Blackview. Поэтому размерной шкалы на них нет.

Байкал притягивает. К нему тянутся помыслы и устремляются мысли, стягиваются туристы и странники всех мастей, от "побеждающих над собой" до "проникающих сквозь грани миров". На его берегах растут отельчики, кемпинги и просто долговременные "огневые точки" с костровищами для заезжих рюкзачников. и с каждым годом их становится всё больше. А живём мы с вами в эпоху пластика. и это уже геологически состоявшийся факт: время нашего с вами пребывания на Земле будет хорошо маркировано в геологической летописи по слою пластикового мусора - спрессованного породами сверху и не очень. На самом деле, имеет смысл поискать подобный слой мусора на Марсе - что-то же сгубило атмосферу этой планеты. Если отмести разные случайности вроде спонтанного столкновения с гигантским метеоритом, порвавшим устоявшееся вхлам и положившем конец всей марсианской биоте (*в том виде, в коем она там могла обитать), то в топ наиболее вероятных гипотез выходит разительный удар, нанесённый по экологии марса эпохой безудержного потребления. А она неминуемо оставляет за собой горы мусора. после приходит пыль - в том числе и от распавшихся отходов - она постпенно прессуется, и мусор скрывается под поверхностью планеты. Однако, если он малоразложимый для природы, а атмосфера давно кончилась, то никуда он из этой осадочной толщи не денется. Одним словом, надо поискать. Явно не тем заняты марсианские модули в своих одиноких странствиях. А может, их земная свита просто скрывает истинные результаты... надо же в чём-то продавать напитки и паковать покупки на Земле, а тут нежданно всплывёт такая история! А технологические циклы давно отлажены, и переход на новое производство - это деньги, и потребуется их на начальных этапах много, ибо менеджеры последних поколений не умеют не только думать и писать, но и считать... А деньги отнюдь не их. Но вернёмся к Байкалу.
Каждый год, с приходом весны, на его берегах начинают тусоваться люди. И большинство необходимого они привозят с собой. И упаковано это необходимое в лёгкие и прочные синтетические материалы: в основном это полиэтилен, полиэстер, полистирол и полипропилен. А ещё лёгкие плёнки из синтетических полимеров активно используют как тенты, дождевики, скатерти и для разных других целей, до коих способен легко добраться ветер. А он своими ненавязчивыми порывами сносит все эти плёнки в озеро. Поэтому мало какая группа пикничников, отправляющаяся на берег Байкала на выходные, берёт с собой плёнку-скатерть в одном экземпляре. И мало кто после увозит все эти пластиковые отходы, включая бутылки, стаканчики, тарелочки и прочую утварь, с собой. Конечно же, многие уверены в том, что сжигать пластик в костре плохо - продукты его сгорания могут навредить атмосфере! И будет нечем дышать, ибо воздух станет ядовит. Так что пластиковый мусор складируется в особых местах на берегу. Человеку не всегда свойственно размышлять логически - много чаще он стремится поступать по правилам. так надёжнее, и остальные о тебе хорошо подумают. Сложи пластик в кучку подальше от воды, отряхни руки и живи спокойно. Когда-нибудь после придут специально модифицированные микробы, способные жрать только б/у полимеры, и употребят его в пищу - а после залягут спорами на грунт, блаженно ожидая новой порции мусора. Между тем, приходят ветра, и пластик уносится в озеро. И с каждым годом, на фоне развития просветляющего туризма и прочих форм паломничества на Байкал, его там всё больше. Вопрос - в какой форме.
Отметим такую простую и надёжную деталь: бытовой пластик чаще всего обладает положительной плавучестью. То есть, способен держаться либо на поверхности воды, либо под самой поверхностью, либо колыхаться близко к поверхности. А ещё в Байкале живут диатомеи: микроскопически малые одноклеточные существа, способные развиваться огромными поселениями и колониями на доступных субстратах. И диатомеи, одетые в кремниевые панцири, обладают определённым собственным весом - в особенности, если их много.
Добавим к этому, что в самой мелководной зоне озера, на окатанных камнях, уходящих от кромки прибоя на полтора-два метра в глубину, обильно развиваются целые "леса" из крупных, до нескольких миллиметров длиной, колоний диатомей, относимых к роду дидимосфения (Didymosphenia). Их там живёт два вида и три разновидности. Серовато-бурое "войлочное" покрытие на камнях, начинающееся от глубины в 10-15 см, образовано как раз их ветвящимися колониями: это древовидные структуры, сооружаемые самими клетками дидимосфений из выделяемых ими биополимеров, и армированные изнутри для прочности кальциевыми нитями - кеглевидные клетки в опаловых панцирях сидят по концам ветвей. В свою очередь, на поверхности колоний развивается множество видов других микроскопических существ, и большинство из них также составляют диатомеи - уже других видов, более мелкие. На каждой колонии дидимосфении разрастается толстый слой её спутников - микроэпифитов, относимых к фрагиляриям (Fragilaria), цимбеллам (Cymbella), опефорам (Opephora), мартьянам (Martyana), энционемам (Encyonema), гомфонемам и гомфонейсам, строящим собственные разветвлённые колонии (Gomphonema и Gomphoneis), а также к кокконейсам (Cocconeis), образующим порой сплошной оброст (колониальные поселения в один слой) на поверхности старых колоний, расположенных ближе к "спине" камня. И главной особенностью всех этих диатомовых джунглей в прибойной полосе Байкала является их способность прекрасно жить в том слое воды, где активность солнечных лучей и поверхностной гидродинамики наиболее агрессивны. А ещё они умеют обрастать антропогенные полимеры... например полиэтилен, полистирол, полипропилен и пенопласт.
Летом 2017 года экспедиция проекта "Берега России" под руководством к.б.н., гидробиолога Михаила Колобова, отобрала образцы пластика, плававшие в приповерхностном слое вод Байкала - в самых разных участках акватории озера. Образцы были зафиксиованы спиртом и формалином и доставлены в Москву для анализа той биоты, что может на них развиваться. Микроскопирование, проведённое Олесей Ильиной ("Берега России") и Филиппом Сапожниковым (ИО РАН) показало, что на поверхности фрагментов полиэтилена, полиэстера и полипропилена, паривших в воде у самой поверхности, бурно развился разнообразный оброст из самых разных микрофитов: диатомей, цианобактерий (цианопрокариот) и даже микроскопических ветвящихся талломов зелёных водорослей (хорофитов) и проростков улётрикса (он тоже хлорофит). И вся эта эпиполимерная биота, разумеется, обладает собственной массой - а стало быть, при массированном разрастании способна утягивать фрагменты полимеров вниз, а после захоранивать их на дне. Однако, на пути очищающей способности микрофитов стоит парусность тех самых фрагментов полимеров, на которых они обитают. Но и здесь есть простой выход. Те самые кокконейсы, чьи эллиптические панцири зачастую сплошным слоем покрывают поверхность полимера между "кустами" цианобактерий, хлорофитов и древовидными колониями дидимосфений и гомфонейсов, очень любят размножаться... и не любят после этого совершать лишних движений. Собственно, потому их распростёртые по субстрату колониальные поселения и выглядят столь густыми: дочерняя клетка сползает с материнской и, буквально расталкивая лежащих рядом родичей, встраивается между ними... и плотно присасывается к субстрату, как и все прочие кокконейсы вокруг неё. Если субстрат очень твёрдый, родичи немного расступаются. Если нет, как в случае с антропополимерами, они при этом слегка подтягивают его за собой. Это происходит в масштабах микро- и наномира, но кокконейсов очень много. А ещё на фрагменты полимера светит Солнце, вызывая их постепенное фотоокисление, и по ним лупят волны, ибо на Великом Русском озере иногда случаются сильные шторма. В результате совместных действий полчища кокконейсов и упомянутых абиотических стрессов, на поверхности полимера появляются сначала нанотрещины, а затем и трещиноватые складки, и по ним крупные фрагменты рвутся на более мелкие. Но оброст при этом никуда не девается - более того, на свежей поверхности по трещинам сразу же начинают расти тончайшие нити цианобактерий. И, чем мельче становится фрагмент полимера, тем сильнее тянут его в глубину разросшиеся на нём микрофиты. Казалось бы, вот он, прямой путь к захоронению микропластика в глубинах Байкала. Однако, в ряде районов озера работает такое явление, как апвеллинг - подъём глубинных вод к поверхности. Вполне возможно, они поднимают с собой и пластик... Но здесь, в приповерхностных слоях воды, он снова способен обрасти микрофитами, поверх тех, что уже росли на нём прежде, но отмерли, очутившись на большой глубине - однако, так и не отпали, ибо кокконейсы и древовидные колонии дидимосфений остаются плотно прикреплёнными к полимеру даже мёртвыми. Так что эти частицы микропластика тонут снова, и происходит это с ними уже быстрей. Тем не менее, вся эта история - вовсе не повод оставлять мусорный пластик по берегам озера, надеясь, что Байкал благополучно переварит его сам. Биоразложение антропополимеров описанным образом происходит очень медленно, на это уходят годы, а некоторые полимеры, окисляясь на Солнце, выделяют в окружающую воду ядовитые вещества. Так что на данный момент силы озера для сопротивления пластиковой атаке не сильно велики.
Настоящий пост я посвящаю моему другу и коллеге, Антону Александровичу Георгиеву.
Но всем остальным он также будет небезинтересен.

            Итак, что есть бентос - как таковой, сам по себе и как часть водной экосистемы?
В переводе с древнегреческого "бентос" означает "морская глубина". То есть, в принципе, это понятие изначально имеет крайне неполное отношение к тому, что им принято обозначать ныне. Потому что в настоящее время этот термин обозначает совокупность организмов, населяющих дно водоёмов. Причём не только морских, и тем более не обязательно глубоководных. В общем виде бентос понимается как вся совокупность организмов, населяющих дно водоёма: открытого Моря, залива, бухты, литорали (приливо-отлив ной зоны), эстуария (более-менее протяжённого участка в устье реки, на котором солёность постепенно меняется от речной к морской), самой реки, озера и даже вырытого в деревне пожарного пруда. Поскольку у водоёма в рамках планеты Земля всегда есть дно, на нём, как правило обитают организмы - и вот они бентос.
             Подчёркиваю - так мы можем понимать бентос только в общем виде. Ибо, если "копнуть поглубже", можно легко найти на дне организмы, очутившиеся там в силу попутных обстоятельств - но не в результате долгой направленной адаптации. Например, когда мы смотрим под микроскопом на донные микроводоросли, то непременно находим среди них большое количество клеток планктонных видов. Последние миллиардами поколений приспосабливались к обитанию в толще воды и для этого у них выработаны специальные структурные элементы: усики, рога, широкие мембраны, играющие роль парусов, крупные вакуоли с маслом, уменьшающим вес клетки относительно воды, и многие другие. Все эти детали бывают крайне полезны в пелагиали (толще воды), но не играют никакой адаптивной роли, если клетка опускается на дно. Более того, такие приспособления, увеличивающие площадь или плавучесть клетки, но не сообщающие ей свободной мобильности, на дне скорее способствуют её скорейшему захоронению: она не может уползти от оседающих на поверхность грунта частиц, не может двигаться между песчинками, не в состоянии выбраться на поверхность из-под медленно растущего завала. А на дне он зачастую образуется постоянно: пускай и в микроскопических масштабах, но как раз таких, чтобы планктонные микроводоросли оказались погребены под ним.
            Если на дно по каким-то причинам попадает медуза или же гребневик - тоже существа, миллионами лет адаптировавшиеся к обитанию в толще воды - то и они вскоре дохнут, ибо их мягкие тела не приспособлены к обитанию на жёстком субстрате. В большой степени это относится и к планктонным видам креветок: они зачастую обладают лёгким и хрупким телом, выжить с которым в условиях пересечённой местности дна практически невозможно: ты хрупок, у тебя длинные усы и тонкие хрупкие ноги, куча тонких выростов панциря и ещё ты не замаскирован под это самое дно - тебя там легко съедят.
            Резюмируя все рассмотренные случаи, резюмируем: пелагические организмы могут лишь временно входить в состав донной экосистемы. Этого им никто не запрещает и тем более в этом не препятствует. Но - они не приспособлены к жизни на дне. В отличие от собственно донных, бентосных - или бентических - существ, которые живут на донных субстратах без вреда своему здоровью. А таких на дне водоёмов бывает очень много, и притом самых разных.
           Одни бентические виды живут на поверхности грунта и называются эпифауной (или же эпифлорой), другие - населяют толщу верхнего слоя донных отложений, высовывая на поверхность лишь ловчие органы, или же вовсе никак не проявляя себя наблюдателю, плывущему в поисках добычи над поверхностью дна - это инфауна. Инфлора тоже существует: к ней относятся виды водорослей, развивающихся среди песчинок (в интерстициальных ходах) или же в толще камней, протачивая себе ходы-туннели, в которых и залегают их многоклеточные нити. Собственно, самих стратегий приспособления к жизни на дне крайне много: сидеть на месте и фильтровать воду, добывая из неё съедобные частички (седентарные полихеты, гидроидные полипы, мшанки и некоторые раки - например, морские жёлуди, а также большинство двустворчатых моллюсков) - или же сидеть на месте, раскинув во все стороны свою чувствительную ловчую сеть (голотурии, актинии, актинодендроны, некоторые брюхоногие моллюски, живущие в трубках, прирастающих к поверхности камней); можно ходить по дну в поисках добычи и есть либо водоросли, либо других животных, либо их останки. Среди бентосных существ есть и растительноядные, и детритофаги (трупояды), и хищники. Отметим только, что среди бентоса детритофагов существенно больше, нежели среди планктона. Потому что все отмершие останки сыплются из толщи воды на дно.
           Итак, мы можем утверждать, что бентос - это спектр проявления стратегий адаптации к жизни на дне. Разумеется, речь идёт о жизни на дне вол взрослом, хорошо различимом глазом состоянии. Личинки огромного количества видов бентических существ обитают в толще воды - и, благодаря течениям, способны переноситься на большие расстояния, где оседают на дно... И, при позитивном стечении факторов среды, развиваются затем во взрослых существ. А позитивное сочетание факторов - экологическая ниша - у каждого бентического вида своё. Например, съедобная мидия никогда не будет жить посреди открытого песчаного дна - ей там не за что зацепиться нитями биссуса, чтобы в хорошо закреплённом состоянии раскрыть створки и начать фильтровать придонную воду. Вернее, на песчаное дно она попасть может - например, оторвавшись от проплывшего над ним корабля, где росла на стальном борту. Но вот выжить на таком субстрате продолжительное время она уже не способна, ибо вскоре будет занесена песком. А другой двустворчатый моллюск - венерка, или хамелея галлина, напротив, приспособлен к жизни на открытом песчаном дне идеально: он незаметен среди блуждающих теней благодаря покровительственной окраске - и его не сразу заметит краб или же хищная рыба - и ему не надо крепиться к субстрату биссусом, он закапывается в рыхлый песок, выставляя из него лишь свои сифоны, коими фильтрует себе пищу из придонной воды. Съедобные мидии (Mytylus edulis) живут на твёрдом субстрате (на камнях, прочных слоевищах водорослей, на гидротехнических сооружениях и даже на лапках крабов), в этом особенность стратегии освоения дна, характерной для данного вида. Крайне сходная по морфологии средиземноморская мидия (Mytylus galloprovincialis) способна расти как на традиционных для представителей этого рода субстратах, так и на... илах, покрывающих дно Моря на глубинах 30-55 м. В таких условиях мидии прикрепляются биссусом друг к другу, а также к створкам отмерших от старости собратьев: они образуют на дне обширные друзы... в пределах которых живут многие виды "сопутствующих" организмов, использующих в пищу то, что недоедают или же выделяют в среду мидии. К примеру, на таких друзах селится мохнатый крабик, не встречающийся на открытых просторах илистого дна.
Read more...Collapse )
...застали еноты. Но это произошло там, почти на берегах Белого Моря, в окрестностях порта Экономия, что на дальней северной окраине Архангельска. Пока скачали только снимки с маленького фотоаппарата (Olympus Mju725 WS). Здесь привожу три пейзажа: осенние леса и высветлевшие камышовые плавни над студёной водою рукавов Северной Двины, под тёмным от низких туч, густым и тяжёлым небом.






Latest Month

September 2019
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     

Tags

Syndicate

RSS Atom
Powered by LiveJournal.com