Мы видели, что уже низшие животные способны обуздывать плодовитость своих постояльцев и в идеале синхронизировать их размножение со своим собственным. Какая-нибудь крошечная одноклеточная парамеция уже в состоянии задать симбиотической хлорелле и частичкам каина выгодный для себя темп размножения.

В живой природе действует много общих законов и принципов. Можно думать, что и принцип, лежащий в основе регуляции эндо-симбионтов и паразитов, един для низших и высших животных и для самого человека. Разгадать же его у просто организованных форм, наверное, легче. Когда это будет сделано, появятся новые возможности борьбы с болезнями и вредителями сельского хозяйства.

Даже паразиты косвенно могут сослужить человеку добрую службу. В 1934 году зоолог Ч. Везенберг-Лунд, работавший в Дании, напал на необычно крупных прудовиков (одна из самых распространенных форм пресноводных моллюсков). Поначалу ученый подумал, что перед ним новая, еще никем не описанная разновидность, но, произведя вскрытие животных, обнаружил, что все они обильно заражены личинками плоских червей — трематод. Паразиты и были виновниками больших размеров моллюсков.

С того времени, как впервые стал известен подобный факт, явление увеличения размеров тела под влиянием паразитов (его назвали гигантизмом) обнаружили у многих других животных. Крысы, кровь которых была заражена трипанозомой Леви, достигали размеров крупной кошки; мыши и хомяки, пораженные личинками одного из ленточных червей, вместо того чтобы худеть, сильно жирели. В ряде случаев даже ягнята от присутствия нематод быстрее прибавляли в весе. Вот вам и истощение паразитом своей жертвы! Нечто сходное открыли и у растений.

Перспективы возможного хозяйственного использования этих неожиданных способностей некоторых паразитов ясны без пояснений. Если бы, скажем, удалось сыскать подходящего паразита, безвредного для человека, и ввести его, скажем, бычкам или свиньям, то мы получили бы лишние тонны мяса. На Западе попытки подобного рода уже делаются по отношению к устрицам.

Однако для достижения желанной цели вовсе нет необходимости заражать животных самими паразитами. Достаточно выделить из них вещество, побуждающее к сильному росту, и впрыснуть его соответствующим восприимчивым "хозяевам". А еще лучше точно установить его химическую природу и научиться синтезировать промышленным способом. Этим ученые сейчас и занимаются.

Чтобы определить точно, сколько животные и растения наращивают живого вещества (биомассы), экологи ввели понятие продуктивности. Измеряют ее величиной биомассы, производимой на единицу площади, занятой изучаемым видом, за сутки или за год. Если от этой общей величины отнять биомассу, которую организмы тратят на дыхание (т. е. на поддержание своей жизни), то как раз и получится чистый прирост живого вещества, или чистая продуктивность. Этим показателем пользуются для сравнения возможностей разных организмов и целых сообществ. (Оперируя этим понятием, мы ради краткости пустим определение "чистая".)

Экологи ориентировочно подсчитали среднюю продуктивность разных сообществ и отдельных сельскохозяйственных культур под разными широтами и в разных районах земного шара. И вот оказалось, что первые места по продуктивности в морской среде заняли коралловые рифы, а на суше — вечнозеленые тропические леса. То есть биологические сообщества, всеми делами которых заправляют симбиозы!

В нашей стране нет ни тех, ни других. Казалось бы, стоит ли нам тогда ими заниматься? Но советские научно-исследовательские суда все чаще направляются в Карибское море, в Тихий и Индийский океаны, к царству коралловых рифов. И влечет их туда вовсе не праздный интерес к экзотике. Настойчиво изучая живое население рифов, совершающиеся в коралловых сообществах обменные процессы, ученые стремятся найти разгадку их необычайной продуктивности. Когда она будет найдена, принципы, "работающие" на благо кораллового сообщества, возможно, удастся с успехом применить для освоения ресурсов Мирового океана и их непрерывного возобновления. Такова главная проблема, поставленная перед людьми этим замечательным творением природы.

Поражает то, что, будучи одним из самых продуктивных биологических сообществ на нашей планете, коралловые рифы омываются самыми бесплодными водами (некоторые экологи подсчитали, что по продуктивности первые превосходят вторые в 120 раз!). Живые рифы — это цветущие оазисы в соленой морской пустыне.

Первооснова продуктивности водных сообществ — мириады микроскопических водорослей-фотосинтетиков, составляющих фитопланктон. Их развитие зависит от света и растворенных в воде солей азота и фосфора (так называемых биогенов). Те же потребности и у симбиотических водорослей кораллов. Света в тропиках избыток, а вот биогенов практически нет. Без биогенов же никакие водоросли не могут строить органическое вещество, а следовательно, кормить кораллы и население рифа. Этот факт и пробудил у некоторых ученых сомнение в том, что высокая продуктивность кораллового сообщества всецело зависит от фотосинтеза зооксантелл.

С другой стороны, остается непреложной истиной, что риф постоянно и щедро отдает органику и биогенные соли многочисленным потребителям. Сколько организмов всевозможных размеров и рангов трудится денно и нощно над его разрушением! Какое обилие морских птиц кормится за счет его обитателей! Рифы — один из главных источников существования и для местного населения. Кажется, что неустанный прилив бесплодных вод тоже способен только отпять накопленное ими богатство. Какие же материальные силы его пополняют? Наука еще не в состоянии дать окончательный ответ на этот вопрос. Однако кое-что уже проясняется.

Не так давно на атоллах Тихого океана довелось побывать советскому экологу 10. И. Сорокину. Его поразила на рифах необычайная плотность и активность бактерий. Они в массе скапливаются на пористых скелетах кораллов и на мертвой органике. Одновременно это натолкнуло исследователя на мысль, что именно бактерии могут быть первоосновой, на которой зиждется благополучие всего сообщества. Чтобы убедиться в этом, он тут же приступил к опытам, в которых благодаря применению радиоактивного углерода С¹⁴ мог точно определять, какую массу бактерий съедали кораллы.

Бактерии действительно оказались в рядах главных созидателей живого вещества. Выяснилось, что они извлекают биогены не из солей, а из растворенных в морской воде органических веществ, которые оседают на губчатых поверхностях мертвых кораллов. Бактериями питаются зоопланктон и сами кораллы. Благодаря своему мощному ресничному аппарату кораллы и прочие животные способны отфильтровывать даже единичные клетки бактерий. Переваривая их, они выделяют минеральные продукты обмена, в том числе азот и фосфор, которые сразу используются фитопланктоном. Теперь колесо жизни запущено: одни организмы, поедая других или вступая с ними в кооперацию, получают от них все необходимое.

Итак, у кораллов открыто три способа питания: хищничество, симбиотический фотосинтез и фильтрация. Это и позволяет им при скудных ресурсах среды использовать для поддержания жизни фактически любые доступные источники энергии. Кроме того, они умеют по-настоящему "дорожить" тем, чего мало. Биогенные элементы, однажды усвоенные полипом, попадают в замкнутый круговорот между кораллами и их водорослями и теперь будут ими многократно использованы. Оттого, что между симбионтами нет никаких посредников, круговорот всех прочих веществ пойдет быстрее.

Мы убеждаемся таким образом, сколько поучительного можно узнать у этих экзотических созданий, как много ценных мыслей могут они подсказать в деле рационального использования ресурсов нашего оскудевающего мира.

Схема круговорота веществ на коралловых рифах.

Три способа питания коралловых полипов: I — хищничество, II — симбиотический фотосинтез, III — фильтрация. Главные потребители коралловых полипов: 1 — рыба-попугай, 2 — морская звезда. Животные-санитары: 3 — рыба-бабочка, 4 — креветка. 5 — бактерии

На суше к самым продуктивным сообществам относятся дождевые тропические леса. В среднем они производят вдвое больше органического вещества, чем леса умеренного пояса и обычные сельскохозяйственные культуры. Одна из причин такого преимущества очевидна: в тропиках не бывает зимы и деревья могут расти круглый год, оставаясь в зеленом наряде. Однако при сравнении тропических лесов с нашими листопадными лесами и в летнюю пору преимущество все равно остается на стороне джунглей. Оказывается, и здесь на высокую продуктивность "работают" те же принципы, что в коралловом сообществе.

Почвы тропических лесов бедны перегноем. В отличие от нашей средней полосы большая часть питательных органических (и минеральных) веществ находится здесь не в почве, а в самой растительности. Как же возвращаются они из отмершей древесины в ткани живых растений, минуя почвенную стадию минерализации?