Жизнь китов после смерти

13 марта 2013 Владимир Новости  |   Просмотров: 1 091

Киты́ (греч. κῆτος «морское чудовище»)Киты (греч. κῆτος «морское чудовище») — морские млекопитающие из отряда китообразных, не относящиеся ни к дельфинам, ни к морским свиньям. Косатки и гринды имеют слово «кит» в своих неофициальных названиях, хотя по строгой классификации они являются дельфинами.

В 1987 г. очередная океанографическая экспедиция на глубоководном обитаемом аппарате «Алвин» занималась составлением карты морского дна впадины Санта-Каталина у берегов южной Калифорнии. Перед исследователями простирался пустынный пейзаж,
лишенный источников существования чего-либо живого. При последнем погружении эхолокатор обнаружил на дне крупный объект. Разгоняя вечную тьму, царящую на глубине 1240 м, прожекторы «Алвина» выхватили двадцатиметровый скелет кита, частично погруженный в донный грунт. При изучении материалов киносъемки руководитель экспедиции, океанолог из Гавайского университета Крейг Смит и его сотрудники выяснили, что скелет принадлежал сельдяному киту или финвалу. Животное, видимо, погибло несколько лет назад, но его останки и их окружение кишели жизнью — здесь были извивающиеся черви, небольшие размером в несколько сантиметров) двустворчатые моллюски, улитки, морские блюдечки, белые пятна бактериальной пленки. Останки кита оказались цветущим оазисом посреди безжизненной морской пустыни.

Первые данные

Примерно год спустя Смит более тщательно исследовал фауну области останков кита. Там были обнаружены некоторые ранее неизвестные виды, а также животные, обитающие в необычной среде, например в воде глубоководных горячих источников. С той поры были найдены десятки экосистем китовых останков, в которых были обнаружены более 400 видов (30 из них не встречаются больше нигде). Сегодня мы начинаем в общих чертах понимать, как формируются и существуют эти удивительные экосистемы.

Первые данные о том, что останки китов могут служить основной для особых экосистем, появились уже в 1854 г., когда в плавающей китовой ворвани, выловленной близ мыса

Доброй Надежды (ныне ЮАР), была найдена неизвестная мидия размером около сантиметра. С появлением в начале XX в. тралового лова стало понятным, что это не случайное совпадение: начиная с 1960-х гг. у берегов Шотландии, Ирландии, Исландии и особенно в области подводного плато Чатем (к востоку от Новой Зеландии) из сетей извлекали все больше черепов и других частей скелета китов, облепленных неизвестными видами моллюсков. В частности, на фрагменте скелета, выловленного в 1964 г. у берегов ЮАР, была обнаружена такая же мидия, как в 1854 г. примерно в том же регионе.

Вслед за мидиями на остатках скелетов китов были выявлены и другие неизвестные животные. В 1985 г. был обнаружен новый вид морского блюдечка (улиткообразного моллюска с конической, а не спиральной раковиной), получивший название Osteopelta в связи с обитанием на костях. Вскоре были открыты и другие виды.

После случайного открытия Смита

Останки китаОднако лишь в 1987 г., после случайного открытия Смита, стало ясно, насколько необычны экосистемы китовых останков. Особенно интересны были обнаруженные виды моллюсков. Мидии и другие двустворчатые моллюски принадлежали к видам, заселенным хемосинтетическими бактериями, которые извлекают энергию из неорганических веществ и иногда служат основой для целых экосистем (первые живые существа, возникшие до появления фотосинтеза и насыщения биосферы кислородом, были именно хемосинтетическими, хотя и отличались по характеру обменных процессов от современных хемосинтетво из таких моллюсков ранее были найдены только в других экосистемах, основанных на хемосинтезе: мидии — у затопленных деревьев и горячих источников, двустворчатые моллюски семейства Vesicomyidae — в холодных водах, где имеет место выделение метана и других углеводородов, двустворчатые моллюски семейства Lucinidae — в донных источниках, улитки — в бескислородном осадке.

Такое сходство позволило Смиту выдвинуть в 1989 г. предположение о том, что останки китов могут служить своего рода промежуточной ступенью для перехода от одних глубоководных хемосинтетических экосистем к другим. Однако до сих пор остается неясным, происходит полная смена экосистемы на протяжении одного поколения или же существенно большего времени.

Формирование экосистемы

Для того чтобы разобраться в функционировании и длительности существования экосистемы, Смит с сотрудниками в 1992 г. предприняли технически сложный проект. Они буксировали в открытое море туши китов, выбросившихся на берег в области калифорнийского побережья, и затопляли их на глубоководье с балластом до 2,7 т для преодоления подъемной силы гнилостных газов (обычно после смерти китов газов в их останках образуется мало, и туши не всплывают, а тонут). После этого исследователи регулярно изучали останки с помощью «Алвина» или глубоководных управляемых аппаратов. Всего таким образом за шесть лет были перемещены три туши серых китов, которые постоянно изучались до 2000 г. Кроме того, ученые вновь исследовали скелеты, обнаруженные в 1987 и 1995 гг.

Оказалось, что вокруг останков китов последовательно сменяются три экологические стадии. Первая, названная стадией мобильных падальщиков, начинается сразу после погружения туши на дно. Стаи миксин прогрызают через мягкие ткани ходы, а акулы отрывают крупные куски. Эти падальщики очищают скелет от основной массы мягких тканей — ворвани, мышц и внутренних органов. Все вместе они пожирают за сутки 40-60 кг, т.е. объем, равный массе человека маленького роста, и тем не менее такое пиршество, в зависимости от размеров кита, может длиться до двух лет.

Вторая стадия.

КитыВторая стадия — оппортунистическая — также длится до двух лет. Остаток туши и обнажившиеся кости заселяются животными, питающимися оставшимися от падальщиков обрывками ворвани и других мягких тканей. На данной стадии плотность заселения туши очень велика, хотя разнообразие видов не столь значительно: преобладают полихеты многощетинковые черви) и ракообразные.

После полного удаления мягких тканей наступает последняя и самая длительная стадия — сульфофильная. В это время особые бактерии осуществляют анаэробный распад оставшихся в костях липидов. В отличие от аэробных организмов, использующих для окисления веществ растворенный в воде кислород (О2), бактерии извлекают кислород из сульфата (SO), высвобождая при этом сероводород (H2S). Животные не только не могут использовать данное вещество в качестве источника энергии, но, более того, сероводород для них ядовит. В то же время так называемые хемосинтетические бактерии способны окислять сероводород с использованием растворенного кислорода, получая необходимую энергию. Некоторые животные вступают с этими бактериями в симбиотические отношения (например, мидии и моллюски семейств Vesicomyidae и Luclnidae), либо питаются ими (например, морские блюдечки и улитки). По неясным пока причинам кости китов чрезвычайно богаты липидами — в останках весом 40 т содержание липидов может достигать 2-3 т. Поскольку распад таких веществ происходит медленно, сульфофильная стадия может длиться до 50 или даже 100 лет.

С учетом этих данных и исходя из предположения о том, что ежегодно погибают около 69 тыс. больших китов, Смит подсчитал, что на морском дне могут одновременно разлагаться примерно 690 тыс. китовых туш. Впрочем, из-за массового истребления животных на протяжении последних двух веков это число может быть существенно большим — не исключено, что количество останков китов в шесть раз превосходит указанную цифру. В таком случае расстояние между останками должно составлять в среднем около 12 км, а на путях миграции серых китов — лишь 5 км. Этого вполне достаточно для распространения организмов или их личинок от одной туши к другой. Смит и его коллеги полагают, что это укладывается в их модель китовых останков как промежуточной ступени для перехода хемосинтетических организмов от прибрежных вод к подводным горячим источникам и углеводородов выбросам.

Обитатели тьмы

После того как Смит провел свое исследование на затопленных китовых тушах, сходные работы были проведены еще тремя коллективами — из Швеции, Японии и Монтерея (штат Калифорния). Кроме того, были найдены и изучены несколько трупов китов, затонувших естественным путем, — в частности, в области острова Торисима (у южного побережья Японии) и в заливе Монтерей. Исследования показали, что где бы ни покоились останки китов, они всегда заселяются сходными организмами. В то же время стадии, выделенные Смитом в Санта-Каталине, оказались не везде столь же ярко выраженными.

Одна из причин таких расхождений может заключаться в том, что изученные Смитом останки находились в бедной кислородом среде, что замедляло скорость распада. Но возможна и еще одна причина — присутствие полихет рода Osedax (от лат. «пожиратель костей»), или червей-зомби. Эти мелкие, не более одного сантиметра, черви были впервые обнаружены в 2004 г. на останках кита в заливе Монтерей, а затем на скелетах у берегов Швеции и Японии. В дальнейшем черви рода Osedax были найдены и на останках близ южной Калифорнии (там их было меньше, и поэтому они вначале остались незамеченными).

Черви Osedax

У червей имеются небольшие верхние отростки, выдающиеся в морскую воду и выполняющие функцию газообмена. При нанесении раздражителя они втягиваются в слизистую трубку, и червь становится похожим на комочек слизи, прилипший к кости. Как и у некоторых кишечных паразитов, у Osedax — даже у взрослых особей — нет пищеварительного тракта: ротового отверстия, пищеварительной трубки и анального отверстия. Вместо этого червь обладает мясистыми нижними зелеными корневидными отростками, с помощью которых он вгрызается в обнаженные кости — очевидно, для обеспечения живущих в отростках симбиотических бактерий липидами и (или) белками. Надо отметить, что и репродуктивная функция Osedax весьма своеобразна: все взрослые особи — самки, но они несут в себе десятки крошечных самцов, никогда не перерастающих стадию личинки и служащих, видимо, только для образования спермы.

Черви OsedaxЧерви Osedax тесно связаны с гигантскими трубчатыми червями, обнаруженными в области горячих источников и углеводородных высачиваний. Генетический анализ позволяет предположить, что Osedax появились около 40 млн лет тому назад, т.е. примерно одновременно с моллюсками семейства Vesicomyidae и китами.

Прогрызая кости, Osedax быстро разрушают скелеты китов, что, видимо, приводит к укорочению сульфофильной стадии и влияет на весь биоценоз. Это означает, что вторая жизнь китовых останков может оказаться короче, чем казалось вначале. Тем самым гипотеза «промежуточной ступени» ставится под сомнение: чем меньше имеется одновременно активных экосистем китовых останков, тем сложнее животным или их личинкам переместиться от одной хемосинтетической экосистемы к другой.

Питательные кости

Подводные источники и углеводородные высачивания появились уже на самых ранних стадиях существования Земли. Возможно, именно в водах горячих источников впервые зародилась жизнь. Киты же, разумеется, появились гораздо позже. Возникает естественный вопрос: как и когда возникли экосистемы китовых останков? Ответ на вопрос может пролить свет и на взаимодействия таких экосистем с другими подводными биоценозами. Очевидно, что важную помощь может оказать изучение окаменелостей.

За последние 150 лет было найдено много окаменелых останков китов, но лишь в 1992 г. при раскопках в штате Вашингтон были впервые обнаружены древние (олигоцен, то есть 34-23 млн лет назад) экосистемы таких останков. Данное открытие вызвало большой интерес, и спустя некоторое время появилось еще несколько подобных находок, в частности окаменелости миоценового времени (23-5 млн лет назад) в Калифорнии и в трех областях в Японии. В двух из трех областей мне довелось работать вместе с Казутакой Амано из Педагогического университета Дзе-эцу. На существование древних экосистем во всех случаях указывало присутствие окаменелых моллюсков, принадлежащих к видам, либо находящимся в симбиозе с хемосинтетическими бактериями, либо питающимся ими. Разумеется, следов мягкотелых животных типа червей обнаружено не было, т.к. останки животных быстро и полностью разлагаются. Таким образом, остается неизвестным, существовали ли в те времена черви типа Osedax.

Штеффен Киль

КитВ 2006 г. Штеффен Киль, работавший в Университете Лидса (в Великобритании) и Джим Гедерт из Музея естествознания и культуры им. Берка (в Сиэтле) отметили, что в самых древних биоценозах китовых останков (поздняя эоценовая и олигоценовая эпохи) преобладали двустворчатые моллюски, встречающиеся и в нехемосинтетических экосистемах. Что же касается зависимых от хемосинтетиков моллюсков, характерных для сульфофильной стадии экосистем китовых останков, то они встречаются лишь в окаменелостях миоценового времени. По мнению авторов, древние киты были недостаточно велики для заселения сульфофильными биоценозами. Однако недавно в скалах одного из островов калифорнийского побережья был найден скелет мелкого кита миоценовой эпохи с сопутствующими моллюсками семейства Vesicomyidae. Значит, размер туши не играет ключевой роли в колонизации ее зависимыми от хемосинтетиков моллюсками. Большее значение может иметь содержание в скелете липидов, которое, видимо, на протяжении последних 20 млн лет возрастало, что способствовало выживанию китов при выходе в открытый океан.

Ученые с самого начала предполагали, что подобные экосистемы, могли существовать еще до появления китов. Основой для таких экосистем могли быть затопленные туши древних морских пресмыкающихся, в частности плезиозавров, ихтиозавров и мозазавров. Эти животные были главными хищниками океана мезозойской эры (эры геологической истории Земли, охватывавшей период от 251 до 65 млн лет назад эры и включавшей триасовый, юрский и меловый периоды — т.е. время существования динозавров). Такая гипотеза получила существенное подтверждение в 1994 г., когда в Новой Зеландии в осадочных породах эоценовой эпохи на скелете черепахи было найдено окаменелое морское блюдечко Osteopelta. Разумеется, время эоцена (отдел палеогена) не столь древнее, как мезозой, однако раз обитатели китовых останков могли заселять туши более современных пресмыкающихся, то они вполне могли существовать и на остовах вымирающих пресмыкающихся мезозоя.

Группа японских и польских исследователей сообщила

Скелет плезиозавраВ 2008 г. группа японских и польских исследователей сообщила об обнаружении в Японии двух скелетов плезиозавров. Эти пресмыкающиеся достигали в длину 10 м и жили во времена верхнего мелового периода. На скелетах были найдены окаменелые улитки рода Provanna. Поскольку данные животные до сих пор обнаруживаются только в хемосинтетических экосистемах, ученые предположили, что затонувшие трупы плезиозавров могли служить основой для биоценоза, сходного с таковым современных китовых останков. Однако плезиозавры, как и другие динозавры, вымерли 65 млн лет назад, за 20 млн лет до появления китов. Можно предположить, что эволюция специализированных экосистем на затонувших останках крупных позвоночных повторялась многократно.

Совместная японо-польская группа показала, что по внутреннему строению кости плезиозавров и современных китов во многом похожи — в частности, в них имеются крупные костномозговые полости, в которых могли накапливаться липиды. Впрочем, действительно ли кости плезиозавров были богаты липидами, выяснить довольно сложно. С другой стороны, многие обитатели китовых останков на сульфофильной стадии обнаруживаются и у термальных источников, выходов углеводородов и затонувших деревьев. Такие организмы вполне могли активно освоить новые хемосинтетические экосистемы после появления китов.

Количество изученных окаменелостей на останках древних китов пока невелико. Основные данные получены в работах, проведенных в Японии и у западного побережья США. Особенно ценным было бы обнаружение следов червей Osedax ввиду уникальной роли этих животных в становлении современных экосистем китовых останков. В связи с отсутствием у них скелета шансов найти их окаменелости мало, но в окаменелых скелетах можно было бы обнаружить проделанные Osedax ходы. В настоящее время поиском таких ходов занимаются многие исследовательские группы.

Географическое распределение

Osedax (от лат. «пожиратель костей»)Географическое распределение современных экосистем китовых останков также изучено плохо. До сих пор найдены лишь несколько китовых туш, а о таком богатом китами регионе, как Южный (Антарктический) океан, не известно с точки зрения данной проблемы практически ничего. Для того чтобы понять, есть ли эволюционная связь между экосистемами останков современных китов и древних пресмыкающихся, а также между этими экосистемами и другими подводными хемосинтетическими биоценозами, необходимы дальнейшие исследования — как биологические, так и палеонтологические.

Корневидные отростки «червей-зомби» — полихет рода Osedax (от лат. «пожиратель костей») — прорастают через кости погибших китов, медленно потребляя содержащиеся в этих костях питательные вещества. Такие черви, видимо, обитают только на китовых останках. Этот представитель вида Osedax frankpressi был извлечен из китовой кости, чтобы стали видны корневидные отростки (зеленые) и яичники (белые). Обычно над костью возвышается только его сантиметровое тело (розовое) и верхние отростки. К настоящему времени известны не менее пяти видов червей рода Osedax.

Osedax (от лат. «пожиратель костей»)
Останки этого десятиметрового серого кита, покоящиеся на глубине 2891 м в районе залива Монтерей (штат Калифорния), служат источником питания для целого биоценоза, в частности для морских огурцов Scotoplanes globosa (на дне) и полихет Osedax rubiplumus (на костях). Фотография (точнее, три фотографии, из которых был смонтирован обзорный снимок) была сделана в 2002 г. С тех пор некоторые кости уже полностью разрушились.
Osedax (от лат. «пожиратель костей»)

Предлагаем вам посмотреть другие статьи сайта:

OsedaxOsteopeltaProvannaкит

Понравилась статья - добавьте ее в ... ↓


Введите ваш E-mail для подписки на новые статьи от блога InWorldAnimal.ru:


4 комментария на “Жизнь китов после смерти”

  • Nina:

    Для меня самое удивительное — это, что киты относятся к млекопитающим. Ученые при изучении скелета кита обнаружили, что в скелете присутствуют зачатки конечностей. И это поразительно! Получается, что когда-то вот такая огромная махина имела лапы и передвигалась по берегу. Может, конечно, и не вертикально, а ползком, но это все равно очень удивительно!

  • Марта:

    Это все очень печально. Но мы должны понимать что против природы не попрешь, и лучше уж так, чем когда тебя гарпунами забивают охотники до самой смерти, ради жира. Вобще я люблю китов, всегда считала их мирными и безвредными…

  • vika:

    Очень интересная статья, прочитала с большим интересом и узнала много нового про китов. Не знала, что эти гигантские киты, после своей гибели оставляют после себя следы на несколько лет. Особенно меня поразили черви Osedax, впервые прочла о таком.

  • […] планктонов из воды. Также стоит отметить, что усатые киты являются самым крупным подотрядом китов. Что касаемо […]


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Для предотвращения автоматического заполнения, пожалуйста, выполните задание, приведенное ниже.WordPress CAPTCHA