Вселенная океана. Как устроена стихия, которая формирует нашу планету - Хелен Черски

и подсчитал, сколько раз на ней встречается каждое слово. Конечно, даже такой анализ в какой-то мере информативен, но о картине в целом по нему судить нельзя. В идеале, чтобы получить исчерпывающее представление о планктонном населении, замеры нужно проводить регулярно, в мельчайших деталях и на всем пространстве Мирового океана, – кропотливая работа, требующая бесконечного терпения и выдержки. Сегодня планктон изучают десятки тысяч специалистов. И все-таки один проект выделяется среди прочих как пример непревзойденного постоянства и упорства перед лицом пугающей «неизмеримости». За последние девяносто лет на планете не раз менялись политические режимы, возникали и уходили в небытие общественные движения и целые отрасли – и все это время ученые в тихом уголке британского Плимута корпели над решением одной сверхчеловеческой задачи: составлением непрерывной летописи мирового планктона.

Хранители микромира

«Тут у нас пробы полувековой давности, – охотно поясняет Дэвид, – но в нашем архиве есть и куда более ранние образцы». Я беседую с Дэвидом Джонсом, главой проекта гидробиологического мониторинга Continuous Plankton Recorder Survey. Перед нами один из так называемых планктонных регистраторов (Continuous Plankton Recorder, CPR) – закованное в броню устройство для сбора планктона. Сверхпрочный металлический корпус имеет около метра в длину. С одного конца он сужается, и поверх этого носика закреплен массивный набалдашник со скобой для буксирного троса. С другого конца насажен прямоугольный металлический кожух, полый с обеих сторон. В боковой части корпуса прорезано окошко, а в нем – табличка с надписью: «CPR № 138, произв. окт. 1970. Первый буксир фев. 1971, последний март 1987. Общее расстояние 18 458 морских миль»[181]. Конструкция выглядит так основательно, что, кажется, если даже сбросить ее с Эмпайр-стейт-билдинг, она от силы чуточку погнется. И это весьма кстати, ведь регистратор волочится за грузовым судном на полной скорости и извлекается из воды тоже на ходу.

В чреве непробиваемого стального панциря кроется нечто совершенно неожиданное: искусно сделанный механизм. Блестящие латунные шестеренки и валы соединены с катушками, на которые намотан тонкий матерчатый фильтр. Можно подумать, эти хитроумные внутренности – дело рук часового мастера, и в некотором смысле так оно и есть: в основе лежит традиционная технология, применявшаяся при изготовлении часов в 1930-х годах. Изобретено это устройство было в 1931 году, причем оказалось настолько удачным, что, если не считать нескольких мелких доработок в 1950-е, его конструкция с тех пор ни разу не менялась. Подобная стабильность далеко не пустяк: она позволяет напрямую сравнивать пробы планктона 90-летней давности с самыми последними образцами, не опасаясь искажения результатов из-за непоследовательной методики. Сотни таких «приборов непрерывного действия» вот уже несколько десятилетий прочесывают океан.

Простота и гениальность устройства поражает. Конический носик в передней части корпуса имеет квадратное отверстие со стороной около 1 сантиметра. При буксировке регистратора за судном в отверстие поступает вода. Поток проходит сквозь шелковую фильтрующую ленту, намотанную на одну из катушек, и отцеживается, а планктонные организмы на ней оседают. Сверху она прижимается второй катушкой, так что планктон оказывается надежно зажат между двумя слоями шелка. Затем наложенные одна на другую ленты с обеих катушек подаются в отсек с формалином, что обеспечивает сохранность всего «улова». Но, пожалуй, самая замечательная находка – это пропеллер, который расположен в упомянутом кожухе, прикрепленном к задней части корпуса[182]. Пропеллер вращается силой проходящего потока воды и приводит в движение ролики для подачи шелковой ленты. Привод работает таким образом, что на каждые 5 морских миль пути уходит примерно 5 сантиметров ленты. Стоит только кораблю ускорить или замедлить ход, и пропеллер начнет вращаться быстрее или медленнее, что автоматически скорректирует скорость протяжки. Получается своего рода магнитофон: планктонные организмы, выловленные в том или ином участке моря, «записываются» на соответствующий отрезок ленты. При условии, что судно идет полным ходом, шелка на катушках хватает на 450 морских миль. Когда лента заканчивается, регистратор вытаскивают на борт. Огромный плюс в том, что тянуть за собой такие планктоносборщики берутся обычные торговые суда, год за годом совершающие рейсы по одним и тем же маршрутам. В проекте участвуют сухогрузы, паромы, лайнеры, а иногда и крупные яхты. Все они бороздят океанские просторы, перевозя товары и людей, и собрать заодно парочку образцов планктона для них труда не составляет. Инициатива является международной и финансируется, в частности, британскими, американскими, канадскими и норвежскими научными организациями. По состоянию на конец 2021 года эти буксируемые регистраторы преодолели в общей сложности 7 миллионов морских миль, что эквивалентно 326 кругосветным плаваниям. Хотя маршруты охватывают лишь незначительную часть океана, благодаря систематическому многолетнему сбору планктонного материала формируется исключительно качественный массив данных. Все пробы привозят сюда, в Плимут, где их изучают и каталогизируют, а регистраторы после замены катушек отправляют назад в море.

Итак, планктонные «свитки» поступают в лабораторию, слегка побуревшие и потрепанные от долгого путешествия. Какую же информацию они несут? Мне как физику, привыкшему мыслить в категориях глобальных и абстрактных, трудно вникнуть в премудрости науки, требующей непосредственной работы с живым материалом, таким бесформенным и непокладистым. Ведь как устроено изучение планктона? Чем больше увеличение, тем сложнее и запутаннее картинка.

Невооруженным глазом человек различает предметы размером до 0,1 миллиметра, что примерно соответствует толщине нашего волоса. Попробуем понять, насколько с этими параметрами соотносится океанский планктон, и для начала взглянем на одну из фораминифер. Представители данного вида, Trilobatus sacculifer[183], – сравнительно крупные одноклеточные (около 0,25 миллиметра в диаметре) с твердой раковиной, состоящей из нескольких клубковидных камер. Из раковины торчат тоненькие студенистые жгутики, с помощью которых организм захватывает пищу, передвигается и выводит продукты жизнедеятельности. Если мысленно увеличить это причудливое создание в 20 000 раз, получится монстр величиной с хороший джип. Ниже на габаритной шкале находится совершенно иная группа организмов – динофлагелляты (масштабной аналогией в повседневном мире могут служить современные модели «мини-купера»). Как правило, их относят к водорослям. Яркий пример – одноклеточные рода Ornithocercus. Они покрыты панцирем из целлюлозных щитков, по краям которого веерообразно расходятся живописные пластинчатые выросты, напоминающие замысловатый головной убор. Названные разновидности организмов не способны самостоятельно вырабатывать «горючее» с помощью солнечного света, а потому поедают других представителей планктонного населения. Вообще планктон подразделяется на два больших класса: фитопланктон (фотосинтезирующие организмы) и зоопланктон (гетеротрофы, питающиеся другими мелкими организмами). Но выжить в океане непросто, и многие планктонные формы наловчились добывать энергию и тем и другим способом – в зависимости от обстоятельств.

Если продолжить двигаться по воображаемой шкале размеров в порядке убывания, нам встретятся диатомовые водоросли (в обычном человеческом мире это были бы предметы диаметром с большой арбуз). Полюбуемся,