Биологическая структура океана
Когда мы изучаем распределение жизни в океане, мы можем наблюдать в разных частях Мирового океана различный состав населения и разные формы биологических явлений. Сравним, например, наше Баренцово море со Средиземным. Прежде всего мы почти не найдём одинаковых растений и животных. Ламинарии и фукусы, громадными скоплениями опоясывающие южные и юго-восточные побережья Баренцова моря, сменяются цистозирой, филлофорой и другими. Ни трески, ни пикши, ни морского окуня мы не найдём в Средиземном море, — здесь их заменяют анчоус, сардина, скумбрия, кефаль, тунец и другие рыбы. В Средиземном море мы увидим громадных морских черепах, в планктоне — массу радиолярий, в бентосе — много различных крабов, головоногих моллюсков, промысловых губок, благородный коралл...
Ничего этого почти нет в Баренцовом море, но зато здесь мы встретим гренландского тюленя, нерпу, белуху, иногда настоящего беззубого кита, такие виды морских ежей и звёзд, которых нет в Средиземном море. Мы не найдём здесь и богатой, как в Баренцовом море, жизни на осушаемой приливо-отливной полосе, потому что нет самой осушаемой зоны — Средиземное море лишено приливов и отливов. Баренцово море — биологически очень продуктивный район, а Средиземное — один из самых бедных. Одним словом, какую бы характерную биологическую особенность мы ни взяли, мы обнаружим резкое различие между этими двумя морями.
Итак, перемещаясь из одних частей океана в другие в горизонтальном и вертикальном направлениях, мы можем наблюдать изменения самого различного характера — меняются качественный состав и количественное распределение флоры и фауны, пищевые связи между организмами, характер их вертикального распределения, форма и химический состав скелета, способы передвижения, окраска. С другой стороны, при передвижении из одних частей океана в другие, часто значительно удалённые, мы можем наблюдать и повторяемость биологических явлений, а иногда и сходство флористического и фаунистического состава, при всех чертах различий. Будем ли мы передвигаться в меридиональном направлении, из высоких широт в экваториальную зону и дальше к противоположному полюсу, или в широтном направлении, поперёк океана, или, наконец, из одного океана в другой, всякий раз, рассматривая смены в явлениях жизни в самом большом плане, мы будем наблюдать или нарастающие различия, или появление черт сходства, или, иначе говоря, какие-то явления симметрии.
Симметрией принято называть такое пространственное расположение сходных между собой частей целого, когда они (сходные части) располагаются по отношению к целому в определённом порядке: или по противоположным сторонам, или правильно вокруг какого-то центра, или вокруг определённой оси.
Ничего удивительного в симметричном расположении явлений жизни в океанах нет. Если мы возьмём распределение основных факторов среды, то и тут с ещё большей ясностью мы увидим такие же явления симметричного сходства. Температура поверхностной воды океана в экваториальной зоне достигает 27–30°. Если удаляться от экватора в сторону того или иного полюса, температура воды будет падать, и в приполярных областях опустится ниже нуля. Система течений, как мы видели, такова, что в Тихом и Атлантическом океанах, а в южном полушарии и в Индийском, создаются вполне сходные циркуляции и образуются 5 халистатических зон. При этом в каждом из двух первых океанов к северу и югу от экватора системы циркуляции очень сходны, только движутся в разные стороны — в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном — против. Сходны между собой восточная и западная стороны океанов и рельеф их. Такие же черты сходства между разными частями каждого океана и обоих океанов между собой можно видеть на распределении грунтов и на целом ряде других особенностей, из которых очень большое значение имеет распределение света, в значительной степени обусловливающее процесс фотосинтеза, а через него и явление биологической продуктивности. Полярные области Арктики и Антарктики с их плавучими льдами характеризуются низким стоянием солнца, летним полярным днём и столь же длинной зимней ночью.
Всё сказанное даёт возможность в биологической структуре океана наметить как бы три плоскости симметрии. Экваториальная плоскость делит Тихий и Атлантический океаны на северную и южную части и представляет собой как бы плоскость зеркальной симметрии — сходные части не тождественны, но сходны, как предмет и его изображение в зеркале.
Другая плоскость, проходя в меридиональном направлении через центральные части американского и евразиатско-африканского континентальных массивов, как бы выражает сходство в биологической структуре между обоими океанами. Эта плоскость двулучевой симметрии — совпадающие в них части имеют прямое совпадение, а не обратное, как в зеркале.
Третья плоскость 2 разрезает каждый океан вдоль на две части — восточную и западную, и сходство между этими двумя частями—опять сходство зеркального изображения. Все три плоскости делят Мировой океан на восемь частей, показывающих поразительные черты сходства друг с другом в разных комбинациях.
Конечно, при всех чертах сходства имеются и черты различий, и о них забывать нельзя, т. е. наряду с ясными чертами симметрии имеются и различия, обусловливаемые различием в систематическом составе населения, в конфигурации дна и в очертаниях ограничивающих океаны континентальных массивов, в циркуляции водной массы и т. д.
Почти 100 лет назад зоологи обратили внимание на явление, которому было дано название биполярного распространения морских животных (рис. 71).
![Биполярное распространение разных видов сардины (по А. Световидову). Рисунок 71. Биполярное распространение разных видов сардины (по А. Световидову).](/images/seas/71.gif)
Под этим понятием разумеют наличие некоторых видов, а также и более крупных систематических групп растений и животных в холодных зонах северного и южного полушарий, при отсутствии их в экваториальной полосе Однако в последнее время стали обращать внимание на гораздо более широкие и глубокие черты сходства в структуре жизненных явлений в северной и южной половинах Атлантического и Тихого океанов, которые можно в целом рассматривать, как явление широтной симметрии в биологической структуре океана. Мы не сумеем найти, пожалуй, ни одного массового биологического явления в океане, которое не укладывалось бы в закономерности широтной симметрии.
Видовое обилие, систематический состав, количественное развитие, развитие личиночных стадий, биологические циклы, явление заботы о потомстве, темп роста и продолжительность жизни, отложение жира, характер скелета, структура пищевых цепей и многие другие показатели претерпевают определённые изменения, если продвигаться с севера на юг, и снова начинают повторяться в обратном порядке в южном полушарии. Такая зональность стоит в тесной связи в первую очередь с изменением температурного режима океана, в котором можно различать пять широтных зон: две приполярные с постоянной очень низкой температурой, плавучими льдами, полярной ночью и летним днём, две умеренные зоны с наиболее резкими сезонными колебаниями температуры и одну экваториальную с постоянными высокими температурами. Остановимся на некоторых примерах подробнее.
Ничего этого почти нет в Баренцовом море, но зато здесь мы встретим гренландского тюленя, нерпу, белуху, иногда настоящего беззубого кита, такие виды морских ежей и звёзд, которых нет в Средиземном море. Мы не найдём здесь и богатой, как в Баренцовом море, жизни на осушаемой приливо-отливной полосе, потому что нет самой осушаемой зоны — Средиземное море лишено приливов и отливов. Баренцово море — биологически очень продуктивный район, а Средиземное — один из самых бедных. Одним словом, какую бы характерную биологическую особенность мы ни взяли, мы обнаружим резкое различие между этими двумя морями.
Итак, перемещаясь из одних частей океана в другие в горизонтальном и вертикальном направлениях, мы можем наблюдать изменения самого различного характера — меняются качественный состав и количественное распределение флоры и фауны, пищевые связи между организмами, характер их вертикального распределения, форма и химический состав скелета, способы передвижения, окраска. С другой стороны, при передвижении из одних частей океана в другие, часто значительно удалённые, мы можем наблюдать и повторяемость биологических явлений, а иногда и сходство флористического и фаунистического состава, при всех чертах различий. Будем ли мы передвигаться в меридиональном направлении, из высоких широт в экваториальную зону и дальше к противоположному полюсу, или в широтном направлении, поперёк океана, или, наконец, из одного океана в другой, всякий раз, рассматривая смены в явлениях жизни в самом большом плане, мы будем наблюдать или нарастающие различия, или появление черт сходства, или, иначе говоря, какие-то явления симметрии.
Симметрией принято называть такое пространственное расположение сходных между собой частей целого, когда они (сходные части) располагаются по отношению к целому в определённом порядке: или по противоположным сторонам, или правильно вокруг какого-то центра, или вокруг определённой оси.
Ничего удивительного в симметричном расположении явлений жизни в океанах нет. Если мы возьмём распределение основных факторов среды, то и тут с ещё большей ясностью мы увидим такие же явления симметричного сходства. Температура поверхностной воды океана в экваториальной зоне достигает 27–30°. Если удаляться от экватора в сторону того или иного полюса, температура воды будет падать, и в приполярных областях опустится ниже нуля. Система течений, как мы видели, такова, что в Тихом и Атлантическом океанах, а в южном полушарии и в Индийском, создаются вполне сходные циркуляции и образуются 5 халистатических зон. При этом в каждом из двух первых океанов к северу и югу от экватора системы циркуляции очень сходны, только движутся в разные стороны — в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном — против. Сходны между собой восточная и западная стороны океанов и рельеф их. Такие же черты сходства между разными частями каждого океана и обоих океанов между собой можно видеть на распределении грунтов и на целом ряде других особенностей, из которых очень большое значение имеет распределение света, в значительной степени обусловливающее процесс фотосинтеза, а через него и явление биологической продуктивности. Полярные области Арктики и Антарктики с их плавучими льдами характеризуются низким стоянием солнца, летним полярным днём и столь же длинной зимней ночью.
Всё сказанное даёт возможность в биологической структуре океана наметить как бы три плоскости симметрии. Экваториальная плоскость делит Тихий и Атлантический океаны на северную и южную части и представляет собой как бы плоскость зеркальной симметрии — сходные части не тождественны, но сходны, как предмет и его изображение в зеркале.
Другая плоскость, проходя в меридиональном направлении через центральные части американского и евразиатско-африканского континентальных массивов, как бы выражает сходство в биологической структуре между обоими океанами. Эта плоскость двулучевой симметрии — совпадающие в них части имеют прямое совпадение, а не обратное, как в зеркале.
Третья плоскость 2 разрезает каждый океан вдоль на две части — восточную и западную, и сходство между этими двумя частями—опять сходство зеркального изображения. Все три плоскости делят Мировой океан на восемь частей, показывающих поразительные черты сходства друг с другом в разных комбинациях.
Конечно, при всех чертах сходства имеются и черты различий, и о них забывать нельзя, т. е. наряду с ясными чертами симметрии имеются и различия, обусловливаемые различием в систематическом составе населения, в конфигурации дна и в очертаниях ограничивающих океаны континентальных массивов, в циркуляции водной массы и т. д.
Почти 100 лет назад зоологи обратили внимание на явление, которому было дано название биполярного распространения морских животных (рис. 71).
![Биполярное распространение разных видов сардины (по А. Световидову). Рисунок 71. Биполярное распространение разных видов сардины (по А. Световидову).](/images/seas/71.gif)
Рисунок 71. Биполярное распространение разных видов сардины (по А. Световидову).
Под этим понятием разумеют наличие некоторых видов, а также и более крупных систематических групп растений и животных в холодных зонах северного и южного полушарий, при отсутствии их в экваториальной полосе Однако в последнее время стали обращать внимание на гораздо более широкие и глубокие черты сходства в структуре жизненных явлений в северной и южной половинах Атлантического и Тихого океанов, которые можно в целом рассматривать, как явление широтной симметрии в биологической структуре океана. Мы не сумеем найти, пожалуй, ни одного массового биологического явления в океане, которое не укладывалось бы в закономерности широтной симметрии.
Видовое обилие, систематический состав, количественное развитие, развитие личиночных стадий, биологические циклы, явление заботы о потомстве, темп роста и продолжительность жизни, отложение жира, характер скелета, структура пищевых цепей и многие другие показатели претерпевают определённые изменения, если продвигаться с севера на юг, и снова начинают повторяться в обратном порядке в южном полушарии. Такая зональность стоит в тесной связи в первую очередь с изменением температурного режима океана, в котором можно различать пять широтных зон: две приполярные с постоянной очень низкой температурой, плавучими льдами, полярной ночью и летним днём, две умеренные зоны с наиболее резкими сезонными колебаниями температуры и одну экваториальную с постоянными высокими температурами. Остановимся на некоторых примерах подробнее.