Широтные зоны океана
Особенно ярко выступают различия между широтными зонами океана по качественному разнообразию флоры и фауны. В море Лаптевых обитает около 400 разных видов животных, в Карском море около 1 200, в Баренцевом немногим менее 2 000, у берегов Англии около 3 000, в Средиземном море не менее 7 000, а в водах Индо-Малайского архипелага около 40 000 видов. Против моря Лаптевых получается увеличение в 100 раз, однако удобнее начать счёт с Баренцова моря, так как в Карском море и море Лаптевых суровый ледовый режим, значительное опреснение, зимняя ночь создают особо неблагоприятные условия жизни. По сравнению с Баренцевым морем фауна Индо-Малайского архипелага богаче в 20 раз. Примерно такие же изменения претерпевает и флора (табл. 13).
Флора макрофитов Малайского архипелага оказывается в 16 раз богаче, чем в Беринговом проливе, и в 14 раз богаче антарктической. Чем же следует объяснить бедность холодноводных флоры и фауны? Может быть, это следует считать результатом большей молодости холодноводной фауны? Или, может быть, процесс видообразования идёт быстрее в тёплых экваториальных водах, нежели в холодных? Однако можно думать, что основная причина не заключается ни в том, ни в другом.
Тепловодная зона гораздо обширнее, чем холодноводные. Это получается, во-первых, вследствие шарообразной формы Земли, а во-вторых, вследствие большей изрезанности береговой линии и массы островных архипелагов в экваториальном поясе. Если мы возьмём длину береговой линии и сравним её в тепловодной и холодноводной зонах, то получится разница в 10–12 раз в пользу первой. Вот этим биотопическим разнообразием и следует объяснять прежде всего качественное разнообразие тепловодной фауны — чем больше и разнообразнее среда обитания, тем более разнообразное население возникает в ней, в результате длительного эволюционного процесса.
Вместе с тем нельзя отрицать и определённого влияния на процесс видообразования более высокой температуры тёплых зон земного шара. Не только для морской, но и для наземной фауны и флоры характерно большее видовое разнообразие в экваториальной зоне.
С другой стороны, нет достаточных оснований считать холодноводную фауну молодой — её возникновение следует относить к самым древним эпохам геологического времени.
Смена флоры и фауны, наблюдаемая при переходе из холодных зон океана в тёплые, заключается не только в возрастании качественного разнообразия. Происходит смена некоторых больших систематических групп. В холодных и умеренных морях обоих полушарий массовое развитие имеют бурые водоросли отряда ламинариевых и семейства фукусов, в тропической области они исчезают, и им на смену появляются столь же массовые представители семейства саргассовых. Ограничены холодными и умеренными зонами океана и такие группы, как тресковые и лососёвые рыбы, тюлени и многие другие.
Уже около 70 лет назад биологами было замечено, что густота планктона весьма различна в разных частях океана. В настоящее время распределение плотности океанического планктона изучено довольно хорошо. Оказывается, что при продвижении из полярных областей к экватору мы можем наблюдать следующие изменения в обилии планктона (рис. 72). Приполярные области, вследствие длительно существующего ледяного покрова, всегда очень низкой температуры, неблагоприятного светового режима, малого количества питательных веществ и слабой вертикальной циркуляции (в области Арктики), не способствуют пышному развитию жизни — это зоны депрессии.
От обеих полярных зон в сторону экватора располагаются южная и северная зоны обильного развития жизни, при наиболее благоприятных условиях пищевого режима и отсутствии тормозящих моментов.
Вся экваториальная полоса, имеющая ширину около 80°, вследствие ограниченной вертикальной циркуляции неблагоприятна для развития мощной пелагической жизни. Только у самого экватора, по обе его стороны, по краям экваториального противотечения, в узких зонах дивергенции 1 вспыхивает более напряжённая жизнь. Очень показательны в этом отношении уже упоминавшиеся нами массовые миграции наиболее подвижных элементов населения пелагиали (рыбы, млекопитающие и др.) в тёплое время года в политрофные зоны из тепловодной олиготрофной 2 и обратное возвращение с наступлением зимнего похолодания в исходную зону, где обычно и происходит размножение. Таким образом, подвижные организмы используют выгодные стороны существования в обеих зонах — в одной происходит размножение и развитие ранних стадий, в другой — откорм и жирение (рис. 72).
Изменение температуры океана при продвижении в меридиональном направлении определяет и интенсивность процесса продуцирования. Как общее правило, в тёплых водах организмы быстро растут и рано приступают к размножению, в холодных — живут долго, растут медленно и размножаются поздно. Иначе говоря, урожайность (плодородие) в тёплых водах относительно выше, чем в холодных.
Сопоставление биомассы и продукции на разных широтах показывает, что на одном и том же исходном количестве организмов в тёплых морях получится гораздо больший урожай, чем в холодных (рис. 73).
Не только распределение плотности планктона, но и характер его годового цикла, как показал В. Богоров, зависят от широты места и дают симметричный характер в разных широтных зонах по обе стороны от экватора. В тепловодной зоне период усиленного развития планктона один в течение года, но очень растянут (моноциклический тип). Такой же моноциклический тип развития планктона в полярных морях. Что же касается умеренных зон обоих полушарий, то для них характерен дициклический тип развития планктона с двумя максимумами — весеннелетним и осенним (рис. 74).
Очень типична для пелагиали северной Атлантики довольно простая схема пищевых связей. Одноклеточные растения и животные служат пищей мелким ракообразным планктона (Copepoda), а частично и более крупным ракообразным (Euphausiacea). Эти последние в свою очередь поедаются мелкой рыбой, следующая ступень — крупная рыба, китообразные и птицы. Совершенно сходны пищевые взаимоотношения и в умеренных зонах южного полушария.
Можно сравнить, например, питание североатлантической трески и южнотихоокеанского плоскоголовика (Neoplatycephalus) — двух рыб, служащих объектами тралового промысла в этих удалённых друг от друга промысловых районах в двух разных полушариях. Треска и плоскоголовик относятся к различным подотрядам рыб. Детальный анализ пищевых связей обеих рыб показывает замечательное сходство, причём отдельные компоненты в таксономическом отношении разные, а иногда относятся к совершенно разным систематическим группам, — нет ни одной общей формы, но характер пищевых связей совершенно один и тот же. Употребляя образное выражение, можно сказать, что актёры все разные, а пьеса одна и та же (рис. 75).
| Район | Количество видов | |||
|---|---|---|---|---|
| зелёные | бурые | красные | всего | |
| Берингов пролив | 6 | 25 | 23 | 54 |
| Командорские о-ва | 36 | 46 | 89 | 171 |
| Японские о-ва | 37 | 57 | 118 | 222 |
| Монтерей (Калифорния) | 49 | 87 | 254 | 390 |
| Малайский архипелаг | 203 | 153 | 504 | 860 |
| Новая Зеландия | 24 | 88 | 390 | 5б2 |
| Южная часть Южной Америки | 53 | 75 | 181 | 309 |
| Воды Антарктики | 10 | 13 | 40 | 63 |
Флора макрофитов Малайского архипелага оказывается в 16 раз богаче, чем в Беринговом проливе, и в 14 раз богаче антарктической. Чем же следует объяснить бедность холодноводных флоры и фауны? Может быть, это следует считать результатом большей молодости холодноводной фауны? Или, может быть, процесс видообразования идёт быстрее в тёплых экваториальных водах, нежели в холодных? Однако можно думать, что основная причина не заключается ни в том, ни в другом.
Тепловодная зона гораздо обширнее, чем холодноводные. Это получается, во-первых, вследствие шарообразной формы Земли, а во-вторых, вследствие большей изрезанности береговой линии и массы островных архипелагов в экваториальном поясе. Если мы возьмём длину береговой линии и сравним её в тепловодной и холодноводной зонах, то получится разница в 10–12 раз в пользу первой. Вот этим биотопическим разнообразием и следует объяснять прежде всего качественное разнообразие тепловодной фауны — чем больше и разнообразнее среда обитания, тем более разнообразное население возникает в ней, в результате длительного эволюционного процесса.
Вместе с тем нельзя отрицать и определённого влияния на процесс видообразования более высокой температуры тёплых зон земного шара. Не только для морской, но и для наземной фауны и флоры характерно большее видовое разнообразие в экваториальной зоне.
С другой стороны, нет достаточных оснований считать холодноводную фауну молодой — её возникновение следует относить к самым древним эпохам геологического времени.
Смена флоры и фауны, наблюдаемая при переходе из холодных зон океана в тёплые, заключается не только в возрастании качественного разнообразия. Происходит смена некоторых больших систематических групп. В холодных и умеренных морях обоих полушарий массовое развитие имеют бурые водоросли отряда ламинариевых и семейства фукусов, в тропической области они исчезают, и им на смену появляются столь же массовые представители семейства саргассовых. Ограничены холодными и умеренными зонами океана и такие группы, как тресковые и лососёвые рыбы, тюлени и многие другие.
Уже около 70 лет назад биологами было замечено, что густота планктона весьма различна в разных частях океана. В настоящее время распределение плотности океанического планктона изучено довольно хорошо. Оказывается, что при продвижении из полярных областей к экватору мы можем наблюдать следующие изменения в обилии планктона (рис. 72). Приполярные области, вследствие длительно существующего ледяного покрова, всегда очень низкой температуры, неблагоприятного светового режима, малого количества питательных веществ и слабой вертикальной циркуляции (в области Арктики), не способствуют пышному развитию жизни — это зоны депрессии.
Рисунок 72. Изменения в плотности планктона на меридиональном разрезе вдоль океана.
От обеих полярных зон в сторону экватора располагаются южная и северная зоны обильного развития жизни, при наиболее благоприятных условиях пищевого режима и отсутствии тормозящих моментов.
Вся экваториальная полоса, имеющая ширину около 80°, вследствие ограниченной вертикальной циркуляции неблагоприятна для развития мощной пелагической жизни. Только у самого экватора, по обе его стороны, по краям экваториального противотечения, в узких зонах дивергенции 1 вспыхивает более напряжённая жизнь. Очень показательны в этом отношении уже упоминавшиеся нами массовые миграции наиболее подвижных элементов населения пелагиали (рыбы, млекопитающие и др.) в тёплое время года в политрофные зоны из тепловодной олиготрофной 2 и обратное возвращение с наступлением зимнего похолодания в исходную зону, где обычно и происходит размножение. Таким образом, подвижные организмы используют выгодные стороны существования в обеих зонах — в одной происходит размножение и развитие ранних стадий, в другой — откорм и жирение (рис. 72).
Изменение температуры океана при продвижении в меридиональном направлении определяет и интенсивность процесса продуцирования. Как общее правило, в тёплых водах организмы быстро растут и рано приступают к размножению, в холодных — живут долго, растут медленно и размножаются поздно. Иначе говоря, урожайность (плодородие) в тёплых водах относительно выше, чем в холодных.
Сопоставление биомассы и продукции на разных широтах показывает, что на одном и том же исходном количестве организмов в тёплых морях получится гораздо больший урожай, чем в холодных (рис. 73).
Рисунок 73. Соотношение биомассы (Б) и продукции (П) фауны различных морей.
Не только распределение плотности планктона, но и характер его годового цикла, как показал В. Богоров, зависят от широты места и дают симметричный характер в разных широтных зонах по обе стороны от экватора. В тепловодной зоне период усиленного развития планктона один в течение года, но очень растянут (моноциклический тип). Такой же моноциклический тип развития планктона в полярных морях. Что же касается умеренных зон обоих полушарий, то для них характерен дициклический тип развития планктона с двумя максимумами — весеннелетним и осенним (рис. 74).
Рисунок 74. Сезонный ход развития планктона на разных широтах океана (по Богорову). Сплошная линия — фитопланктон, пунктир — зоопланктон.
Очень типична для пелагиали северной Атлантики довольно простая схема пищевых связей. Одноклеточные растения и животные служат пищей мелким ракообразным планктона (Copepoda), а частично и более крупным ракообразным (Euphausiacea). Эти последние в свою очередь поедаются мелкой рыбой, следующая ступень — крупная рыба, китообразные и птицы. Совершенно сходны пищевые взаимоотношения и в умеренных зонах южного полушария.
Можно сравнить, например, питание североатлантической трески и южнотихоокеанского плоскоголовика (Neoplatycephalus) — двух рыб, служащих объектами тралового промысла в этих удалённых друг от друга промысловых районах в двух разных полушариях. Треска и плоскоголовик относятся к различным подотрядам рыб. Детальный анализ пищевых связей обеих рыб показывает замечательное сходство, причём отдельные компоненты в таксономическом отношении разные, а иногда относятся к совершенно разным систематическим группам, — нет ни одной общей формы, но характер пищевых связей совершенно один и тот же. Употребляя образное выражение, можно сказать, что актёры все разные, а пьеса одна и та же (рис. 75).
Рисунок 75. Схема пищевых связей трески и плоскоголовика.