Джон Куллини - Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

Со времени появления книги Рейчел Карсон «Безмолвная весна» химической угрозе наземной среде и источникам пресной воды стали уделять больше внимания, чем морю. Однако в середине 70-х годов обнаружены серьезные признаки опасного загрязнения морских пищевых цепей на всех уровнях. Заметное уменьшение скорости роста морских микроводорослей, самых мелких, самых многочисленных и разнообразных форм фитопланктона, было отмечено в присутствии таких хлорорганических соединений, как ДДТ и ПХБ. Уровень содержания загрязняющих веществ в воде, при котором их действие можно обнаружить, ничтожно мал — меньше части на миллиард частей воды. Но хлорорганические вещества плохо растворяются в воде. Эти гидрофобные соединения быстро «подхватываются» мелкими частичками. Особенно легко они привлекаются жирами (липидами), входящими в состав поверхностной мембраны живых клеток. В лабораторных условиях 98 % ДДТ и ПХБ, смешанных в банке с морской водой, было поглощено планктоном за шесть секунд.

В некоторых бухтах и гаванях Соединенных Штатов эти вещества уже появились в концентрациях, достаточных для того, чтобы нарушить нормальную жизнедеятельность наиболее чувствительных представителей фитопланктона. Если эти вещества будут продолжать накапливаться на континентальном шельфе и количество их достигнет критического уровня, разрушение морских пищевых систем может начаться в огромных масштабах.

Многие загрязняющие вещества, длительное время сохраняющиеся во внешней среде, обладают свойством накапливаться, причем процесс этот начинается с очень небольших количеств, привносимых в море реками или атмосферными осадками. Такие соединения, особенно если они хлорорганического происхождения, поглощаются из воды микроорганизмами, и в первую очередь одноклеточными водорослями или бактериями. Последние, в свою очередь, являются пищей для разных животных-фильтраторов, например плавающих в толще воды веслоногих рачков или обитающих на дне двустворчатых моллюсков. Животные-фильтраторы поедаются более крупными хищниками, которые становятся последней, а иногда предпоследней ступенькой этой своеобразной лестницы потребления. На каждой стадии все больше и больше загрязняющих веществ накапливается в живых организмах.

Это явление можно сравнить с процессом чистки пылесосом, во время которого каждое следующее питающееся животное вбирает в себя загрязняющие вещества с большей площади. Клеточка водоросли извлекает яд из нескольких капель воды, количество которой уместилось бы в наперстке; небольшой моллюск поглощает миллионы или миллиарды одноклеточных водорослей; утка проглатывает тысячи небольших моллюсков. Несколько дюжин уток, съеденных одним стоящим на верхней ступени хищником, равносильно накоплению в его теле яда примерно с одного квадратного километра прибрежной воды. Конечно, большая часть яда не остается в тканях животного, но по сравнению с первоначальным уровнем, когда в воде содержались лишь следы яда, его количество увеличивается в тысячи, а то и в миллион раз.

Эта классическая идея накопления загрязняющих веществ в пищевых цепях была впервые сформулирована в начале 60-х годов, когда хорошо проверенных данных было еще относительно мало. Сейчас нам известно гораздо больше о том, какую роль играют токсичные химические вещества в водных экосистемах.

Коэффициенты накопления на самых низших уровнях пищевой цепи вызывают изумление. Проведенное в 1975 году исследование биоконцентрации обычных инсектицидов бактериями в воде показало, что один из видов накапливал бета-хлордан в количестве, в 55900 раз превышающем его содержание в окружающей воде.

Такие бактерии в поверхностном слое океана могут включать экзотические яды в пищевые системы континентального шельфа гораздо быстрее, чем это предполагалось ранее. Личинки морских существ, многие из которых питаются бактериями, обычно намного чувствительнее к токсичным веществам, чем взрослые особи тех же видов. Разница в восприимчивости между личинками и взрослыми составляет три порядка (или 10³, что равно 1000 раз).

Накопление по пищевой цепи не единственный способ, при помощи которого морские животные аккумулируют ядовитые вещества. Непосредственное поступление химических соединений из воды через кожу и особенно жабры весьма обычно у рыб и ракообразных. Таким способом яд поглощается иногда в большем количестве, чем с пищей.

Ракообразные, главным образом креветки и крабы, как родственники насекомых, больше всех страдают от инсектицидов и подобных им соединений в море. Недавно появилась чрезвычайно тревожная информация об отравлении ракообразных, особенно в прибрежных водах Мексиканского залива.