Клуб дайверов Coral Beach

Полезная информация для професиионалов и начинающих покорителей коралловых рифов. Расписание встреч.

Добро пожаловать

Обои для рабочего стола с кораллами

Скринсейверы с кораллами

Справки и поддержка: CoralBeach@narod.ru

ЖИТЕЛИ КОРАЛЛОВЫХ РИФОВ

Ныряльщик обычно бывает ошеломлен, увидев свой первый коралловый риф. Его взору открываются тысячи видов живых существ — сотни расцветок, бесконечное разнообразие размеров и форм. Над множеством более мелких видов возвышаются отдельные колонии, разветвленные, как оленьи рога, и целые коралловые чащи. На рифах Карибского моря густо разрастаются гибкие, ветвистые горгонарии, а в Индийском и Тихом океанах ведут между собой борьбу за жизненное пространство лишенные массивного скелета альционарии и скелето-образующие кораллы. В одиночку, парами и косяками снуют туда-сюда рыбы, которые питаются живущими на дне организмами или охотятся на других рыб. Тут и там попадаются другие живые организмы — морские звезды, моллюски, ракообразные. В сущности, на небольшой площади рифа сосредоточено больше главных типов живых организмов, чем где бы то ни было на суше или в море.

Сначала бывает трудно сосредоточить внимание на конкретных деталях этой картины Затем мы начинаем понимать, что все подгруппы животных занимают здесь свое определенное место и играют важную роль в жизни рифового сообщества. Однако одна из этих групп заметно выделяется. Именно ею мы и должны заняться в первую очередь, чтобы понять жизнь рифа и то, как он возник.

Эта группа — кишечнополостные. Они покрывают скальный субстрат рифа, занимая, по крайней мере, три четверти его площади, а часто и весь риф. В эту группу входят мадрепоровые кораллы, альционарии, горгонарии, гидроиды и целый ряд других, не столь бросающихся в глаза кишечнополостных (см. рис. 4).

К этой же группе принадлежат и актинии, или морские анемоны, от которых, возможно, произошли все остальные прикрепленные кишечнополостные. Каждый из названных отрядов играет свою роль в жизни рифового сообщества, но нет среди них другого такого же отряда, который был бы столь же важен, как мадрепоровые кораллы. Поэтому, чтобы понять, что такое кишечнополостные и как они живут, обратимся к организации полипа типичного мадрепорового коралла.

Анатомия рифостроителя

У мадрепоровых кораллов отдельной особью является полип. Его строение сходно со строением родственных ему актиний. Вокруг рта у полипа есть венчик щупалец, расположенных в один или несколько рядов. Рот ведет в пищеварительную полость, ограниченную стенкой тела, способной сокращаться. На щупальцах полипа находятся микроскопические стрекательные капсулы — нематоцисты, стрекательные нити которых помогают полипу ловить добычу: все кораллы в той или иной степени — хищные животные. Только немногие виды мадрепоровых кораллов представлены одиночными полипами, у остальных же полип-основатель путем почкования дает начало колонии, в которую могут входить тысячи или даже миллионы особей. Отдельные полипы связаны между собой в колонии слоем живой ткани. Итак, полип, да и сама колония устроены достаточно просто, и мадрепоровые кораллы оставались бы малозаметными животными, если бы не одна особенность, выделяющая их из других групп животных: полипы мадрепоровых кораллов и соединяющие их ткани колонии способны выделять известковый скелет.

Однако эти, на первый взгляд, малопримечательные факты — способность образовывать колонии и выделять скелет — и определяют невероятное разнообразие форм и конструкций коралловых рифов. Строение отдельного колониального полипа просто и достаточно однообразно, организация же самой колонии определяется наследственными свойствами конкретных видов, условиями их обитания и характером движения окружающих вод. В зависимости от этих факторов полипы мадрепоровых кораллов образуют либо массивные колонии, похожие на большие валуны и плиты, либо изящные колонии значительно более сложных конструкций. Эти маленькие животные растут в тропических морях в огромных количествах, образуя рифы и создавая свой собственный субстрат. Полип мадрепорового коралла может быть мужским, женским, обоеполым или вообще бесполым. Его половые железы лежат в пищеварительной полости. Сте нка тела полипа состоит из двух слоев клеток: наружного — эктодермы, которая покрывает всю поверхность полипов и связывающих их мягких тканей колонии, внутреннего — эндодермы и мезоглеи между ними. Эктодерма подошвы полипа в нижней части тела способна выделять известковый скелет. А в эктодерме верхней части тела и особенно щупалец находятся стрекательные капсулы. Между эктодермой и эндодермой лежит мезоглея — неклеточный слой студнеобразного вещества. Эндодерма выстилает внутреннюю полость полипов, полость их щупалец, а также прослаивает живую ткань, соединяющую полипы одной колонии. С ней связано переваривание пищи, и из нее же развиваются половые клетки. Эктодерма, эндодерма и мезоглея имеются у всех без исключения кишечнополостных, варьироваться могут, да и то незначительно, только соотношение толщины слоев и форма каждого из них. Есть эти слои и у актинии, и у полипа мадрепоровых кораллов, а также у медуз, которые тоже относятся к кишечнополостным, но представляют собой по отношению к остальным представителям типа, так сказать, перевернутый вверх дном вариант с сильно утолщенной мезоглеей. Наличие двух клеточных слоев с мезоглеей между ними — типичная черта этой очень разнообразной и примитивной подгруппы животных.

Рис. 4. Упрощенное родословное древо типа кишечнополостных. Отряд, мадрепоровые кораллы (1), к которому принадлежит большинство рифостроящих кишечнополостных, относится к классу коралловых полипов (правая часть древа) и вместе с отрядом зоан-тариями (2) и отрядом актиниями, или морскими а немонами (3), составляет подкласс шести-лучевых коралловых полипов. Другая ветвь — подкласс восьми-лучевые коралловые полипы — включает в себя отряд — альционарий, или мягких кораллов (4, 6), и отряд — горгонарий, или роговых кораллов (5). Ответвление, обозначенное

цифрой 7, тоже принадлежит к подклассу (на схеме отображен внешний вид полипов, относящихся к этому подклассу) и включает в себя отряд — столонифер (сюда относится — органчик, или органный коралл) и отряд — голубых, или солнечных, кораллов. Последних еще называют ложными кораллами, так как их скелет похож на массивные скелеты. Драгоценные черные кораллы отряда (8) образуют самостоятельное ответвление от общего ствола. Этот отряд или считают подклассом, равноценным подклассам шестилучевых и восьмилучевых коралловых полипов, или включают в состав. Для класса типично наличие в жизненном

цикле только полипоидного, прикрепленного поколения, размножающегося и бесполым путем (почкование), и половым путем. Другая линия развития типа кишечнополостных (на схеме она идет влево) характеризуется наличием в жизненном цикле двух последовательно чередующихся поколений прикрепленных полипов, размножающихся только бесполым путем (почкованием), и свободноплавающих медуз, для которых характерно только половое размножение. Медузы и полипы в типичном случае обязательно правильно сменяют друг друга в жизненном цикле этих метагенетических форм , Медузы выпочковываются бесполым путем на колониях полипов, отрываются от них и уплывают. Полипы же развиваются из личинок, образующихся в результате дробления оплодотворенного яйца медузы. Левая часть родословного древа отделяет от себя ветвь сцифоидных медуз — класс (9) и линию, идущую к классу гидроидных . Последняя представлена плавающими колониями подкласса 5 — сифонофор (10), такими, как португальский военный кораблик и прикрепленными к субстрату колониями подкласса гидрообразных. Среди выделены: отряд — морские гидроидные полипы (11) и отряд — огненные кораллы (12). Родство между отдельными направлениями развития кишечнополостных устанавливается не по внешним формам, часто весьма разнообразным, а в результате детального исследования анатомии животных и их жизненных циклов.

Мадрепоровые кораллы образуют известковый скелет вокруг каждого полипа и непосредственно под ним, а также под тканью, объединяющей полипы в одну колонию. Процесс секреции скелета связан с обменом веществ в живых тканях животных. Вода, омывающая каждый полип, насыщена углекислым кальцием. Химические условия внутри тканей полипа — а они совсем иные, чем в окружающей морской воде, — не позволяют полипу иметь высокую концентрацию карбоната кальция в растворе. В результате значительная часть его выпадает в осадок. У многих кишечнополостных он выделяется прямо в воду, но у мадрепоровых кораллов и других животных, обладающих массивным скелетом, избыток карбоната кальция, скапливающийся в живых тканях, образуя кристаллы арагонита, включается в органическую основу скелета вокруг основания полипа. Каков конкретный механизм этого процесса, до сих пор точно не известно. Ясно одно: таким способом формируется прочный минеральный скелет мадрепоровых кораллов, представляющий собой чистый, почти без примесей, белый карбонат кальция, или известняк.

Форма колонии каждого конкретного вида мадрепоровых кораллов зависит от морфологии его скелетных элементов, то есть от то—

го, каким именно образом откладывают материал скелета отдельные полипы и ткани самой колонии. Чашеобразные углубления на поверхности колонии указывают место, где находились полипы, а пространство между ними заполнено сложной системой известковых гребней, бугорков, шипов и т. д. Каждый вид строит свой тип скелета. Всего в мире существует свыше тысячи различных видов мадрепо-ровых кораллов, а значит, и более тысячи неповторяющихся вариантов структуры поверхности скелета колонии*.

С альционариями дело обстоит иначе. Вместо сплошного наружного скелета у них в мезоглее имеются отдельные известковые спикулы. Благодаря эластичности мезоглеи эти колонии гибки и даже мягки на ощупь. Обладают гибким мезоглеальным скелетом, похожим на скелет альционарий, и колонии некоторых горгонарий. Такой скелет характерен, к примеру, для морских бичей, тонкие неразвет-вленные колонии которых, напоми-на ющие к нуты, час то дости га ют в длину нескольких метров.

Мадрепоровые кораллы, альционарий и горгонарий имеют много общего. Все это — колонии мелких полипов, которые сами строят себе скелет-основание. Различия же в форме колоний и в структуре их поверхности связаны с различиями в их биологии. От этого же зависит и то обстоятельство, насколько прочен скелет колоний. Когда колония мадрепоровых кораллов умирает, от нее остается твердый скелет. Он может сохраняться на рифе почти в первозданном виде, образуя твердый субстрат, или — если это хрупкие пластинчатые и разветвленные формы — быстро распадается на части. Но в любом случае колония мад-репоровых кораллов оставляет долговечное наследство, то способствует росту рифа. Другое дело, когда умирают альционарий и горгонарии — органическая основа их скелетов вскоре разрушается без следа и остаются лишь маленькие спикулы, но они составляют совсем незначительную часть скелета. В процессе рифообразова-ния решающая роль принадлежит полипам, откладывающим карбонат кальция, то есть мадрепоровым кораллам. Поэтому именно от них в значительной степени зависит благополучное существование других обитателей рифа. Как мы увидим в дальнейшем, строят и наращивают рифы вопреки разрушительной работе морских волн и сверлящей фауны не одни только мадрепоровые кораллы. Но тем не менее основной материал, из того слагаются рифы, поставляют мадрепоровые кораллы.

Способы размножения

Разные виды мадреперовых кораллов откладывают разное количество известняка. Одни кораллы растут чрезвычайно медленно, расширяя колонию всего лишь на несколько миллиметров в год. Другие, особенно некоторые ветвистые колонии, за то же время могут нарасти на 10 сантиметров и более. Все зависит от способа роста и особенностей данного вида. Однако быстро растущие формы не обязательно откладывают большое количество известняка. к примеру, тот факт, что диаметр ветвистых колоний увеличился на 10 сантиметров, отнюдь не означает того, что при этом было отложено большое количество известняка. Ветви могут быть тонкими или расти не столь густо. Кроме того, разной может быть и структура поверхности скелета.

У некоторых мадрепоровых кораллов скелет очень легкий и пористый. к примеру, у столь удачно названных кораллов в скелетах имеется так много полостей, что, будучи высушенными, они не тонут в воде, У других кораллов скелет прочный, сплошной и куда более тяжелый. Самый массивный и прочный скелет, почти без щелей и пор, имеет коралл. Выделение скелета начинается с того момента, как только личинка, осевшая на субстрат, превращается в одиночный полип. Некоторые виды мадрепоровых кораллов остаются одиночными на протяжении всей своей жизни, и их скелет оказывается довольно некрупным. Колониальные же виды образуют крупные скелеты, и, когда говорят о рифостроителях, обычно имеют в виду именно их. Мадрепоровые кораллы могут строить риф, накапливая, при этом большие массы известняка, только в том случае, если полипы-основатели способны почковаться. Почкуясь, они производят огромное количество точных копий самих себя, которые остаются связанными друг с другом и непрерывно откладывают карбонат кальция. Способность к почкованию является одним из наиболее важных свойств мадрепоровых кораллов.

Известно несколько способов почкования.

У некоторых других видов образуются длинные ряды частично отпочковавшихся особей, многочисленные рты которых находятся в сильно вытянутом кольуе щупалец, не имеющем никаких признаков сужения или окончательного сайтения. В результате на поверхности развитой колонии такого коралла можно видеть тесно сближенные, изогнутые цепи из связанных между собой, не до конца разделившихся полипов. Эти цепи похожи на извилины коры больших полушарий переднего мозга млекопитающих. Такие кораллы обычно и называют «кораллами-мозговиками». Дело вкуса, считать ли каждую удлиненную структуру одним полипом со многими, частично сайтенными ртами или рассматривать их как множество полипов, обладающих общим кольцом щупалец. Самому кораллу, конечно, безразлично, как его называют, однако некоторые из рифообразующих видов предпочитает структуру именно такого рода. Поскольку при таком способе почкования второй рот появляется

внутри первоначального кольца щупалец, его называют внутрищупальцевым. При втором способе дочерний полип вырастает либо снаружи от кольца щупалец материнского полипа, либо из его стебля, либо ми ткани, соединяющей полипы между собой. Этот способ почкования называется внещупальцевым. Дочерние полипы при этом способе всегда разделяются до такой степени, что четко видны границы каждой особи, как бы близко друг к другу они ни располагались. К этом случае такие цепи полипов.

как у кораллов-мозговиков при внутри щупальцевом почковании, возникнуть не могут.

Но при любых способах почкования выделение скелета идет параллельно с развитием нового полипа или его части; таким образом, на поверхности скелета колонии (или отдельного кораллита) тотчас же фиксируется расположение и степень сайтения новых полипов.

Для каждого вида и рода кораллов обычно характерен только один способ почкования. Большинство видов кораллов имеет вне щупалцевое почкование, особенно это типично для тех кораллов, колонии которых достигают очень крупных размеров. Таковы в Индо-Пацифике ветвистые колонии и компактные, похожие на валуны колонии. В Атлантике им соответствуют другие виды, похожие на оленьи рога. Столь же разнообразны формы колоний и других видов кораллов, для которых характерен в ну три щупальце вый способ почкования.

Совершенно особый, третий, тип бесполого размножения, представляющий собой скорее поперечное деление полипа, чем почкование, встречается у широко распространенной, но стоящей особняком подгруппы кораллов, называемых грибовидными. Они не прикрепляются к породе, а свободно покоятся на ней. Эти кораллы встречаются на гальках и даже на песке. Одни кораллы — их большинство — имеют вид округлого, слегка выпуклого диска с радиальными гребнями, которые расходятся от маленького приподнятого купола, расположенного в центре диска. Другие кораллы более выпуклы — они напоминают опрокинутые чашки. Третьи отличаются от первых формой диска: если смотреть на нее в плане, она скорее овальная, чем круглая.

Очень молодой конический грибовидный полип прикрепляется к породе и растет вверх, но потом его стебель обламывается. Отделившаяся верхняя часть дисковидной формы, в дальнейшем превращающаяся в половозрелый диск, откатывается в сторону и может даже сама немного переместиться или занять правильное положение, если она оказалась перевернутой вниз ртом. Стебель, который остается прикрепленным к субстрату, может отмереть или нарастить новый диск. На морском дне часто встречаются целые скопления отделившихся маленьких грибовидных полипов, в таком случае неподалеку обычно можно найти родительский стебелек, иногда на нем уже держится очередной молодой диск.

У некоторых видов размножение продолжается до тех пор, пока колония не достигнет весьма внушительных размеров. Некоторые виды образуют валуны, достигающие свыше 10 метров в поперечнике. Объем таких валунов может составлять около 100 кубических метров.

В настоящее же время установлено, что обломки некоторых видов, отнесенные в сторону, могут снова прикрепиться к субстрату, положив начало новой колонии. Таким образом, весьма вероятно, что части одной колонии способны распространиться по всей площади рифа и в конечном счете образовать много новых колоний. Такой способ размножения называется фрагментацией. Для некоторых кораллов фрагментация является основным способом размножения. Шансы на выживание каждого отдельного обломка не столь уж велики — об этом свидетельствуют небольшие галечные отмели, сплошь состоящие из таких обломков. Однако каждая родительская особь может не раз и не два разрушаться во время штормов, поэтому вероятность того, что выживут хотя бы некоторые из обломков, кораллов, высока.

Смешение генов

Для всех способов бесполого размножения характерна одна черта: генетическая структура отпочковавшихся полипов и фрагментов колоний идентична таковой родительского организма. В коралловой колонии, состоящей из десятков и тысяч полипов, каждый полип является точной копией полипа-основателя. Точно так же вполне вероятно, что на мелководном рифе, где имеются заросли кораллов, все они произошли от одной колонии путем фрагментации. С другой стороны, природа, очевидно, требует, чтобы, по крайней мере, время от времени между особями одного вида происходил обмен наследственной информацией, то есть чтобы происходило смешение генов. Это закон для всех живых организмов, в таком обмене и заключается сущность эволюции и главная причина появления самих этих видов. При бесполом размножении смешения генов не происходит, и поэтому существует другой, в некоторых отношениях более важный способ размножения — размножение половое. Яйцо и сперматозоид мадрепоровых кораллов, содержащие по половине набора генов соответственно мужского и женского полипов, сливаются таким же способом, как и у большинства других живых организмов.

Конечный результат этого процесса — личинка, называемая планулой, развивающаяся из оплодотворенного яйца. Каждая колония производит сотни и сотни планул. У большинства видов личиночная стадия — это единственный период их жизни,, когда они обладают способностью к передвижению. Планулы входят в состав планктона и держатся в нем на протяжении многих дней, а иногда и до двух месяцев. В этот период течение носит их вдоль рифа, а иногда даже заносит на соседние рифы, в результате чего они сильно рассеиваются. Большинство планул поедается планктоноядными животными, а выжившие для завершения развития в конце концов прикрепляются ко дну.

В какой-то степени личинки сами выбирают себе это место. У них

есть органы равновесия, а также органы, позволяющие определять положение источников света и даже характер субстрата. Вначале личинки плавают у поверхности воды, затем, когда приходит время устраиваться окончательно, они оседают вниз. Одни планулы выбирают обнаженные скалы, другие предпочитают скалы, покрытые водорослями. Планулы каждого вида кораллов выбирают такую среду, кото—

рая дает им больше шансов выжить в первые дни оседлого существования. После прикрепления планула превращается в полип, который начинает выделять карбонатный скелет и почковаться подобно своим родителям. Отметим еще раз, что в этом случае личинка имеет двух родителей и ее наследственные признаки представляют собой комбинацию признаков обоих.