Творці суші
О.В. Волціт
Слово
«Прості» зазвичай асоціюється у нас з дрібними, не видимими віч
грудочками протоплазми. Вони живуть, харчуються, розмножуються, але яке нам до них
справа - таких крихітних? Мало хто знає, що саме найпростішим ми зобов'язані
виникненням цілих пластів геологічних порід, а часто і гірських масивів!
Прісноводні
раковини амеби (Testacea) захищають своє тіло раковінкой з силікатних або
вапняних пластіночек, що виділяються цитоплазмою на поверхню клітини. У
арцелли (Arcella) раковінка має форму блюдця, в центрі якого розташовано
гирлі - отвір, через який назовні висовуються ложноножкі амеби.
Діффлюгія (Difflugia) використовує для побудови раковини мікроскопічні піщинки
або уламки скелета діатомових водоростей. За будівництвом будиночка діффлюгіі
можна простежити (звичайно, тільки під мікроскопом) під час її розмноження.
Перед поділом клітина найпростішого набирає багато води і випирає з гирла
раковінкі. Видно, як діффлюгія збирає ложноножкамі піщинки та уламки
раковин водоростей. Тверді частинки збираються на поверхні цитоплазми і
склеюються в раковінку для дочірньої клітини за допомогою особливої застигають
рідини.
Ці
раковини амеби мешкають в дрібних стоячих водоймах - ставках, канавах, глибоких
калюжах. Чисельність їх невелика, і їх «споруди» не створюють значних донних
відкладень. Зовсім інша справа - морські найпростіші, що зіграли колосальну роль
у створенні земної суші. Радіолярії (Radiolaria) будують свій ажурний скелет з
солей кремнію, що поглинаються з морської води. Радіолярії - планктонні організми,
їхнє життя протікає в стані ширяння в морській воді, тому в будові їх
скелета повинні поєднуватися легкість і міцність, що досягається ажурною структурою,
збільшує поверхню. Розмаїтість форм скелетів радіолярії потрясає, ці
істоти - одні з найкрасивіших і витончених організмів на Землі. Знаменитий
німецький зоолог і еволюціоніст XIX ст. Е. Геккель, що був гарним художником,
присвятив їм великий розділ свого атласу малюнків «Краса форм в природі».
Великий
складності і різноманітності досягають скелети та інших морських раковин
найпростіших - форамініфер (Foraminifera). У морях і океанах форамініфер можна
виявити у всіх широтах і на всіх глибинах, проте найбільша їх
різноманітність спостерігається в придонних шарах на глибинах до 200-300 м. Раковини
одних форамініфер, як і у діффлюгіі, складаються з сторонніх часток - піщинок.
Форамініфери поглинають піщинки, а потім виділяють їх на поверхню клітини, де
вони «приклеюються» до зовнішнього шару цитоплазми. Інша, більша частина
форамініфер володіє вапняними раковинами. Ці раковини побудовані з речовин
власного тіла тварин, які здатні концентрувати в клітці солі
кальцію, що містяться в морській воді.
На
дні морів і океанів відмерлі раковини форамініфер роду глобігеріна
(Globigerina) утворюють вапняний мул, який носить назву блакитного, або
глобігерінового. Щоправда, далеко не всі раковінкі досягають дна. Підраховано, що
при розмірі 0,4 мм раковінкі форамініфер опускаються зі швидкістю 2 см/с, тобто
для того щоб зануритись на глибину 1000 м, їм потрібно 14 ч. За цей час багато
з них встигають просто розчинитися в морській воді, так що приріст блакитного
мулу йде дуже повільно, в середньому на 0,5-2 см за 100 років.
Тим
не менше такий ил покриває площу в 120 млн км2, тобто приблизно третину
поверхні дна світового океану. Місцями товщина мулу досягає декількох сотень
метрів. У товщі мулу йдуть хімічні процеси, які перетворюють його на крейда, вапняк
та інші осадові породи.
До
недавнього часу існувала думка, що крейда цілком утворений раковінкамі
форамініфер. Однак насправді до складу мулу входять ще й панцирі
одноклітинних жгутіконосцев, і крейда як такої на 90-98% складається якраз з
вапняних панцирів жгутіконосцев кокколітофорид (Haptomonadida). Кожен
панцир, або коккосфера, складається з 10-20 взаємопов'язаних вапняних щитків.
Кількість таких щитків в 1 см3 писального крейди обчислюється астрономічними
цифрами - 1010-1011. Одна риса, проведена шкільним крейдою на класній дошці,
містить в собі залишки багатьох мільйонів копалин найпростіших.
За
десятки і сотні мільйонів років в результаті геологічних процесів з відкладень
раковінок найпростіших утворилася монолітна гірська порода - вапняк. У
результаті геологічних підняттів ділянок морського дна гори вапняку
опинилися на поверхні суші. З вапняку складається Лівійський масив, з
якого древні єгиптяни добували матеріал для будівництва пірамід фараонів.
Палаци і храми Володимиро-Суздальської Русі, білокам'яної Москви теж побудовані
з таких вапняків. Вапняки - основна порода, з якої складаються Альпи
і Піренеї, гори і нагір'я Північної Африки. Пояс вапнякових гір тягнеться від
Гімалаїв до Середньої Азії і на Кавказ.
Певні
групи видів вимерлих форамініфер пов'язані з нафтоносними пластами. За видовим
складу залишків форамініфер, виявлених при бурінні в осадових породах,
утворених за мільйони років відкладеннями раковінок цих тварин, можна
передбачити, є в даному місці нафтоносні шари чи ні.
А
ось скелети відмерлих радіолярії, осідаючи на дно, утворюють інші осадові
гірські породи - радіоляріти, до яких належать, наприклад, яшми, опали,
халцедони, крем'янисті сланці і глини. Цілком з радіолярітов складаються яшми
Кавказу, крем'янисті породи на Уралі, Далекому Сході (Сіхоте-Алінь) і в Середній
Азії.
Якщо
деякі морські найпростіші створюють відкладення, з яких надалі
утворюються материкові породи, то представники інших кишковопорожнинних - корали
- Є безпосередніми творцями підводних гірських хребтів і островів.
Рельєфоутворюючих роль цих тварин - унікальне явище природи. Один середньої
величини кораловий острів може дати близько 500 км3 будівельного матеріалу,
що в 15 000 разів більше обсягу найбільшої з єгипетських пірамід.
Коралові
рифи утворюються в результаті життєдіяльності коралів і вапняних
водоростей. Самі корали, у тому числі і рифоутворюючі, поширені досить
широко, проникаючи далеко за межі тропіків. Так, наприклад, вони зустрічаються в
досить холодних водах біля берегів Австралії, де температура може опускатися
до +9 оС. Однак рифи, як правило, формуються тільки в межах пояса,
обмеженого ізотерма +18 оС найхолоднішого місяці на рік. В окремих
місцях, наприклад в затоці Омана, рифи утворюються й в умовах регулярного
зниження температури води до 15 ... +16 ОС, але це виняток - зазвичай
раптові падіння температури нижче +16 оС призводять до масової загибелі коралів.
Інший
важливий чинник, що визначає можливість виникнення рифів, - солоність води і
світло. Рифоутворюючі корали не ростуть глибше 30-40 м, а найбільш масовий і
інтенсивний їх зростання спостерігається на глибинах не більше 10-20 м. Таке важливе
значення світла в життя коралів обумовлено тим, що головну роль в їх живленні
грають симбіотичні водорості зооксантелли. Зооксантелли живуть в тканинах
коралових поліпів, і що виділяються ними органічні речовини в бідних органікою
тропічних водах забезпечують харчування цих кишковопорожнинних на 90%. Саме
симбіоз коралів і зооксантелл призвів до можливості виникнення рифів --
швидкість виділення скелетного карбонату кальцію коралами за наявності цих
водоростей зростає на порядок. Їжа, що видобувається з води самими поліпами,
забезпечує їх життєво необхідними (як для них самих, так і для водоростей)
хімічними елементами, перш за все фосфором.
Але
корали - не єдині ріфостроітелі, поряд з ними найважливішу роль у
побудові рифу грають вапнякові водорості, такі як Porolithon, Lithophyllum,
Basiella, Goniolithon та ін За масі вони складають більшу частину сучасних
рифів, і швидкість виділення карбонату кальцію в них вище, ніж у коралів.
Однак найбільш великі будівлі, що досягають сотень метрів, утворюються
коралами і водоростями разом. Тут водорості не тільки конструюють каркас
рифу, але і цементують уламковий матеріал. За межами розповсюдження
коралів вапняні водорості таких потужних будівель не утворюють і створювані
ними «карнизи», «тротуари», «котли» мають розміри не більше декількох метрів.
Головну
роль постачальника рихлого матеріалу на рифах відіграє зелена вапняна водорість
Halimeda. На зовнішніх схилах рифів вона зустрічається майже від самої поверхні,
там, де глибина води в відплив всього декілька десятків сантиметрів, і до глибин
більше 60 м. Донні опади у легенях коралових островів часто майже цілком
складаються з лусочок халімеди. Велика кількість рихлого матеріалу утворюють і
деякі червоні вапняні водорості, наприклад Corallina, Amphyroa,
Goniolithon, і зелена водорість Penicillus.
Корали
і вапняні водорості разом формують рифовий вапняк, тим більш щільний і
міцний, чим сильніше дію хвиль. Зона найбільшого каркасообразующего
значення вапняних водоростей на рифі приурочена до крайки, що піддається
найбільш руйнівної дії прибою. Коли риф досягає по висоті
межпрілівного інтервалу, тобто опиняється під водою під час припливу і обсихати
в відлив, по його зовнішньому краю формується водорослево вал, що утворюється
рожевими вапняними водоростями Porolithon, Lithophyllum, Basiella. Такий
вал добре видно з літака або на аерофотознімки.
Серед
коралів найважливішими ріфостроітелямі є гідрокоралли Milleporidae. Вони
утворюють гіллясті і масивні форми з пластинчастими виростамі, орієнтованими
за напрямом дії хвиль. Їх значення у формуванні каркасу рифу
максимально в поверхневих шарах, на невеликій глибині. Серед інших
ріфостроітелей помітне місце займають восьмілучевие корали Helioporidae,
утворюють масивний скелет, а також восьмілучевие корали Tubiporidae.
Максимальний
спостерігався річний приріст гілок колонії коралів - 25 см, а в середньому цей
показник складає не більше 5-10 см на рік у гіллястих форм і 1-2 см на рік у
масивних колоній. З віком і збільшенням розмірів колонії гіллястих
коралів швидкість її зростання значно знижується. Зате масивні, повільно
зростаючі види, наприклад Favia, більш агресивні у боротьбі за простір і
живуть довше гіллястих коралів. Тому їх значення у побудові каркаса рифу
в цілому більше.
Кораловий
риф служить місцем проживання багатьох морських тварин і рослин. Тут оселяються
інші кишковопорожнинні, різноманітні молюски, черв'яки, ракоподібні,
голкошкірі. Частина з них також бере певну участь в ріфостроеніі. Це
губки, роль яких іноді помітна на глибинах більше 70 м в Карибському регіоні,
молюски Tridacna і представники сімейства Vermetidae, поліхети з сімейства
Sabellidae, що беруть участь у формуванні каркасу рифу.
В
заростях коралових рифів плавають яскраво-пофарбовані риби. У деяких з них
щелепи нагадують кліщі - з їх допомогою вони відкушують шматочки коралових
гілочок. Живих поліпів риби перетравлюють, а вапняні залишки виділяють у вигляді
коралового піску.
Деякі
молюски і гострим губки пронизують товщу коралів, роблять у них
численні ходи і порожнини. Ці порожнечі використовують, продовжуючи руйнування,
водорості, черв'яки, голкошкірі і багато інших тварин. Завершують справу прибої і
сильні шторми. Вони перетворюють кораловий вапняк в пісок і мул, що заповнює
всі поглиблення рифу.
Загальна
площа всіх коралових споруд у світовому океані перевищує 27 млн км2. Це
берегові рифи, безпосередньо примикають до суші, бар'єрні рифи,
простягнулися на деякій відстані від берега і відокремлені від нього лагуною --
мілководним басейном з глибинами від декількох метрів до декількох десятків
метрів *, і атоли - кільцеподібні коралові острови, усередині яких, в центрі
лагуни, може іноді підноситися гора.
Атолл
- Унікальне й неповторне явище природи. Атолл буває суцільним або
переривчастим, у вигляді екзотичного намиста, з пологими або крутими схилами.
Кільце коралової суші зовні оточено значними глибинами, а всередині
укладає мілководне простір - зеленувато-блакитний лагуну в короні пальм і
білого коралового піску. Є невеликі атоли, але є і величезні. Біля берегів
Нової Гвінеї лежить атол Люсансен, площа якого більше площі Азовського
моря (320ґ140 км).
Існують
різні гіпотези походження атолів. Відповідно до припущень Ч. Дарвіна
першою стадією освіти атолу є острів, що оздоблюють берегової риф. У
тих випадках, коли острів піднімається над поверхнею моря, риф так і залишається
береговим, коли ж морське дно опускається і острів занурюється у воду,
залишається кільцевої риф. Подальше його наростання йде в основному по периферії,
куди надходить більше чистої води, багатої киснем і їжею.
Коралові
рифи існували починаючи з найдавніших геологічних епох, описано понад 5000
видів копалин коралів. Залишки коралів знайдені на Уралі у відкладеннях
крейдового періоду (близько 100 млн років тому) і в Підмосков'ї (відкладення віком
більше 300 млн років). Копалини корали є надійними показниками віку
осадових порід. Багато хто з них пов'язані з відкладеннями певних геологічних
порід, зокрема кам'яного вугілля. Виявлення таких коралів вказує на
наявність у цьому місці даного корисної копалини. Так, наприклад, був
виявлений вугілля в Донецькому басейні.
Вивчаючи
будова копалин коралів, можна підрахувати кількість днів у році в різні
епохи. Справа в тому, що стінки вапняних трубочок, що утворюють кістяк колонії,
наростали шарами: їх зростання йшов тільки вдень і строго підкорявся місячним (тобто
приливні і відливних) циклів. Крім того, розрізняються і річні кільця
наростання - темні смуги відповідають зимового сезону, світлі - літньому.
Ширина смуг залежить від добових змін освітленості і температури води.
Аналізуючи характер приросту трубочок на найтонших спився, вчені підрахували,
що, наприклад, в девонського періоду (близько 400 млн років тому) календарний рік,
дорівнює періоду обертання Землі навколо Сонця, тривав близько 400 днів - добу
тоді складали менше 22 годин. Через 150 млн років в році було вже 390 днів.
Поступове уповільнення швидкості обертання Землі навколо своєї осі відбувається, як
вважають, під впливом припливів і відливів.
Будівельний
камінь, що містить залишки коралів, успішно застосовується як декоративний
матеріал для внутрішньої і зовнішньої обробки. Колись цей камінь був
черепашником і складався з осадовою породи, коралів і черепашок молюсків. За
закінчення сотень мільйонів років він перетворився на тверду породу. На її
відполірованою поверхні корали утворюють складний візерунок, іноді містить
прошарку різних мінералів. Ув'язнені в камені скам'янілості надають йому
хвилясту структуру. Така будова має мармур з родовищ під Нижнім
Тагілом на Уралі.
Добре
відомий Великий Бар'єрний риф у східних і північно-східних берегів Австралії
- Лабіринт великих і малих рифів, розділених мілководдям. Його довжина понад 2000
км, а ширина - від 2 км на півночі до 150 км на півдні.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://learnbiology.narod.ru
