Келлер Н.Б. // Keller N.B. Глубоководные склерактиниевые кораллы // Deep-Sea Scleractinian Corals (in Russian)

Оглавление

Введение

Склерактиниевые (или мaдрепоровые) кораллы – группа высших коралловых полипов, основной особенностью которых является способность строить арагонитовый или кальцитовый скелет.

Когда речь идет о склерактиниевых кораллах, обычно возникает представление о коралловых рифах, мощных органогенных постройках на мелководье (на глубине до 50 м), в теплых, чистых, хорошо освещенных тропических водах. Склерактинии, образующие рифы, содержат в своих тканях симбиотические водоросли зооксантеллы, которые снабжают их кислородом, а также являются катализаторами во всех обменных процессах и способствуют формированию мощного, массивного известкового скелета. От возможностей фотосинтеза зооксантелл зависит успешное существование рифовых биоценозов, которые не могут опускаться ниже фотического слоя.

Но не многим известно, что неменьшую роль в Океане играют лишенные зооксантелл склерактинии, не образующие коралловых рифов. Эти кораллы также обладают известковым скелетом, однако, в отличие от рифообразующих, они в основном представлены одиночными формами, живущими в большом диапазоне глубин (от первых десятков метров до более 6 км) и температур (от 20 до – 1,1⁰С). Значительно меньшая часть беззооксантеллятных родов представлена колониальными формами, нередко создающими основу холодноводных коралловых банок на разных широтах и глубинах Мирового океана. В высоких широтах они распространены главным образом на глубинах от 60 до 900 м, в тропических и субтропических областях виды, не переносящие теплых температур, образуют скопления на больших глубинах – от 1000 до 2000 м, в основном на вершинах и склонах подводных гор и возвышенностей [Teichert, 1958; Cairns, Stanlеy, 1982; Келлер, 1985а, 1989, 1998в].

Биология, экология, зоогеография рифообразующих кораллов хорошо известна.

Глубоководные коралловые полипы до сих пор изучены недостаточно, так как исследователи склерактиний этой группы лишены возможности эксперимента. Изучение особенностей распространения этой небольшой, компактной однородной группы животных и факторов, от которых зависят эти особенности, представляется весьма важным как для выявления общих закономерностей расселения донных беспозвоночных в Мировом океане, так и для выяснения характера и направленности морфологической изменчивости организмов в ходе завоевания ими больших океанических глубин. Об этих кораллах и пойдет речь в книге. Тема эта кажется тем более актуальной, что склерактинии, появившиеся в раннем мезозое в виде одиночных форм, издавна являются объектом палеоэкологических исследований. В современной геологической литературе богатые коралловые известняки в ассоциации с фауной мшанок, брахиопод, иглокожих, двустворчатых моллюсков и других беспозвоночных традиционно рассматривались как индикаторы мелководной теплой водной среды в пределах тропического пояса. Это не всегда верно и нередко ведет к грубым ошибкам при попытках палеогеографических построений. Отсюда ясно, что сведения об экологии и батиметрическом распространении современных глубоководных одиночных и колониальных склерактиниевых кораллов несомненно принесут пользу геологам и палеонтологам.

Библиография по разным аспектам изучения одиночных склерактиний насчитывает сотни названий публикаций, в которых в основном описываются отдельные виды кораллов из разных регионов Мирового океана, в основном из области шельфа и верхней батиали. В нашем распоряжении оказались уникальные материалы по склерактиниям, обитающим на больших глубинах океана – в нижней батиали и абиссали.

Систематика лишенных зооксантелл глубоководных склерактиниевых кораллов была разработана Вооном и Уэллсом (США) [Vaughan, Wells, 1943; Wells, 1956] и Аллуато (Франция) [Alloiteau, 1957]. В настоящее время проведена полная ревизия видов склерактиний Мирового океана на видовом уровне с элементами зоогеографического анализа трудами двух ученых – С. Кернса (Смитсониевский институт в Вашингтоне, США) и Х. Зибровиуса (станция Марин Эндум в Марселе, Франция).

Основная задача наших исследований состояла в изучении неизвестных ранее особенностей морфологической изменчивости видов кораллов в батиметрическом и пространственном аспектах, выяснение зависимости строения скелетов склерактиний от разнообразных экологических условий. Эти направления исследований привели нас к обнаружению основных тенденций в развитии отдельных отрядов и семейств при завоевании ими батиальных и абиссальных глубин. Упорядочение систематики современных родов и видов склерактиний наряду с изучением их экологических и биологических характеристик позволило на примере этой компактной группы подойти к выяснению пространственной структуры и истории формирования современной глубоководной фауны.

Знания о современных склерактиниях значительно пополнились в последние годы в связи с разработкой методик наблюдения за живыми особями при содержании этих организмов в аквариумах и с помощью наблюдений с обитаемых подводных аппаратов.

Новые сведения о поведении, характере роста, размножении кораллов, открытие такого уникального явления, как реверсный метаморфоз, а также изучение морфологических особенностей кораллов больших глубин позволили по новому оценить проблему происхождения склерактиниевых кораллов.

В книге содержится три основных направления исследований: сравнительно морфологическое (морфофункциональный анализ скелета); экологическое (выявление зависимости морфологии скелета от экологии окружающих вод) и историческое (пути формирования и особенности распространения в океане батиальной фауны склерактиний, происхождение их абиссальной фауны и собственно отряда Scleractinia).

Основой материалов для изучения глубоководных кораллов послужили обширные коллекции, собранные в экспедициях научно-исследовательских судов Института океанологии в Мировом океане, от литорали до абиссальных глубин. Сборы проводились с 1956 г. (суда "Обь", "Витязь", "Дмитрий Менделеев", "Академик Ширшов", "Академик Лаврентьев", "Академик Петровский", "Московский Университет", "Рифт", "Профессор Штокман", "Академик Курчатов", "Ихтиандр", "Академик Ковалевский" (см. табл. 1, 2, 3 и карты станций в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах). В пяти рейсах российских научно-исследовательских судов в Атлантическом океане принимал участие и автор.

Изучение поведения актиний как модельного объекта склерактиний проводились автором на биологических станциях на Белом море (Московский государственный университет), в бухте "Восток" и на острове Попова (Институт биологии моря ДВНЦ РАН). Кроме того, автору удалось поработать на коралловых рифах в Карибском море и Мексиканском заливе, в Институте океанологии АН Кубы (Гавана) и во время рейса на судне "Профессор Добрынин".

Дополнительные представления о географической и экологической изменчивости были получены в результате просмотра богатейших коллекций глубоководных склерактиний, хранящихся в Смитсониевском институте (Вашингтон, США), а также коллекции склерактиний, хранящихся в Университете Мак Мастер (Гамильтон, Канада).

Некоторые главы этой книги основаны на совместных работах с Ф. А. Пастернаком (главы 8, 11, 14), с В. Н. Космыниным (глава 12), с Н. С. Оськиной (главы 4, 15, 19.2), с Н. С. Оськиной и С. Д. Николаевым (глава 16), с Н. С. Оськиной и Л. Л. Деминой (главы 17, 18) и с С. Кернсом (глава 19.6), которым автор выражает свою глубокую признательность.

Пользуюсь случаем выразить свою глубокую благодарность коллективу Лаборатории донной фауны океана и ее заведующему А. Н. Гебруку за поддержку и постоянное внимание к моей работе, Т. А. Савиловой и Л. С. Чекину, оказавшим помощь в выполнении графической части работы, Д. М. Ольшанецкому, помогавшему при подготовке текста, О. Н. Зезиной, чья оценка и благожелательная критика были чрезвычайно важны для меня при написании данной книги, Л. И. Москалеву, обсуждавшему со мной отдельные главы, а также О. Б. Бондаренко (МГУ, кафедра палеонтологии), моему другу и учителю.

Об авторе

Окончила геологический факультет МГУ им.М.В.Ломоносова и защитила кандидатскую диссертацию. Несколько лет работала в составе Кавказской и Казахстанской экспедиций научно-исследовательского отдела Московского университета. С 1969 г. по настоящее время занимается исследованием глубоководных одиночных кораллов Мирового океана в Лаборатории донной фауны океана Института океанологии им.П.П.Ширшова РАН. Автор более 120 научных работ, в том числе 3 монографий, посвященных ископаемым и современным склерактиниевым кораллам. Изучала палеонтологические материалы в пустыне Бетпак–Дала (Казахстан) и на Кавказе, проводила опыты с живыми организмами на научно-исследовательских станциях в Белом море и на Дальнем Востоке. Принимала участие в пяти океанологических экспедициях в Атлантическом океане, в Карибском и Средиземном морях на судах ИО РАН с использованием глубоководных обитаемых аппаратов "Мир", "Аргус" и "Пайсис". Работала по грантам в Смитсоновском институте (Вашингтон, США) и в Университете Мак–Мастера (Гамильтон, Канада). Является членом Российского палеонтологического общества и Московского общества испытателей природы. В 1996 году Н.Б.Келлер стала лауреатом премии МОИП за исследование кораллов южной части Индийского океана.