Секс в океане или Тайна зарождения жизни
Важны и приливные течения, и геометрия самогоˊ устричного рифа, ведь устрицы полностью обездвижены и вынуждены всецело полагаться на водные потоки и при обмене биохимическими сообщениями, и при передаче гамет по цепочке между соседями. Наконец, устрицы предпочитают заниматься сексом строго в определенное время суток, а именно на закате или рассвете, когда боковое освещение мешает хищникам, способным пожрать их икру, как следует рассмотреть потенциальную добычу. Едва все необходимые и благоприятные факторы совпадут по времени, говорит Хардинг, устрицы приступают к делу.
«Когда реально начинается нерест, – рассказывает она, – то, я сама была тому свидетельницей, происходит нечто похожее на “волну”, которую запускают болельщики по периметру трибун стадиона. Одна группа устриц выпускает гаметы, сразу же следом за ней соседняя, затем следующая, и следующая, и так далее по цепочке».
У кораллов, вероятнее всего, время фактического запуска нереста также обусловливается генетическими факторами и плотностью колонии {239}, то есть происходит не без влияния соседних полипов, что помогает достигнуть полной синхронности выметывания гамет. Коралловые полипы, не следует об этом забывать, обладают еще и совершенно милой архаичной способностью размножаться, кроме того, почкованием, производя собственные полные генетические клоны, – и численность собственной колонии родители наращивают именно этим доисторическим способом. Изредка кусок кораллового рифа вместе с частью колонии откалывается и образует дочернюю колонию по соседству, причем генетически она оказывается идентичной части родительской колонии, оставшейся на месте раскола, а это уже весьма похоже на вегетативное размножение деревьев.
Генетические клоны, выметывающие гаметы в непосредственной близости друг от друга, синхронизуют нерест еще и на уровне единого генетического кода. Но этот механизм работает в пределах максимум нескольких метров, а на больших расстояниях фактор генетической идентичности роли играть уже не может, и полипы обеспечивают синхронизацию какими-то иными методами. Пока что никакого биохимического соединения-сигнализатора не найдено, но высока вероятность, что нерестящиеся полипы, подобно устрицам, испускают некие особые феромоны в адрес соседних колоний с целью синхронизации нереста. Тем более что подобные механизмы биохимической сигнализации обнаружены у других обездвиженных видов, включая морских ежей и абалонов.
Закат. Луна в нужной фазе. Вещества. Любовь с ближайшими соседями. Прямо Вудсток какой-то, можно подумать. Ничуть, конечно! Нерест кораллов – это не праздник свободного секса, а строго регламентированное репродуктивное мероприятие с казарменной дисциплиной. В отличие от устриц, которые могут себе позволить дымить гаметами хоть весь сезон размножения, кораллам на всё про всё отводится одна-единственная ночь, а в той ночи – единственная минута. Они не могут себе позволить ни пускать на морской ветер драгоценное семя, рискуя утопить его в синеве глубин, ни рисковать его скрещиванием с пометом другого вида. Безупречная, с минутной точностью пунктуальность для них воистину обязательна.
Как и достаточное число и плотность полипов. Тут-то мы и начали пускать под откос естественный процесс самовоспроизводства коралловых рифов. Поскольку полипы обездвижены, они не могут компенсировать падение популяции за счет уплотнения, как мобильные виды фауны. А с падением плотности коэффициент успешного оплодотворения падает не только по причине общего снижения численности вида, но и потому, что в разреженной популяции колониям не удается синхронизировать время нереста между собой.
Когда полипы на рифах вдобавок заболевают и начинают интенсивно вымирать, удар по коралловым колониям выходит вдвойне сокрушительным. А полипы в последнее время болеют и вымирают чуть ли не массово.
В глобальном масштабе экосистемы коралловых рифов вошли в число лидеров по степени серьезности угрозы их существованию: мы уже безвозвратно потеряли 10 % рифов, а в ближайшее десятилетие, как ожидается, лишимся 30 % колоний. В 2012 году в списке вымирающих и находящихся под угрозой вымирания видов значилось 66 коралловых полипов, включая всех звездчатых. На Большом барьерном рифе площадь кораллового покрова сократилась вдвое за последние 27 лет, а на Карибских рифах за то же время и вовсе сохранилось в среднем 15–20 % коралловых покровов.
Переход от живых коралловых рифов к руинам – зрелище не для слабонервных по его чудовищной контрастности. Оно сродни картинам останков древних цивилизаций с поглощенными джунглями, едва угадывающимися развалинами их храмов. Или даже скорее городскому пейзажу после 12-балльного землетрясения или коврового бомбометания. А ведь потеря коралловых рифов, как и уничтожение процветающего мегаполиса, больнее всего бьет по нам, людям, да-да! – прямо по нашим карманам и желудкам. Живые рифы давали работу и служили основным источником белковой пищи сотням миллионов жителей нашей планеты. В общемировом масштабе, с учетом доходов от туризма, продажи стройматериалов, рыболовства, получения сырья для фармацевтической промышленности и защиты береговой полосы, суммарный годовой оборот в различных отраслях, обеспечиваемый коралловыми рифами, оценивается в 375 миллиардов долларов {240}. Это, на минуточку, больше, чем ВВП, к примеру, Дании или Таиланда.
Все вышеперечисленные и многие другие виды человеческой деятельности без живых кораллов либо невозможны, либо бессмысленны. Ведь тропические океаны, где процветают коралловые рифы, – это же, на самом деле, подводный аналог земных пустынь. Вы не задумывались, отчего в тропиках всегда кристально чистая вода? Оттого, что в ней начисто отсутствует любая жизнь, кроме как на коралловых рифах. А сами кораллы там выживают благодаря удивительному симбиозу с зооксантеллами – одноклеточными водорослями, селящимися прямо в тканях кораллов и снабжающими полипов питательными продуктами фотосинтеза, являясь для них основным источником энергии. Кораллы, в свою очередь, скармливают зооксантеллам побочные продукты своей жизнедеятельности, которые те прекрасно усваивают, а заодно выполняют и функцию водоочистки. Это очень тесно связанная симбиотическая система, действующая по принципу безотходного пищевого производства по замкнутому циклу и обеспечивающая полипы необходимым запасом питательных веществ для строительства толстого известкового скелета и энергозатратного производства жирных гамет.
Именно за счет этого симбиоза кораллы и превращают пустыню тропических морей в цветущие оазисы жизни. Занимая по площади менее 0,1 % поверхности Мирового океана, экосистемы коралловых рифов служат домом примерно для 25 % известных науке видов морской фауны. По числу видов жизни на единицу площади с коралловыми рифами не сравнится ни одна другая гидробиологическая экосистема. Всё это привлекает туристов, рыбаков, а теперь и гигантов фармацевтической промышленности, до которых лишь в последние годы стало доходить, сколь велико и неисчерпаемо разнообразие щедрых биохимических ресурсов, производимых обитающими на рифах живыми организмами, включая многие незаменимые компоненты лекарств, останавливающих развитие злокачественных опухолей.
Все эти полезности и ресурсы всецело зависят от здоровья полипов – строителей рифов. А о каком здоровье колонии может идти речь, если лишить коралловые полипы возможности успешно размножаться?
Подчеркнем: почкование – не заменитель полового размножения. Да, по временам способность к клонированию помогает колониям разрастаться и даже создавать дочерние путем бесполого вегетативного размножения, но колонии-клоны часто подвержены болезням, уязвимы перед лицом хищников и неконкурентоспособны. Риф, полный клонированных особей, – катастрофа с точки зрения долгосрочного выживания. Здоровая колония, напротив, нуждается в постоянном притоке генов извне и их перемешивании. Таким образом, сколько ни почкуйся, шансов на выживание у крайне малочисленных локализованных колоний и их клонов мало. А что требуется для поддержания на должном уровне генетического разнообразия? Правильно, секс. Садитесь: пять!