Нескінченна різноманітність коралових рифів

Найбагатшими районами Світового океану за кількістю видів є коралові рифи. Вони мілководні, кам`янисті, розташовані в тропіках - і на них мешкає близько чверті всіх видів морської флори і фауни. Однак ці оцінки досить приблизні, оскільки нам ще належить у майбутньому відкрити величезне число видів. З упевненістю можна стверджувати лише те, що на коралових рифах мешкають найбагатші в усьому Світовому океані за різноманітністю форм життя спільноти. Таке неймовірне розмаїття видів - більшість з них відноситься до тваринного світу - серйозно ускладнює проблему вивчення життя рифа.

Тому, щоб зрозуміти ті загальні закономірності, яким підкоряється життя рифового спільноти в цілому і його численних окремих представників, розіб`ємо мешканців рифа на кілька категорій. Групи видів, які ми отримуємо в результаті такого поділу, можливо, будуть дещо розпливчастими. Але, тим не менш, з ними ми зможемо розібратися швидше, ніж з десятками тисяч видів.

Можна, наприклад, згрупувати мешканців рифа за характером їх харчування. Тоді нам доведеться виділити наступні групи: м`ясоїдні і травоїдні, сестонофагов (пожирачі суспензії) і детритофаги (ілоедов) і деякі інші. Багато видів відносяться тільки до однієї групи, тоді як інші можуть належати одночасно до двох, а то й до трьох груп. Але навіть незважаючи на те, що багато видів важко віднести до якої-небудь однієї з виділених категорій, ми все ж досягнемо певного спрощення, яке дозволить нам краще зрозуміти загальний характер харчових зв`язків організмів рифового спільноти.

Трофічні відносини мешканців рифа - це один з найважливіших аспектів його життя, який ми обов`язково повинні зрозуміти. Зрештою, їжа - одна з основних життєвих потреб. Отже, якщо нам вдасться зрозуміти, принаймні в загальних рисах, як саме функціонує система харчових зв`язків на кораловому рифі, то в значній мірі ми зможемо розібратися і в багатьох інших аспектах життя рифа.

На кожен вид рослин припадає приблизно 30 видів тварин, але це лише одна сторона медалі. Як ми вже бачили, всі тварини, навіть хижаки, в своєму харчуванні повністю залежать від рослин, оскільки їхні жертви або жертви їх жертв, в кінцевому рахунку, є рослиноїдних. Якщо ж виходити не з числа видів, а з їх біомаси (що буквально означає кількість або масу живої речовини, що припадає на певні площа дна або обсяг води), то співвідношення тварин і рослин змінюється у зворотний бік: фактично сумарна біомаса рослинних організмів, вироблена на рифі протягом року, в десять разів перевищує таку мешкають на ньому тварин. Таким чином, за кількістю видів флора рифа поступається фауні, але в цілому рослинне життя на рифі переважає.

Трофічна піраміда. Органічні речовини, що виробляються рослинами рифа, називають первинною продукцією. Вони являють собою первинний і безпосередній результат процесу перетворення простих неорганічних речовин в складні органічні сполуки за допомогою енергії сонця. Рослинні клітини і складні білки і вуглеводи, які містяться в цих клітинах, структури, що з`єднують і утримують клітини разом, і велика кількість органічних сполук в розчині, що надходить із рослин в морську воду, - все це є складовими частинами первинної продукції.

Велика частина первинної продукції, або рослинного життя, укладена в тканинах кишковопорожнинних організмів у вигляді мільярдів зооксантелл. Інша її частина, як ми бачили, не дуже помітна в будь-який даний момент часу, оскільки, хоча рослини на рифі швидко ростуть, вони швидко і з`їдаються і тому ніколи не накопичуються в значних кількостях. Ці рослини, разом узяті, утворюють основу всіх харчових ланцюгів на рифі. Сукупність таких ланцюгів схематично можна зобразити у вигляді піраміди.

Підстава цієї трофічної піраміди утворюють рослини. Наступний рівень піраміди складають рослиноїдні тварини. Над ними знаходяться м`ясоїдні тварини, які пожирають рослиноїдних. За нею йдуть м`ясоїдні вищого, або другого, порядку, такі, як баракуди, мурени і, зрозуміло, акули. Вони харчуються м`ясоїдними тваринами попереднього порядку, Складаючи, таким чином, рівень, що лежить над усіма іншими на вершині піраміди. (Такий варіант побудови трофічної піраміди вважається зараз класичним.)

Трофічні відносини в такий простий піраміді визначаються декількома простими правилами. Перше правило полягає в тому, що структура харчових ланцюгів є або піраміду, або конус, - третього не дано. Чим далі від підстави кожен рівень піраміди, тим він значно менше того, який розташований безпосередньо під ним. Фактично, втрати енергії при переході від нижчого рівня до верхніх складають близько 9 / ш. Це означає, що 9/10 всієї їжі, яку отримує організм, він витрачає на підтримку своєї життєдіяльності - наприклад, на розмноження, пересування і тільки 9/10 енергії йде на освіту тканини, яка може служити їжею іншим організмам. Отже, велика кількість живих організмів, що знаходяться на будь-якому рівні, самим буквальним чином ставить чітку межу розмірами та кількістю організмів, що знаходяться на наступному рівні. Крім того, оскільки при кожному переході з одного рівня на інший втрачається 9/10 енергії, таких переходів не може бути занадто багато, оскільки в іншому випадку залишилася частка первісної енергії виявилася б мізерно малою і абсолютно недостатньою для підтримки існування такого, більш високого рівня. Ось чому рослиноїдних організмів на рифі має бути менше, ніж рослин, м`ясоїдних - менше, ніж рослиноїдних, а хижаків найвищого рівня - ще менше. Однак слід уточнити, що вище йшлося не стільки про ту кількість живої речовини, яке існує в даний момент в біоценозі, скільки про те, яке проводиться за певний проміжок часу. Наприклад, яка-небудь рослина може рости дуже швидко, але якщо воно і поїдається настільки швидко, що не має можливості досягти великих розмірів, в будь-який даний момент його маса буде невеліка- проте, воно має високу продуктивністю. Таким чином, важливо не просто наявне на даний момент кількість органіки, а то кількість, яке проводиться за якийсь певний проміжок часу. Тому, для того щоб зрозуміти життєві процеси, що відбуваються на рифі, при підрахунках кількості продукції слід враховувати як існуючу на даний момент масу, так і швидкість її обороту. Отримавши такі оцінки, ми побачимо, що чиста продукція рослин на рифі, тобто кількість, яка споживається в їжу тваринами, може досягати одного-двох кілограмів на рік на кожен квадратний метр поверхні рифу.

Ми вже говорили, що на кожну одиницю площі коралового рифу доводиться більшу кількість видів живих організмів, ніж в будь-який інший з морських екосистем, і що кожна з груп, на які ми розбили організми залежно від характеру їх харчування, виділена лише приблизно. Тому не дивно, що кордони трофічних рівнів нашої піраміди в значній мірі перекривають один одного і виглядають нечіткими. У цьому можна переконатися, здійснюючи звичайні занурення з аквалангом. Хижі риби харчуються то рослиноїдних, то м`ясоїдними різних рівнів. Хижі черевоногі молюски конуси і волюти їдять інших молюсків, ракоподібних або черв`яків, які можуть бути рослиноїдних, м`ясоїдними або детрітояднимі. Будь-який організм, який живиться коралами, поїдає як самих поліпів, так і що знаходяться в них рослинні клітини. Те леї саме можна сказати і про мадрепорових коралах, які харчуються планктонними личинками найрізноманітніших видів тварин і в той же час залежать від водоростей, що мешкають усередині поліпа.

Очевидно, чітко виділити трофічні рівні в нашій піраміді неможливо.

Щоб забезпечити високий ступінь спрощення картину, можна звести всі форми життя на рифі лише до двох основних групах - первинні продуценти, тобто рослини, і вторинні продуценти, до яких відносяться всі інші мешканці рифа.

На жаль, зв`язок між рослинами і тваринами, що мешкають на рифі, в даний час являє собою одну з найважливіших невирішених проблем, з якими пов`язане розуміння механізму функціонування всього рифового біоценозу. Нам відомо багато про рослини і багато про тварин, але ми знаємо дуже мало про те, як на ділі рослини забезпечують існування разюче різноманітного світу тварин. Або, кажучи іншими словами, ми мало що знаємо про те, яким чином первинна продукція дозволяє підтримувати існування вторинної. Деякі тварини харчуються рослинами, але їх, по суті, не так вже й багато у порівнянні з усім тваринним населенням. Коротше кажучи, кількість рослиноїдних представляється надто малим.