Чтоб не тянуть, «тайная миссия» кашалотов, – но также и других видов китообразных, хотя в меньшей степени, – заключается в замыкании круговорота веществ в верхнем 200-метровом ярусе океана, – там где света достаточно для фотосинтеза. Это архиважная миссия, ибо именно в приповерхностных водах продуцируется первичная биомасса. «Тайной» же она оказывается, не потому что кем-то и от кого-то скрывается. Просто об этом редко говорят. Вообще не видел, чтобы круговорот веществ, если только речь не об углекислом газе в контексте проблемы глобального потепления, обсуждался на популярном уровне за пределами моего канала. Так что, не удивительно, что о подвигах кашалотов вспомнили у меня же, – в комментариях к статье о нетривиальных фактах, с этими китами связанных.
...Подвиг же заключается в том, что кашалоты в своих желудках неутомимо таскают с глубин в одну-две тысячи метров вверх дефицитные микроэлементы – фосфор и азот. Это удобрения, без которых в самом буквальном смысле нет жизни. Ибо одноклеточные водоросли, служащие пищей планктону, не размножаются.
С этой точки зрения образ жизни кашалотов, – а они питаются глубоководными кальмарами (не только гигантскими) – рассматривается и оценивается редко, так как само по себе существование проблемы, решаемой благодаря кашалотам, отнюдь не очевидно. На суше-то необходимость в вертикальных перемещениях ключевых элементов отсутствует… Да и странно, если б таковая была, учитывая, сухопутная жизнь «плоская». Только в море обитаемой является не площадь, а объём.
В объёме же есть верх и низ, а значит и разница в условиях по вертикали. Один аспект был упомянут выше, – сверху в море, быстро поглощаясь с глубиной, проникает свет. Поглощаясь же свет предсказуемо воду нагревает. Плюс, сверху же океан пополняется дистиллированной дождевой, талой и пресной речной водой, так что температура приповерхностных слоёв оказывается выше, а солёность ниже. В результате на глубине 200-300 метров образуется термо- и хемоклин. Верхняя «лёгкая» вода не смешивается с более плотной нижней. И это очень плохо для жизни.
Плохо, потому что кислород, выделяясь при фотосинтезе у поверхности, не может попасть в глубины. С другой стороны и углекислый газ, образующийся при разложении органики в придонных слоях, «всплывать» не склонен. Он тяжелее воды. Однако главная засада, всё-таки, не в газах, а в микроэлементах. Производящаяся в зоне фотосинтеза органика отмирает, тонет – и проваливается сквозь барьер хемоклина, труднопреодолимый, в принципе, только для молекул. Проваливается не сразу, накапливаясь на невидимой границе – «ложном дне» – гниющая органика слипается в хлопья, именуемые «глубинным снегом», но не суть. Суть в том, что она всё равно тонет.
Вместе же с органикой из освещённой зоны удаляются входящие в её состав фосфор и биодоступный азот. Последнее надо подчеркнуть, газообразный атмосферный азот даром никому в море не нужен, – связывать его научились только некоторые «сухопутные» бактерии. Водорослям же требуется азот в форме растворимых соединений. И эти соединения, как и содержащие фосфор, все тяжелее воды. Отправившись на дно вместе с отходом жизнедеятельности, фосфор и азот никогда уже в зону фотосинтеза не вернутся… Сами по себе, во всяком случае.
Незамкнутость круговорота веществ не просто проблема, а проблема критичная. В океане она смягчается над небольшими глубинами, где фосфору некуда «тонуть». Как следствие, на шельфе интенсивность синтеза первичной биомассы (на единицу площади) такова же, как в лучших сухопутных угодьях. За пределами же шельфа спасти ситуацию могут только вертикальные течения, возникающие в условиях, когда контактирующая со льдами вода у поверхности оказывается холоднее и тяжелее глубинной, – этим объясняется обилие жизни как в северных (но они ещё и мелкие), так и в южных, окружающих Антарктиду морях… В прочих же случаях на единицу площади океана биомасса оказывается не большей, чем в пустыне Сахара… Но всё это банально. Правильный вопрос, а почему фотосинтез в открытом океане вообще возможен?
По логике, постоянные потери микроэлементов должны привести к тому, что их концентрация упадёт почти до нуля. Поняв, что собирать новые молекулы ДНК им не из чего, одноклеточные водоросли переходят в форму спор. И тоже тонут, унося на дно остатки фосфора. Теоретически, запасы микроэлементов в океане пополняются растворяющими горные породы на континентах реками, но где реки, а открытый океан? Таким образом удобряется только шельф. Вдали от берегов рассчитывать можно лишь на пыль, – причём преимущественно космическую. В ней есть всё, но пылинки, отдав по пути лишь малую часть растворимых веществ, тоже тонут.
Жизнь есть постольку, поскольку в океане живут киты. Нажравшись кальмаров ниже ложного дна, они удобряют поверхностные воды своим помётом… И таким образом поддерживают поголовье кальмаров. Вошедший в состав чьих-то клеток фосфор по пути вниз много раз переходит в состав отходов жизнедеятельности, клеток перерабатывающих эти отходы редуцентов, планктона питающегося бактериями, иерархически пожирающих друг-друга кальмаров и рыб, – всё это прокручивается множество раз, в основном уже в слоях, куда свет не проникает… И тут прибегает кашалот, догоняет фосфор (внутри кальмара), и снова тащит его наверх, перезапуская механизм.
...Кстати недавние наблюдения показали, что снижение поголовья даже не ныряющих глубоко усатых китов приводит к падению продуктивности моря, – одноклеточных водорослей и криля становится меньше. Поедая криль, – а это настолько успешная форма жизни, что никто более с задачей не справляется, – усатые киты, хоть и не поднимают, но эффективно задерживают фосфор у поверхности, позволяя круговороту прокручиваться там, куда проникают лучи света.
И следующий правильный вопрос, – а как всё это работало до китов?.. Никак не работало. Китообразные – первая на планете форма жизни, которой по силам вертикальные миграции такого размаха. До них море над большими глубинами, как соответственно и сами глубины, оставались почти безжизненными. Кроме, разумеется, упомянутых выше случаев появления вертикальных течений. Но в мезозое и даже палеогене, когда не было ещё годных китов, на планете отсутствовали и ледники.