Диапазон и специфичность размеров

  Морские растения открытого океана имеют малые разме­ры. Их можно детально изучать только с помощью микро­скопа. (Мы не говорим здесь об очень крупных растениях, таких как бурые водоросли, встречающиеся на континен­тальных окраинах.) Большинство их — одноклеточные, и, как указывалось в одном из предыдущих разделов, это определяет крошечные размеры питающихся ими живот­ных. Действительно, поскольку растения представляют со­бой основание всех пищевых цепей, вся современная пище­вая сеть моря сформировалась как прямой результат ее за­висимости от мельчайших растений. Этот факт имеет в нау­ке о море несколько важных следствий.

Эффект дисперсии

  Прежде всего, микроскопические размеры растений в соче­тании с движением воды приводят к тому, что раститель­ная продукция рассеяна по всей эвфотической зоне океана. Отсюда непосредственно вытекает одно важное следствие: географическая область, занятая каким-либо одним сооб­ществом, т.е. четко определенной последовательностью морских организмов, составляющих трофическую сеть, дол­жна быть чрезвычайно большой. Это представляет рази­тельный контраст с обычно малыми размерами географиче­ских зон обитания наземных сообществ. (Вопрос о биогео­графических ареалах рассматривается в главе Организация морской биосферы)

  Но даже если морские растения очень мелки, так ли обя­зательно, чтобы и питающиеся ими животные тоже были маленькими? Например, не может ли концентрация расте­ний в единице объема морской воды оказаться столь боль­шой, что растительноядные животные будут в состоянии буквально «процеживать» воду, добывая себе пищу, а зна­чит, такие животные могут быть и весьма крупных разме­ров? Ранее сообщалось, что концентрация растительного материала в океане в каждый момент времени (т.е. биомас­са) весьма мала. К тому есть две основные причины.

  1. Одиночные растительные клетки всегда погружаются, хотя и медленно, в водном столбе. Они должны воспроизве­сти свою популяцию до ухода из освещенной солнечным светом эвфотической зоны.

  2. Снабжение растений питательными веществами огра­ниченно. В большинстве мест эвфотической зоны океана значительная часть имеющихся для растений питательных веществ — фосфатов (РО43-) и нитратов (NO3-) — «встрое­на» в ткань живых растений и не может использоваться для роста новых клеток.

  Из всего этого следует, что популяция растительнояд­ных должна быть столь же широко рассеянной. Кроме то­го, отдельные их особи должны быть достаточно малы, чтобы питаться отдельными одноклеточными водорослями.

  Этот мотив не прерывается и выше по трофической це­пи. Малые размеры и широкая дисперсия растительноядных приводят к тому, что и плотоядные на младенческой стадии развития должны иметь малые размеры, но присутствовать в большом количестве, иначе они не смогут эффективно со­бирать свой «урожай». В итоге размеры и численность осо­бей на всех трофических уровнях предопределены. Крупные плотоядные должны производить многочисленное малорос­лое потомство, и это заставляет морских животных раз­множаться яйцами.

Специфичность размеров

  Мертвые тела морских растений и животных целиком или частями медленно погружаются вниз в океанской воде. Во­обще говоря, это означает, что никаких «объедков» от по­требляемой животными пищи не остается. В отличие от со­ответствующих наземных животных морские хищники про­глатывают свою добычу сразу целиком. Это составляет ос­нову положения о специфичности соотношений между раз­мерами хищника и его жертвы. Зависимость личинок жи­вотных от того, что пища необходимого размера должна быть доступна им в нужное время, хорошо известна, напри­мер, специалистам по товарному выращиванию устриц из икры. Молодые устрицы в течение первых критических дней после того, как они вылупятся из икры, должны поедать водоросли в определенной последовательности — с возрас­тающим размером клеток. Любая ошибка в размере или времени, приводящая к несоответствию размеров устричной молоди и водорослей, может стать роковой для жизни уст­рицы. На рисунке 2.3 изображены с соблюдением масштаба не­которые главные члены сообщества, обитающего в откры­том океане у побережья Калифорнии. Сравнение размеров хищников и жертв ясно демонстрирует принцип: низший член трофической цепи должен иметь размеры «на один укус» высшего члена цепи; эта диаграмма показывает так­же, что данный принцип действует на всех уровнях, в том числе микроскопических!

 

Рисунок 2.3. Сравнительные размеры доминирующих организмов, участвующих в трофической цепи Калифорнийского течения (с соблюдением масштаба).

 

  Второе положение возникает из анализа соотношений конкретных размеров. К счастью для личинок, они могут расти максимально быстро. Этому есть две причины. Во- первых, животные, становящиеся добычей хищников, осо­бенно беспомощны в «переходный период». С этой точки зрения наилучшая стратегия выживания — входить в опре­деленную категорию размеров и выходить из нее быстро. Во-вторых, с точки зрения едока система должна гаранти­ровать ему, что его зависимость от добычи одного и того же размера не будет слишком долгой, иначе поедание от­дельных видов превысит допустимую норму. Ясно, что ха­рактер поведения и жизненные циклы морских организмов определяются статистическими элементами случайных столкновений.