Диковинные водоросли строят из себя огромные рифы

Вдоль северо-восточного побережья Австралии протянулся знаменитый Большой Барьерный риф – самый большой географический объект, образованный живыми организмами. Это крупнейший в мире коралловый риф, точнее, целый комплекс рифов и атоллов Кораллова моря общей площадью 344 400 кв. км. Но мало кто знает о его скрытном соседе, который сопровождает риф на большей части его протяженности внутри его акватории: речь о карбонатных образованиях, называемых биогермами. В отличие от Большого Барьерного рифа эти биогермы сложены не кораллами, а скелетами… водорослей! Так давайте же для начала с этими водорослями познакомимся.

Их зовут Halimeda, и они немного похожи на кактусы. Это очень распространенные зеленые водоросли – настолько, что есть даже рыбки, подражающие их внешности. Да, вам заново придется посмотреть ролик, чтобы осознать, что часть водорослей – это на самом деле рыбы Solenostomus halimeda из семейства трубкорыловых отряда иглообразных.

При всей их обыденности, Halimeda отнюдь не обычные водоросли, у них удивительная биология. Во-первых, как вы уже поняли, у них есть скелет. Не каждое животное может таким похвастаться! Халимеда – «позвоночное» растительного мира. Только если ваш позвоночник и остальной скелет содержат в себе фосфат кальция, то халимеду укрепляют кристаллики карбоната кальция – арагонита. Он накапливается в ее стенках, обрамляя веточки снаружи, как экзоскелет, и занимает собой около 90% водоросли. Этот карбонат, к слову, входит в состав экзоскелета кораллов и перламутрового слоя раковин многих моллюсков, в частности, именно арагонитом сложены тончайшие слои жемчужин.

Во-вторых, в талломах Halimeda вы не увидите плотно упакованных клеток, и не потому, что они слишком маленькие, а потому что их там нет. У халимеды нет клеточных стенок, и все клетки слились в одну гигантскую многоядерную клетку, именуемую словом «ценоцит». Ядра делятся традиционно, организм растет, ветвится на сифоны, соединенные нитчатыми мостиками в субстрате, и эти сифоны могут формировать целые луга халимеды, но все это будет одна-единственная огромная клетка, в которой свободно перемещаются все органеллы, а ограничивает их лишь «сверхклеточная» стенка, где и откладывается арагонит.

Давайте еще раз посмотрим на халимеду. Сложно представить, что эта водоросль – «одноклеточная», не так ли? Вместе с Caulerpa – еще одной водорослью, о которой мы писали, – Halimeda входит в порядок сифоновых (Bryopsidales), для которого характерно ценоцитное строение таллома.

Третий удивительный момент касается как раз движения органелл: на ночь хлоропласты халимеды уходят из мешочков у поверхности сифона во внутренние хранилища, в результате чего водоросль буквально обесцвечивается, в течение часа становясь похожей на призрака или альбиноса! На рассвете хлоропласты возвращаются на рабочие места, в поверхностные «офисы», и вновь приступают там к своим фотосинтетическим обязанностям.

Данные миграции происходят, чтобы не дать повода травоядным хитрецам, охочим до зелени, покуситься на водоросль во время ночного жора. Есть среди них и те, кто эти самые хлоропласты после поедания растения сохраняет себе, чтобы они отныне работали на нового хозяина, готовя ему пищу из солнечного света и снабжая заодно дополнительным кислородом. Так поступают некоторые морские слизни – ушлые моллюски-воришки, чье поведение халимеды явно осуждают, выказывая свое отношение к этому с помощью невкусных и токсичных химикалий, а также острых кристаллов арагонита, которые могут навредить нежному телу агрессора.

Еще одна примечательная черта халимеды – ее невероятные способности к росту: она может удваивать биомассу за 15 суток. Одно растение, говорят, сформировало 359 новых сегментов всего за 68 дней! И это на глубине порядка 30 метров, где света не так уж много. С учетом такого неистового роста становится понятно, как возникают биогермы – целые горы арагонитовых скелетов Halimeda, за тысячи лет сцементированные в скалы до 20 метров высотой, на поверхности которых здравствует живая генерация зеленых водорослей. Карбонатный песок, который образуется при разрушении этих гор, выносится на тропические пляжи нашей планеты, насыщая их райской белизной.

Халимедные биогермы встречаются не только в районе Большого Барьерного рифа, но и, например, в индонезийских водах на востоке Яванского моря, в юго-западной части Карибского моря, в Тиморском море к северу от Австралии. Считается, что они формируются вблизи континентальных шельфов, где происходит подъем богатых питательными веществами прохладных вод, а в случае Большого Барьерного рифа такие плодородные воды проникают к биогермам через его узкие прорехи с наружной стороны шельфа.

Здесь они известны с 1970-х годов, вот только не особо исследованы. Но ситуация меняется: новые данные, полученные с помощью лидаров и сонаров австралийского военно-морского флота, позволили уточнить истинную протяженность, площадь и форму биогерм Большого Барьерного рифа. Оказалось, что они занимают намного более обширную территорию, чем считалось прежде, – около 6000 кв. км! Это в три раза больше прежних оценок, сделанных 30 лет назад. Незамеченные ранее биогермы, в частности, располагаются в северной части рифа.

mcneil-et-al-2016
Слева: зеленым обозначена ранее известная территория биогерм, голубым – новооткрытая, серым – коралловые рифы. По центру: одна из врезок с левой карты в увеличенном виде с локализацией разных структур – сетчатой, кольчатой и волнистой. Справа: старое видение биогерм (вверху), с параллельными образованиями, и новое (внизу), по данным лидарной батиметрии той же зоны. Иллюстрация: McNeil et al., 2016.

Новые сканы и карты, помимо прочего, выявили неизвестные прежде и весьма странные структуры. Раньше полагали, что биогермы представляют собой волнообразные нагромождения скелетов халимед от 5 до 20 метров толщиной в виде параллельных поднятий и впадин с редкими случайными холмиками. Теперь же подводный ландшафт предстал ученым во всей своей сложности, продемонстрировав причудливые сети, кольца и ряби.

Сетчатые образования с острыми извилистыми гребнями преобладают в восточной части биогерм, на внешней стороне Большого Барьерного рифа, и занимают примерно 16% их общей площади. Еще 16% состоят из кольцеобразных холмов диаметром 200 – 250 метров, дальше к западу такие «бублики» попадаются реже, зато их размер увеличивается – в некоторых случаях до 500 метров в поперечнике. В самой западной части биогерм раскинулись волнистые ландшафты из низких гребней, занимающие 68% водорослевых отложений.

Появление подобных форм можно объяснить разными гипотезами, но ученые пока не знают, какая из них правильная, потому как у них недостаточно данных для проверки. Возможно, как-то повлияли контуры дна, на котором выстроились биогермы, или это, наоборот, результат их разрушения. В любом случае в этих неизведанных местах происходит что-то очень интересное, тем более что балом там правят – внезапно – водоросли. Специалисты заинтригованы.


Текст: Виктор Ковылин. По материалам: Scientific American
Научная статья: Coral Reefs (McNeil et al., 2016)

Все права на данный текст принадлежат нашему журналу. Если вы хотите поделиться информацией, можно использовать фрагмент и поставить активную ссылку на эту статью – мы будем рады. Пожалуйста, не копируйте текст в соцсети целиком, мы хотим, чтобы наши статьи читали на нашем сайте, попутно замечая и другие наши статьи. С уважением, Батрахоспермум.

pacific-plate-dance

Вас также могут заинтересовать статьи:
Тихоокеанская плита родилась в танце
Секвойи-призраки оказались не такими уж и паразитами
Пластисфера – новая оболочка Земли