Бентосные сифонофоры подводного вулкана Пийпа
Георгий Виноградов, Сергей Галкин
«Природа» №5, 2019
 Георгий Михайлович Виноградов — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН. Занимается изучением населения придонного слоя океана, взаимодействием бентосных и пелагических сообществ, а также систематикой амфипод. Участник 15 больших морских экспедиций и 17 погружений глубоководных аппаратов «Мир». |
 Сергей Владимирович Галкин — доктор биологических наук, главный научный сотрудник того же института. Область научных интересов — таксономия, экология и биогеография глубоководной фауны, типология гидротермальных экосистем, структура глубоководных ландшафтов. Участник более 40 морских экспедиций, многих погружений глубоководных аппаратов «Пайсис» и «Мир». Разработчик ряда методов подводных наблюдений и отбора проб. |
Сифонофоры — колониальные гидроидные кишечнополостные типа Cnidaria — обычный компонент океанического макропланктона. Их колонии, достигающие порой нескольких метров в длину, можно встретить на всех глубинах столба воды. Вместе с медузами они составляют основу желетелого планктона, который недостаточно хорошо изучен, ибо нежные организмы легко распадаются в орудиях лова. Однако его биомасса, по данным прямых подсчетов из глубоководных аппаратов, может достигать 90% сырого веса зоопланктона в целом [1].
Колонии сифонофор устроены довольно сложно. На плаву их поддерживает поплавок-пневматофор — видоизмененный передний конец колонии, содержащий газовую полость; за ним идет нектосома — пояс зооидов, превратившихся в плавательные колокола-нектофоры. Сокращаясь, нектофоры обеспечивают движение колонии. Ниже на стволе располагаются многочисленные особи, обеспечивающие захват добычи и питание колонии. Они довольно разнообразны и специализированы. Некоторые из них преобразовались в защитные крышечки, другие отвечают за охоту и имеют ловчие нити (арканчики), иногда достигающие 10 м в длину, третьи лишены ротового отверстия и занимаются перевариванием пищи, четвертые ответственны за выделение... Кроме того, на стволе колонии находятся видоизмененные медузы (гонофоры), продуцирующие половые клетки. Полый ствол соединяет кишечные полости всех особей, входящих в состав колонии, обеспечивая доставку к ним питательных веществ. Всего описано около 160 видов сифонофор, и большое их количество, вероятно, остается еще неизвестным науке.
Казалось бы, перед нами организм, идеально приспособленный под планктонное существование. И тем удивительнее то, что некоторые сифонофоры демонстрируют явную тенденцию к возвращению к донному образу жизни*. Выражается это по-разному. Так, 27 июля 2014 г. необитаемый подводный аппарат Hercules, обследовавший в рамках проекта Nautilus Live дно Мексиканского залива, наткнулся на потрясающую сифонофору неизвестного вида. Плотная коренастая колония, заметно более мощная, чем привычные грацильные колонии сифонофор, встречаемые в толще воды, плыла вдоль самого дна, причем ее питающиеся зооиды были ориентированы именно на обшаривание его поверхности [4]. Сифонофора явно была приспособлена к существованию в придонном слое (что, кстати, сильно уменьшает шансы на поимку подобного экземпляра, оказывающегося «не своим» и для пелагических, и для бентосных орудий лова). Но некоторые пошли еще дальше...
Кадр из фильма, опубликованного 30 июня 2014 г. на сайте Deep Sea News. Колония сифонофоры неизвестного вида на дне Мексиканского залива [4]
Морской «одуванчик» — Stepfalia corona [6]
Когда в практику биоокеанологических исследований вошли подводные аппараты, с них были замечены странные рыжеватые шарики, висящие на сеточке тонких нитей у морского дна. Аппараты использовались в первую очередь для изучения гидротермальных полей, и шарики эти, прозванные «морскими одуванчиками», в первые разы были замечены в 1977 г. возле гидротерм Галапагосского рифта, так что поначалу их звали даже «галапагосскими одуванчиками» (англ. Galapagos Dandelion) [5]. Впрочем, добыты они тогда не были. С систематическим положением «одуванчиков» удалось разобраться позже, а сначала вообще было непонятно, к кому их относить. Рассматривались даже предположения, что это такие колонии простейших. В конце концов «одуванчики» были подняты со дна глубоководным аппаратом «Алвин», и тогда оказалось, что это сифонофора, но только с укороченным стволом, из-за чего все ее зооиды сблизились и сбились в плотный комок. На том материале П. Р. Паг описал род и вид бентосных сифонофор семейства Rhodaliidae — Thermopalia taraxaca [6]. Интересно, что в видовом названии отражено сходство этой сифонофоры с настоящими одуванчиками — многолетними травянистыми растениями рода Taraxacum.
Схема строения «обычной» сифонофоры (по Н. А. Холодковскому [2]) в сравнении с «укороченной» донной сифонофорой-родалиидой (Archangelopsis jagoa, по [3]). П — пневматофор, Н — нектофоры, Б — брактеи (защитные крышечки), Гас — питающиеся гастрозооиды, Арк — щупальца-арканчики, Г — гонофор (половая особь), Па — пальпон (выделительный полип), С — ствол колонии. У родалиид ствол укорочен и не заметен под зооидами
Удивительно, но оказалось, что «одуванчики» знакомы зоологам уже целый век! Правда, до того им приходилось иметь дело с обрывками колоний, попавших в бентосные тралы. Легко представить, в каком виде нежные желетелые, оказавшиеся в жерновах зацепленных тралом камней, достигали поверхности... Первые родалииды были найдены в сборах «Челленджера» (1874 г.) и «Альбатроса» (1883 г.), последние и были впервые описаны в 1986 г. Дж. У. Фьюксом [7] под именем Angelopsis globosa. Материал «Челленджера» (с другими видами родалиид) был опубликован два года спустя Э. Геккелем, который даже по имевшимся фрагментам предположил, что эти сифонофоры могут вести бентосный образ жизни [8]. Позже из тралов были описаны еще несколько видов родалиид.
Фрагмент родалииды Dendrogramma enigmatica [10]
Как непросто бывает верно трактовать принесенные тралом обрывки, показывает недавний случай с еще одной знаменитой родалиидой — Dendrogramma enigmatica. В тралах были найдены несколько оборвавшихся фрагментов их колоний (а именно, отдельные зооиды-бракты, трансформировавшиеся в кроющие защитные пластинки), которые и были описаны в 2014 г. как новый род и вид [9]. Но вот как фрагменты сифонофоры они тогда опознаны не были, и в статье упоминались как организм неясного систематического положения, возможно, сходный с животными ископаемой Эдиакарской фауны (что вызвало в научном сообществе немалый переполох). И только позже, на новом материале и с применением молекулярно-генетических методов исследования, была установлена истинная систематическая принадлежность дендрограмм [10].
Всего в наши дни известно полтора десятка видов родалиид, многие из которых описаны по считанным экземплярам. И, если не считать казуса с дендрограммой, родалиид в последние годы наблюдают и, если удается, собирают именно с помощью подводных аппаратов. Был, правда, еще один случай, когда в водах Папуа — Новой Гвинеи выбравшаяся на нетипично малую для этой группы 26-метровую глубину родалиида была заснята аквалангистом-любителем [11], но погоды это не делает. Так что не удивительно, что первая родалиида, найденная в российских водах, была обнаружена тоже с помощью подводного аппарата, телеуправляемого Comanche 18 Национального научного центра морской биологии имени А. В. Жирмунского ДВО РАН (далее — «Команч»).
Схемотическое изображение сифонофоры Rhodalia miranda, описанной Э. Геккелем по фрагментам из материалов, которые были собраны «Челленджером» [8]
Летом 2016 г. по искрящейся, успокоившейся после недавнего ветра глади Берингова моря медленно перемещалось судно «Академик М. А. Лаврентьев». На его кормовой П-образной раме ссорилось несколько красноногих говорушек, небольших изящных и шумных чаек, живущих только здесь, на виднеющихся на горизонте Командорских о-вах, да еще на соседних островах Прибылова. Под П-рамой мерно поскрипывал большой блок, с которого в холодную воду уходил натянутый кабель-трос. Четырьмя километрами ниже на нем крепилась большая железная коробка-депрессор, от которой куда-то вбок убегал уже мягкий желтый кабель. Кабель шевелился. Его перемещал ползающий у дна, у подножия исполинского склона, большой телеуправляемый аппарат «Команч», снабженный прожекторами, манипуляторами, контейнером для образцов, фото- и телекамерами. Сигнал с телекамер убегал вверх, на судно, где в кормовой лаборатории собрались пилоты «Команча» и ученые-океанологи, вглядывающиеся в картинки на мониторах... Лебедка медленно наматывала уходящий к депрессору трос, приподнимая агрегат, и «Команч» скользил вверх по склону массива Вулканологов, протягивая маршрут от глубин Командорской котловины (4270 м) до вершины подводного вулкана Пийпа, венчающего массив (глубина 349 м). Вулкан Пийпа, лежащий примерно в 70 км к северо-востоку от о. Беринга, был найден в 1984 г. во время экспедиции НИС «Вулканолог» Института вулканологии ДВО АН СССР. Это единственный известный в пределах акватории Камчатско-Командорского региона подводный вулкан с признаками современной активности и с гидротермальными источниками на его вершине.
И вот когда «Команч» одолел первые два километра подъема, на мониторах появилось изображение висящего в расщелине между камнями рыжего колобка... Родалииды были встречены только в узком диапазоне глубин, 1711–1914 м, на склоне массива Вулканологов (55°26,5′ с. ш., 167°15,8′ в. д.) и только в местах с преобладанием крупных камней и валунов. Всего в поле зрение телекамер аппарата попал десяток таких сифонофор. Возможностей их собрать, увы, не было, но камеры высокого разрешения позволили сделать качественную фотосъемку и видеозаписи. Находка была тем более интересной, что на таких глубинах в северной части Тихого океана родалиид не находили никогда. Шестисантиметровые шарики колоний висели в расщелинах камней, заякорившись за них своими ловчими щупальцами, длиной 10–15 см. Многие десятки щупалец образовывали подобную паутине сеть между животными и камнями. Очень похоже, что она и функционировала аналогично паутине, не ограничиваясь прикрепительными функциями...
Ночной спуск телеуправляемого подводного аппарата «Команч». Здесь и далее фото Г. М. Виноградова
Позже эти съемки внимательно проанализировали специалисты [12]. Было установлено, что обнаруженные сифонофоры явно относятся к новому, неописанному пока роду и виду. Наиболее географически близка к ним оказалась находка Steleophysema aurophora в заливе Сагами в восточной Японии. Однако этот вид найден на относительно небольшой (450–500 м) глубине и, судя по опубликованным рисункам, сделанным сразу после поимки, пневматофор, каналы нектофоров и дистальные половины сифонов были ярко красными [6], в то время как у вида с вулкана Пийпа они бесцветные. Не похож новый вид и на других тихоокеанских родалиид, большинство из которых к тому же обитают на значительно меньших глубинах. Более точный анализ (не говоря уже об описании нового вида) требует поднятого материала. Хочется верить, что однажды мы его получим.
В кормовой лаборатории: пилоты «Команча» и ученые-океанологи вглядываются в картинки на мониторах
Описанная находка лишний раз подтверждает огромную роль подводных аппаратов — и обитаемых, и телеуправляемых — в изучении обитателей дна и придонного слоя. Они позволяют увидеть то, что иначе осталось бы неизвестным, в частности — «деликатных» животных, которые были бы неминуемо разрушены в забортных орудиях лова. И, конечно же, при работах в Беринговом море результаты наблюдений с «Команчем» отнюдь не сводились к описанной выше интереснейшей находке. Но это уже совершенно другая история...
Работа выполнена в рамках Госзадания (проект 0149-2019-0009).
Литература
1. Vinogradov M. E. Some problems of vertical distribution of meso- and macroplankton in the Ocean // Advances in Marine Biology. 1997; 32: 1–92. DOI: 0.1016/S0065-2881(08)60015-2.
2. Догель В. А. Зоология беспозвоночных. М., 1981.
3. Hissmann K., Schauer J., Pugh P. R. Archangelopsis jagoa, a new species of benthic siphonophore (Physonectae, Rhodaliidae) collected by submersible in the Red Sea // Oceanologica Acta. 1995; 18(6): 671–680.
4. Helm R. R. Amazing purple jelly sighting in the deep sea // Deep Sea News. 2014.
5. Pugh P. R. Thermopalia taraxaca Pugh 1983, Galapagos dandelion. Desbruyères D., Segonzac M., Bright M. (eds). Handbook of the deep-sea hydrothermal vent fauna. Second completely revised edition. Denisia, 2008; 18: 63.
6. Pugh P. R. Benthic siphonophores: a review of the family Rhodaliidae (Siphonophora, Physonectae) // Phil. Trans. R. Soc. Lond. Series B. 1983; 301: 165–300. DOI: 10.1098/rstb.1983.0025.
7. Fewkes J. W. Report on the medusae collected by the U.S.F.C. steamer Albatross, in the region of the Gulf Stream, in 1883–84 // Report of United State Commissioner of Fish and Fisheries for 1884. 1886; 26: 927–980.
8. Haeckel E. Report on the Siphonophorae collected by H.M.S. Challenger during the years 1873–1876 // Rep. Sci. Res. H.M.S. Challenger (Zool.). 1888; 28(77): 1–380.
9. Just J., Kristensen R. M., Olesen J. Dendrogramma, new genus, with two new non-bilaterian species from the marine bathyal of southeastern Australia (Animalia, Metazoa incertae sedis) — with similarities to some medusoids from the Precambrian Ediacara // PLoS ONE. 2014; 9(9): 1–11. DOI: 10.1371/journal.pone.0102976.
10. O’Hara T. D., Hugall A. F., MacIntosh H. et al. Dendrogramma is a siphonophore // Current Biology. 2016; 26(11): R445–R460. DOI: 10.1016/j.cub.2016.04.051.
11. Maсko M. K., Weydmann A., Mapstone G. M. A shallow-living benthic Rhodaliid siphonophore: citizen science discovery from Papua New Guinea // Zootaxa. 2017; 4324(1): 189–194. DOI: 10.11646/zootaxa.4324.1.11.
12. Санамян К. Э., Санамян Н. П., Галкин C. В., Ивин В. В. Находка глубоководной донной сифонофоры (Siphonophorae: Physonectae: Rhodaliidae) в районе подводного вулкана Пийпа (северо-западная часть Тихого океана) // Зоология беспозвоночных. 2018; 15(4): 323–332. DOI: 10.15298/invertzool.15.4.01.
* Впрочем, среди желетелых они в этом не одиноки — вспомним хотя бы вторично бентосных медуз-люцернарий.
Донная сифонофора в районе подводного вулкана Пийпа на мониторе в корабельной лаборатории. Фото Г. М. Виноградова