Описывая разнообразные формы коралловых колоний, мы по традиции сравнивали их с похожими наземными растениями. Возможно, читателям, знакомым с кораллами по собственному опыту, наше описание покажется слишком упрощенным и искусственным. Действительно, внешняя аналогия между кораллами и растениями весьма и весьма приблизительна. Однако нам думается, что в онисанни она все же может оказаться полезной для тех, кто никогда не видел этих своеобразных животных в живом состоянии.
При всем разнообразии кораллов полипы, из которых слагаются колонии, устроены однотипно. Это крошечный, размером в 1–1,5 мм, живой комочек протоплазмы, но со сложным внутренним устройством. Сидит он в известковой ячейке и напоминает маленькую актинию. В центре его помещается рот, окруженный одним или несколькими венчиками щупалец. Рот переходит в глотку, которая открывается в кишечную полость. Один из краев рта и глотка покрыты крупными ресничками, которые гонят воду внутрь полости, Последняя поделена неполными перегородками (септами) на камеры. Число перегородок бывает довольно большим, но равно числу щупалец и у шестилучевых кораллов кратно шести. На септах тоже сидят реснички, и они тоже постоянно движутся, только гонят воду в обратном направлении — из кишечной полости наружу. Рот одновременно служит и для удаления непереваренных частиц пищи, так как отдельного анального отверстия у коралловых полипов нет.
Скелет у мадрепоровых кораллов развит особенно сильно и достигает большой сложности. Его строят клетки наружного слоя (эктодермы) полипа. Сначала он похож на пластинку или низкую чашечку, в которой сидит сам полип. Затем, по мере разрастания и образования радиальных перегородок, живой организм оказывается как бы насаженным на свой скелет, который снизу глубоко вдается в его тело. Колонии образуются при бесполом размножении в результате не доведенного до конца почкования. Но у кораллов существует и половое размножение (полипы раздельнополы). При этом из оплодотворенного яйца развивается активно плавающая личинка, которая по прошествии нескольких дней оседает на дно и дает начало новой колонии.
У некоторых кораллов в ячейке сидит не один, а два или три полипа. При этом ячейка вытягивается, становясь похожей на ладью, а рты располагаются в один ряд, окруженный общим венчиком щупалец. У других видов в одном известковом домике сидят уже десятки полипов. Они объединены друг с другом настолько тесно, что все их действия и «побуждения» становятся коллективными. Они вместе охотятся, вместе питаются, вместе «отдыхают». Их рты представляют собой единую щель. Наконец, у кораллов из рода меандрин все полипы сливаются воедино. Колония приобретает вид полушария, покрытого многочисленными извилистыми бороздами. Это уже знакомые нам кораллы-мозговики. Борозды образованы у них сплошными ротовыми щелями, обсаженными рядами щупалец. В этом случае границы между отдельными полипами установить вообще невозможно: вся колония превратилась в единый организм.
При своих миниатюрных размерах кораллы растут довольно быстро. Ветвистые формы при благоприятных условиях наращивают за год ветви длиной 20–30 см. Массивные колонии, естественно, растут медленнее. Поритес, например, увеличивается за год на 3–4 см, а мозговики — только на 1–2 см. В способности к регенерации кораллы не отстают от гидры. Из их крошечных обломков вырастают большие новые колонии. Верхушки кораллов, достигнув уровня отлива, останавливаются в росте и в конце концов отмирают, колония же продолжает расти с боков.
На зрелых рифах именно на краю, под ударами волн, колония и совершает свой самый активный рост. И не только потому, что силы созидания утверждают здесь свое торжество над силами разрушения. Каждая новая волна несет с собой из открытого моря пищу и много кислорода, столь необходимые полипам, а движение воды очищает их от ненужных продуктов и производит живительный массаж. На краю нет и такой тесноты, как в центре рифа. Расти себе в море, коль не страшишься риска рано или поздно погибнуть под натиском разбушевавшейся стихии. И кораллы идут на этот риск. Такова уж диалектика жизни.
Одна из интереснейших и до сих пор не разгаданных тайн кораллов состоит в том, что эти во всех отношениях солнцелюбивые животные в своем росте, как это ни странно, подчиняются власти… луны. Наращивание скелета идет у них концентрическими слоями, следуя ритму смены лунных фаз. И, судя по данным геологии, таинственная связь с луной установилась у них очень давно. Она оказалась настолько надежной, что сопоставление данных о характере роста современных кораллов с данными о росте в прошлые геологические эпохи, которые дает палеонтология, позволяет судить о том, насколько изменилась за это время продолжительность лунного месяца. Скорее всего связь с луной проявляется у кораллов через ритм высоких приливов и низких отливов.
Чтобы узнать, как быстро растут кораллы, вовсе не обязательно проводить специальные наблюдения. Дело в том, что любой предмет, тем или иным путем очутившийся под водой в зоне жизни кораллов, непременно ими обрастает. Эти сидячие животные используют его просто как удобное место, на котором можно обосноваться: ведь дно и береговые уступы давно заняты их старшими собратьями. Ну а в море всегда можно найти достаточно предметов (в том числе изготовленных человеческими руками), о которых точно известно, когда именно они там оказались. Так, когда на острове Парасель, расположенном в Южно-Китайском море, производили взрывы в целях изысканий, нашли монеты, отчеканенные в 1410 году. Они были глубоко вмурованы в коралловый полипняк. На камнях, выброшенных пз кратера вулкана Кракатау и упавших в море при извержении в 1883 году, уже через два года образовалась известковая корка в 10 см толщиной.
Но проще всего судить о росте кораллов по облику затонувших кораблей. Жак Ив Кусто отмечает, что кораллы обживают их с неимоверной быстротой, набрасываясь без разбора на дерево, металл, стекло, на снасти, пушки, ядра, драгоценности, погребая все под своим плотным панцирем. Одну из экспедиций на рифы Карибского моря Кусто с увлечением описал в книге «Затонувшие сокровища». На некоторых из этих рифов в свое время нашли погибель десятки парусных судов, переполненных серебром и золотом, которые испанские завоеватели вывозили из Нового Света. Не случайно эти роковые места назвали Серебряной банкой.
Обломки кораблей, одетые кораллами, моллюсками, мшанками и другими морскими обитателями, производят жутковатое впечатление сочетанием живой плоти и мертвого металла. К тому же обилие самых разнообразных рыб, находящих здесь убежище, усиливает ощущение безучастности населения этих цветущих оазисов к человеческим драмам. Поистине погибшие корабли обретают под водой новую жизнь… Одновременно они как бы предостерегают тех, что плавают там, на поверхности: «Будьте осторожны, капитаны и лоцманы! Лучше держитесь от кораллов подальше. В одиночку они слабы и ничтожны, но сообща грозны и неприступны, как гранитные утесы. Будьте внимательны и вы, мужественные исследователи рифов, когда ищете узкий фарватер в их манящих лабиринтах!»
Чтобы коралловые полипы могли нормально расти и возводить рифы, им необходимы определенные и строго постоянные условия. Эти неутомимые строители — большие консерваторы, но их консерватизм сродни изнеженности орхидей. Малейшие отклонения в температуре, солености, прозрачности воды оборачиваются для них гибелью.
Кораллы не переносят падения температуры воды ниже 20,5 градуса Цельсия. Гранины их распространения в тропических водах почти полностью совпадают с годовыми изотермами плюс 20 градусов. Местами зона обитания кораллов сильно расширяется, выходя за пределы экваториального пояса, а местами сильно сужается. На меридиане западного побережья Южной Америки она даже целиком переходит в более теплое северное полушарие. Эта прихотливость очертаний коралловых «владений» связана в основном с размещением в океане теплых и холодных течений. В мелких, хорошо прогреваемых лагунах они выносят предельный нагрев воды до 35 градусов.
Очень чувствительны кораллы и к изменениям солености воды. Нижний предел солёности составляет для них около 35 промилле. Если некоторое повышение содержания солей они переносят совершенно безболезненно (в Красном море они отлично развиваются при солености 38–40 промилле), то даже кратковременное опреснение оказывает на них самое пагубное воздействие. Массовая гибель кораллов из-за сильных ливней в момент отлива неоднократно отмечалась на рифах к востоку от Австралии. После таких дождей большие участки колоний надолго остаются безжизненными. Дотоле населявшая их богатая фауна погибает или уходит в другие места. Из-за сильного опреснения рифы не развиваются и там, где в море впадают крупные реки.
Проникновению рифообразующих кораллов в глубь водяной толщи препятствуют недостаток света и отчасти падение температуры. Нижний предел распространения кораллов целиком зависит от их симбионтов — зооксантелл, которые на глубине свыше 50 м уже не способны к эффективному фотосинтезу: для его нормального протекания там слишком мало света.
Непременное требование кораллов — чистота и прозрачность вод. Это отнюдь не прихоть. Мелкий песок, ил и другие взвешенные в воде частички, оседая на полипах, закупоривают их глотку, затрудняют работу ресничек и в результате нарушают нормальный ток воды через кишечную полость. При продолжающемся оседании посторонних частиц полипы оказываются не в состоянии от них освободиться, обмен веществ у них затрудняется, и они погибают. Кроме того, мутная вода задерживает больше света и тем замедляет рост. Очень важно для них и достаточное содержание в воде кислорода. Вот до чего капризны эти создания!
Жизнь коралловых полипов — пример удивительно гармоничного эндосимбиоза. Едва молодой полип начнет извлекать из воды карбонат кальция и строить из него свой скелет-домик, как к нему присоединяются добровольные помощники — те самые зооксантеллы, которые сожительствуют с тридакной и червем конволютой. Они-то и окрашивают живые ткани полипов в зеленоватый и желтоватый цвет. Не так давно американские экологи X. и О. Одум установили, что в симбиозе с мадрепоровыми кораллами кроме зооксантелл живут еще и зеленые нитчатые водоросли, поселяющиеся в порах известкового скелета. Если подсчитать массу всех водорослей-симбионтов и сравнить ее с массой тела самих полипов, то окажется, что растительной протоплазмы в кораллах втрое больше, чем животной. Кораллы буквально начинены водорослями, которые образуют с ними сложный физиологический комплекс.
До 50-х годов нашего века большинство биологов были склонны считать, что коралловые полипы — строгие вегетарианцы. Полагали, что они питаются микроскопическими водорослями фитопланктона, а в случае нужды могут переваривать и своих симбионтов. Это ошибочное представление опроверг английский зоолог Морис Йонг. Он неопровержимо доказал, что коралловые полипы, как и подобает кишечнополостным, — настоящие плотоядные животные. Они питаются зоопланктоном и совершенно не способны усваивать растительную пищу. Йонг показал опытным путем, что даже при неблагоприятных условиях — голодании, нехватке кислорода, понижении температуры — зооксантеллы совершенно не усваиваются полипами, хотя и попадают в их кишечную полость. В случае серьезного заболевания полипа (а кораллы болеют, подобно всем живым существам) зооксантеллы погибают и сначала выталкиваются в кишечную полость, а затем выводятся наружу.
Если поместить колонию кораллов в темноту, ее зооксантеллы также погибнут. Что касается кораллов, то одни виды останутся в живых и будут продолжать нормально развиваться, другие окажутся в угнетенном состоянии, третьи отомрут. Пожалуй, крайний пример зависимости от эндосимбионтов подают кораллы альционарии. Они нацело утратили способность питаться самостоятельно, а на животную пишу вообще не реагируют. У них даже редуцировались некоторые участки пищеварительной полости.
При разнообразии реакций на потерю симбионтов все три группы сходны в одном: они утрачивают при этом «профессию» каменщиков, способность строить рифы. Факты такой «дисквалификации» кораллов побудили исследователей искать разгадку таинственной связи между жизнедеятельностью симбионтов и накоплением извести их хозяевами.