Биологический метод реконструкции морской фауны (акклиматизация)

Социалистическое хозяйство предъявляет к науке всё большие и большие требования в деле переделки природы для своих нужд. Одно из основных положений советской биологии заключается в том, что нельзя дожидаться милостей от природы, а надо уметь у неё брать их. Между наземным и подводным хозяйством человека в этом отношении на сегодняшний день существует очень большая разница, проистекающая в первую очередь из того, что первое хозяйство — видимое, а второе — невидимое ив силу этого гораздо труднее осваиваемое.

Конечно, не приходится сомневаться в том, что в недалёком будущем «чудеса» гидрооптики и гидроакустики сделают доступными для человеческого глаза и уха всю толщу морских вод и поверхность морского дна. Когда это произойдёт, хозяйственное освоение морских недр станет задачей более легко разрешимой. Представляют ли сейчас какие-нибудь непреодолимые трудности для сельского хозяйства обработка земли, удобрение, точный учёт урожая, замена менее полезных форм более полезными,, очистка полей от сорняков, борьба с вредителями и т. д.? Конечно, нет.

Всё это — процессы вполне освоенные. Совсем другое в море. До сегодняшнего дня ещё никому не удалось с достаточной точностью определить сырьевые ресурсы морского промысла; проблема удобрения морских вод только становится на повестку дня, «обработка вод», т. е. вся система мелиоративных мероприятий на морских водоёмах, фактически отсутствует, методы борьбы с сорняковыми формами также отсутствуют, а приёмы замены менее полезных форм более полезными для морского рыбного хозяйства пока носят более чем скромный характер. Иногда поэтому говорят, что морской рыбный промысел носит пока характер «дикого» промысла.

Однако все те трудности, которые возникают на пути культурного освоения морских недр и проведения на морях если не всей, то большей части той системы мероприятий по организации урожая, которые вполне освоены в сельском хозяйстве, вполне преодолимы и стоят, как одна из важнейших задач, перед морскими биологами и ихтиологами. Все эти задачи значительно облегчаются, если мы имеем дело не с открытыми океанами, а с морями внутренними, более или менее изолированными от океана, и тем более с морями замкнутыми, как, например, Каспийское и Аральское. Значительная обособленность их режима и населения представляет большие возможности для проведения мероприятий по их изменению.

Многие моря СССР как раз и относятся к морским водоёмам такого типа. Не говоря уже о Каспийском и Аральском, моря Азовское, Чёрное и Белое соединяются с другими морями более или менее узкими и мелкими проливами.

Чтобы понять, каковы те мероприятия, которые мы можем применить в целях повышения урожайности и повышения качества продукции морского промысла, вспомним основные фазы циклических процессов в море, связанные с органическим веществом.

Первое звено в цепи последовательно развёртывающихся биологических явлений — это минеральное питание для растительных организмов планктона и бентоса. Мы уже говорили о том, что в море в этом отношении дело обстоит благоприятнее, чем в почвах, и недостача сказывается только в соединениях азота и фосфора. Таким образом, первая проблема, которая стоит перед нами, — это проблема удобрения морей. Сейчас эта проблема поставлена перед биологами и химиками, изучающими наши моря, и в недалёком будущем мы начнём введение системы планомерных мероприятий в этом направлении. Для нашей страны вопрос об удобрении некоторых морей приобретает особенно актуальное значение в связи с теми колоссальными мероприятиями по регулировке речного стока, которые у нас проводятся.

Поскольку своё минеральное питание (в том числе и фосфорное и азотное) моря в конечном счёте получают с речными водами, мы должны поставить задачей увеличить минеральное питание для фитопланктона — основного продуцента плодородия морских вод, а достигнуто это может быть вообще двояким путём: либо внесением искусственных минеральных удобрений, о чём мы говорили выше, либо увеличением вертикального перемешивания, так как в глубинных водах моря хранится громадный запас питательных солей — фосфатов и нитратов. Если речной сток уменьшится и поверхностные воды Чёрного, Азовского, Каспийского и Аральского морей в связи с этим станут несколько солонее, вертикальная циркуляция будет захватывать более глубокие слои моря и подавать в зону развития фитопланктона необходимые ему питательные вещества.

В связи с этим необходимо упомянуть и о тех громадных дельтовых зарослях растительности, которые столь характерны для всех наших южных морей, начиная с Чёрного и кончая Аральским. Все эти дельты выращивают ежегодно многие десятки миллионов тонн тростника, осоки, рогоза и других растений, представляющих для хозяйства малый интерес, но отнимающих у паводочных вод очень большое количество питательных веществ, в значительной части уже не возвращающихся в циклические процессы органического вещества. По мере того как система мелиоративных мероприятий захватит все эти многочисленные дельты — Днепра, Днестра, Дона, Волги, Сыр-Дарьи, Аму-Дарьи и др., в результате этих мероприятий, с уничтожением громадной массы бесполезной дельтовой растительности, количество минерального речного стока должно будет значительно возрасти, так как дельтовая растительность является своего рода фильтром, в котором остаётся значительная часть заключённых в речной воде питательных веществ.

Подобного типа мелиоративные мероприятия могут касаться не только растительности дельтовых пространств, но и донных макрофитов самого моря, этих бесчисленных миллионов тонн зелёных, бурых и красных водорослей береговой полосы. Мы ещё не знаем, какова в целом их роль в метаболизме моря (если иметь в виду конечный продукт — промысловую рыбу) — положительная или отрицательная. Тем более важно выяснить, какие из этих макрофитов имеют положительное значение, какие — отрицательное. И если нам это станет ясно, мы сможем провести систему мероприятий, способствующих процветанию одних форм и уничтожению Других.

Следующее звено биологических процессов в море — это вся масса первичных продуцентов органического вещества — растительных организмов и в первую очередь фитопланктона, так как ему в морях принадлежит гораздо большая роль, чем прибрежным водорослям — макрофитам. Одноклеточные водоросли и питающиеся ими животные в свою очередь поступают в пищу другим животным, вплоть до конечных звеньев пищевых цепей, в том числе и промысловых рыб.

Система мероприятий по увеличению размеров и улучшению качества сырьевой базы рыбного промысла может быть направлена как на кормовую базу промысловых рыб, так и на самих рыб. И в том и в другом случае весьма эффективные результаты может дать реконструкция фауны путём акклиматизации новых объектов.

Акклиматизируя ценные кормовые объекты, если они могут получить в новом месте массовое развитие, мы можем увеличить поголовье рыбного стада и улучшить различные биологические показатели промыслового объекта и в первую очередь темп роста, жирность и т. п. Вводя путём акклиматизации новую ценную породу рыб, мы увеличиваем и качественно улучшаем сырьевую базу промысла данного водоёма.

Таким образом, ставя перед собой задачу реконструкции фауны того или иного моря путём акклиматизации, мы должны иметь возможность ответить на следующие вопросы:

1)Каковы те полезные качества предполагаемого к акклиматизации объекта, которые после успешного завершения её дадут изменения сырьевой базы промысла в желательном направлении.

2)Каковы основания считать, что предполагаемый к акклиматизации объект сможет прижиться в новом месте и получить в нём массовое развитие.

Акклиматизация новых организмов в морских водоёмах нашей страны имеет очень обширные и далеко идущие перспективы и должна представлять собой не только набор отдельных более или менее продуманных и удачных перебросок, а целостную и плановую систему хозяйственных мероприятий, построенную на серьёзной научной базе.

Акклиматизационные мероприятия должны обязательно базироваться на глубоком знании фауны и условий её существования. В таком случае нам легко представить себе, «чего не хватает» в данном море. Характерной особенностью состава рыбного населения почти любого морского водоёма является наличие очень значительных количеств мелкой пелагической рыбы. В Баренцовом море — это мойва и сельдь, в Чёрном и Азовском морях — хамса и тюлька, в Балтийском — килька и сельдь-салака, в Каспийском — мелкие сельдевые (каспийские кильки), в Японском — сельдь и иваси. Но в Аральском море такая мелкая пелагическая рыба, в отличие от других морей, отсутствует.

Как известно, во всех морях рыбы питаются кольчатыми червями-полихетами. В море это по калорийности и усвояемости наилучший кормовой объект. Но в Каспийском и Аральском морях отсутствовали эти полезнейшие кормовые объекты, точнее говоря, в Каспии имеется несколько представителей этой группы, но они здесь очень мелки и почти не встречаются в плотных поселениях. Таких примеров можно было бы приводить немало.

Кроме того, мы можем, анализируя состав населения моря, констатировать недоиспользование какого-нибудь пищевого ресурса. Так, например, в Каспийском море в большом количестве недоиспользуется растительный детрит, особенно в северной части моря. Волжская дельта даёт его в избытке, а потребителей его в море недостаточно, и он большей частью сносится в глубинные части моря, не попадая в тела других животных, и таким образом выходит из круговорота. С другой стороны, мы должны также знать, что новый объект сможет существовать в новом районе, и в данном случае мы подходим к кардинальнейшему вопросу акклиматизации — понятию потенциального ареала.

Несколько с другой стороны подошёл к понятию потенциального ареала наш замечательный биолог И. В. Мичурин: «Никакой сорт иностранного происхождения,—говорит он,—если он не имеет ещё на родине способности выдерживать понижения температуры, одинаковой с минимумом температуры той местности, куда растение было пересажено, не может акклиматизироваться путём переноса растений, черенков, отводков и т. п. ... Не следует обманывать себя ложной надеждой». Иначе говоря, новые условия существования для акклиматизируемого объекта должны быть сходны с теми, с которыми он был связан на своей родине.

Для каждого организма мы можем различать тот район, где он обитает — его фактический ареал, от тех частей биосферы, где данного организма нет, но где он мог бы благополучно существовать, если бы попал туда. Это его потенциальный ареал. Для подавляющего большинства морских организмов потенциальный ареал значительно больше ареала фактического. Это в равной мере применимо и к океанам, и к отдельным морям. Реальность понятия потенциального ареала вытекает прежде всего из того, что мы говорили в разделе, посвящённом биологической структуре океана, и проблема акклиматизации есть прежде всего проблема биогеографическая.

Мы указывали, что можно различать для неритической зоны каждой стороны того и другого большого океана в меридиональном направлении пять различных по условиям существования частей с фаунами арктической, умеренной северной, тропической, умеренной южной и антарктической. За исключением фаун арктической и антарктической, каждая из которых представляет собой некоторое единое целое, умеренные и тропические фауны в меридиональном направлении разобщены непреодолимыми температурными барьерами, а в широтном — столь же непреодолимыми для береговых фаун открытыми частями океанов или материковыми массивами. Иначе говоря, океаническую прибрежную зону жизни можно разделить на 14 самостоятельных частей. Из них две холодноводные, восемь умеренных и четыре тропические.

Мы уже говорили выше, что четыре тропические фауны происходят от одной исходной тепловодной и, существуя разобщённо, хотя и в очень сходных условиях, несколько миллионов лет, приобрели свои особенности и различаются по систематическому составу. Не приходится сомневаться в том, что большинство представителей тропической флоры и фауны может существовать в каждой из четырёх подобластей. То же самое можно сказать и о восьми умеренных флорах и фаунах (четырёх северного и четырёх южного полушарий). Различаясь очень значительно по систематическому составу и по ряду второстепенных биологических особенностей, эти восемь фаун допускают очень широкий взаимный обмен и в широтном, и в меридиональном направлении. Семейство тресковых рыб свойственно только северному полушарию, и едва ли можно сомневаться, что во многих частях южного полушария в сходных условиях оно могло бы существовать. О том же с большой доказательностью говорит и широко известное явление биполярного распространения, несколько раз возникавшее в истории океана и каждый раз оставлявшее после себя десятки и сотни биполярных форм.

Наконец, обе наиболее холодные зоны Мирового океана, зоны высоких широт обоих полушарий, дают столь же широкие возможности для их населения в смысле взаимного внедрения. Таким образом, можно говорить о разнообразных трансокеанических путях акклиматизаций. Частично эти пути уже использованы практикой.

До недавнего времени распространение тихоокеанских лососей (род Oncorhytichus) было ограничено бореальными и отчасти арктическими водами северной Пацифики. С 1872 по 1930 гг. миллионы яиц и молоди тихоокеанских лососей были перевезены с тихоокеанских побережий США на атлантические. Перевозки были произведены также на Гавайские острова, в Австралию, Тасманию, Новую Зеландию, Чили, Аргентину, Англию, Голландию, Ирландию, Францию, Германию, Финляндию, Италию и наше Белое море (рис. 177).



Таким образом, была сделана попытка использовать потенциальные амфибореальность и биполярность. Эти попытки акклиматизации оказались удачными для Новой Зеландии, Чили, штата Майн, провинции Нью-Брунсвик и Онтарио, где развились местные популяции лососей; таким образом, лососей удалось превратить в биполярные и амфибореальные формы. Из беспозвоночных много акклиматизационных мероприятий было проведено со съедобной устрицей. В Англию ввозились устрицы не только из ближних районов Франции, но и из США (использование потенциального амфиатлантического распространения). Из Франции перевозились не только Ostrea edulis, но и «португальская» устрица (О. angulata), успешно акклиматизированная в последние десятилетия по французскому атлантическому побережью. Однако этот последний вид хорошо растёт в английских устричных парках, но не становится половозрелым и, таким образом, не может здесь акклиматизироваться. Местная устрица О. edulis начинает нереститься, когда температура достигает 15°, а для О. angulata необходимо не менее 20°.

То же сначала получилось и при перевозке «японской» устрицы (О. gigas) на тихоокеанское побережье США (о. Ванкувер) (использование потенциального амфипацифического распространения), которая была предпринята с целью заменить мелкую местную форму (О. virgijiica). Температура воды здесь редко бывает достаточно высокой для естественного нереста японской устрицы. Однако оказалось возможным получить нужный эффект при содержании устриц в верхнем более тёплом слое воды. В дальнейшем была использована стимуляция нереста устриц присутствием в воде их собственных половых продуктов. На о. Ванкувер «японская» устрица регулярно побуждается к нересту обрызгиванием эмульсией из зрелых яиц и спермы.

Таким образом, применением особых приёмов можно расширить потенциальные ареалы полезных нам форм при акклиматизации. Были также проделаны пересадки японской устрицы с западных побережий Америки на восточные, в Атлантический океан (потенциальная амфибореальность). Этим же видом акклиматизации является и пересадка тихоокеанских лососей и камчатского краба в Белое и Баренцово моря. Сколь реально понятие потенциального ареала, доказывают не только сознательно проводимые человеком акклиматизационные мероприятия, но, пожалуй, ещё в большей степени — переселения, совершаемые без сознательной воли человека. Коренная каспийская форма гидроид кордилофора (Cordylophora caspia) речными системами проникла в Балтийское море, а уже отсюда трансокеаническими кораблями, в виде обрастаний на днище, или с балластной, а иногда и питьевой водой была развезена по всему земному шару, осуществив многие из тех путей акклиматизации, о которых мы говорили выше (рис. 178).



Во второй половине прошлого столетия из Северной Америки в Европу было завезено водяное растение элодея (Elodea canadensis), прокатившееся по Европе волной массового развития. О китайском крабе, попавшем из Китайского моря в Северное и Балтийское, и о последствиях его массового развития здесь говорилось уже выше. Хорошо известно, каким большим успехом сопровождалась акклиматизация в Европе и Азии американского грызуна ондатры, обладателя ценного меха.

Подобных примеров можно было бы приводить множество для наземных флоры и фауны.

Для обитателей моря таких примеров пока ещё очень мало, а возможностей не меньше, чем на суше.

Проблема акклиматизации не только проблема биогеографическая, но в равной мере и экологическая. Во-первых, выбирая ту или иную форму для акклиматизации, мы должны учитывать её требования к окружающей среде и быть уверенными, что в новом ареале она найдёт эти условия. Во-вторых, мы обязаны учитывать те взаимоотношения, в которых акклиматизируемая форма окажется в новом ареале с уже существующим там населением. Она может оказаться в конкурентных отношениях из-за пищи с другой формой и даже вытеснить её, может оказаться хищником по отношению к другой форме. Мы не должны упускать из вида всех этих возможностей и тщательно их продумать и взвесить.

Проблема акклиматизации есть в первую очередь проблема хозяйственная, так как сама акклиматизация за редкими исключениями производится именно в хозяйственных целях. Объект её должен быть выбран так, чтобы акклиматизация принесла пользу, а не вред и соответствовала основной задаче — увеличить количество и улучшить качество промысловой продукции.

Так, например, маленькая рыбка гамбузия (рис. 179), завезённая к нам в среднеазиатские части СССР, колоссально размножилась здесь в реках, озёрах и водохранилищах. Задача этой акклиматизации сводилась к борьбе с малярией; гамбузия — злейший враг личинок малярийного комара и истребляет их нацело. Роль свою гамбузия выполняет очень хорошо, 1ких огромных количествах, что становится очень опасным конкурентом других рыб, так как спосоГна нацело выедать всё то, чем могут питаться рыбы, и из полезной формы превращаться в опасного вредителя рыбного хозяйства.



Вместе с акклиматизируемыми объектами могут быть занесены и какие-нибудь паразиты, способные перейти на местные формы и вызвать опасные эпизоотии.

В случае удачной акклиматизации нередко ей сопутствует массовое развитие внесённой формы в новом ареале (рис. 180). Так было с канадской элодеей в европейских пресных водах, так было и с китайским крабом в реках северо-западной Европы, и со многими другими формами, попавшими случайно или завезёнными человеком сознательно в новые места.



Фаза бурного развития следует за первой фазой скрытого, как бы инкубационного, периода. Обычно имеющее место бурное развитие обусловливается, очевидно, ещё отсутствием в новом ареале естественных врагов. Иногда темп этого бурного развития можно уподобить как бы некоему биологическому взрыву. Когда в результате массового появления форма приближается к насыщению нового ареала, темп развития замедляется. Некоторое время эта форма будет существовать при тех же высоких показателях, после чего должно наступить сначала слабое, а затем более сильное уменьшение количества акклиматизированного объекта Вступают в силу явления конкуренции, и появляются естественные враги, обусловливающие указанное снижение. В дальнейшем темп снижения замедляется и количество новой формы устанавливается на некотором более или менее длительно существующем уровне.

Ниже, в главе, посвящённой Каспийскому морю, будут подробно изложены те акклиматизационные мероприятия, которые были проведены на этом водоёме.

Акклиматизационные мероприятия сами по себе, как бы они эффективны ни были, далеко не ограничивают тех возможностей, которыми мы располагаем для повышения уровня морского рыбного промысла.

Мощным аппаратом воздействия является, искусственное рыборазведение. Оплодотворённая икра, полученная от производителей, и выведшиеся из неё мальки воспитываются в искусственных условиях, на искусственно разводимых специальных кормах. Подросшие мальки, в разном возрасте для разных рыб, выпускаются в море для дальнейшего роста.

Наряду с этим, путём скрещивания близких форм одного и того же вида, могут получаться ценные расы, как по темпу роста, так и по жирности, вкусовым качествам и т. д. (не-то близкое внутрисортовому скрещиванию, разработанному для культурных растений).

Очень большое значение в увеличении поголовья промысловых рыб, применительно к отдельным породам и для некоторых водоёмов, приобретает мелиорация нерестилищ, так как известны случаи, когда именно эта сторона биологии была не обеспечена естественными условиями и требовала активного вмешательства человека.