Сине-зеленые агрессоры

Неутомимые геохронологи всю жизнь ломают головы над вопросами:

- Сколько лет матушке-Земле?

- Каков век ее многочисленных питомцев: всевозможных минералов, железных и прочих руд, угля, нефти?..

Подробная геологическая летопись нашей планеты до недавнего времени обрывалась на глубине четырех миллиардов лет, хотя многие допускали, что возраст Земли превышает пять миллиардов. Совсем недавно советскими учеными добыты факты, позволяющие считать ее вдвое старше, что, естественно, влечет за собой пересмотр и многих привычных положений...

Словом, геохронология все еще не знает покоя. А играет она важную роль, оказывается, не только в делах геологов. Небезразличны к этому и ботаники.

- Как давно обосновались на Земле растения?

- Какими были они на том далеком старте?

- Какие претерпели изменения за всю свою историю?

Немало уже сделала наука на этом пути, но несравненно больше открытий ожидают нас в будущем.

Разгадывая всевозможные «возрастные» тайны, исследователи самых различных профилей не ограничиваются одними лишь «своими» объектами. И не случаен тот факт, что именно представители растительного царства - сине-зеленые водоросли - помогают пролить свет на один из интереснейших вопросов: когда возникла на Земле жизнь? Множество раз находя их остатки в очень древних отложениях, ученые сошлись на том, что и сине-зеленые водоросли причастны к освоению некогда безжизненной Земли. Подсчеты показали, что ни много ни мало, а 1 миллиард 700 миллионов лет назад они уже встречались на Земле. Более того: изучение древнейшей эволюции сине-зеленых первопроходцев позволило провести и научно обоснованное деление интервала времени в 1 миллиард лет (верхнего докембрия) на менее дробные периоды, да еще попутно установить и время каждого из них.

Сине-зеленые агрессоры

- А что от этих старожилов осталось теперь? - может спросить любознательный читатель.

- Да ничего особенного с ними не стряслось, - ответят ботаники. - Живут как и прежде!

Больше того, перенеся без сколько-нибудь существенных изменений перипетии столь продолжительного существования, сине-зеленые сохранили завидное умение в подходящих условиях быстро активизироваться.

- Да что там активизироваться! - скажут вам с тревогой многоопытные знатоки. - В последнее время в них прямо-таки вселился бес агрессии. Они теперь начали широким фронтом атаковать старушку Землю.

Правда, говорят, что повинны в этом прежде всего сами люди, загрязняющие водные бассейны промышленными отходами. Именно здесь сине-зеленые чувствуют себя как рыба в воде.

Однако прежде чем говорить о вкусах и повадках или обсуждать столь удивительную реакцию сине-зеленых на нашу бесхозяйственность, познакомимся хотя бы вкратце с их биографией.

Водоросли. Значит, в воде растут. Это и так и не так. К примеру, ботаники не считают для водорослей обязательным условием жизнь в воде. Поэтому относят к ним растения, отлично уживающиеся и на самых разных сырых субстратах: стволах деревьев, заборах, валунах и просто на поверхности слегка влажной почвы. (Там подчас встречается такое их засилье, что один грамм почвы вмещает от 50 до 100 тысяч «водных» жителей.) Одна из главных особенностей водорослей, по мнению ботаников, заключается в чрезвычайной простоте организации их тела (не зря же они отнесли их к низшим растениям). И в самом деле, многоклеточные водоросли не имеют ни стебля, ни листьев, ни корня, а состоят из слоевища, представляющего собой вовсе не дифференцированное на органы тело. К слову сказать, таких растений на Земле столь значительное множество, что для наведения порядка ученым пришлось поделить их на специальные отделы, а те, в свою очередь, на классы и т. д. Словом, понадобилось создание целой отрасли в ботанической науке, успешно занимающейся их систематизацией.

Вот и различают теперь ботаники, кроме сине-зеленых (иногда их называют циановыми), еще и просто зеленые, бурые, красные, или багряные, водоросли. Кроме «цветных», есть еще жгутиковые, диатомовые, десмидиевые, сверлящие и другие водоросли.

Но о разных водорослевых диковинах речь в свое время, а пока вернемся к сине-зеленым ветеранам земной жизни. Сине-зелеными они названы из-за своей окраски, обусловленной синим пигментом фикоцианом и типичным зеленым хлорофиллом.

Если вы после хорошего грозового дождя пойдете на цветущий заливной луг где-нибудь в Подмосковье или на Украине, то увидите их непременно. На увлажненной земле вдоль тропинки тут и там привлекут ваше внимание темно-зеленые, отливающие синевой комочки. Чаще всего они бывают величиной с лесной орех, но иногда достигают и размеров крупной сливы.

Если растрепать или разрезать такой комочек, а затем поместить несколько его частей в банку с водой или в аквариум, жизнь в них не прекратится. Большинство сине-зеленых водорослей размножается простым дроблением клеток. Каждая сине-зеленая их нить, состоящая из округлых клеток, очень напоминающих при достаточном увеличений ожерелье, делится на две, а те, в свою очередь, дробятся на четыре... В благоприятных условиях эта «дробилка» размножения можег работать бесконечно (как раз из-за способности увеличивать свое потомство дроблением эти водоросли и отнесены ботаниками к категории дробянок). Впрочем, кроме такого дробления, более высокоорганизованные их представители могут великолепно размножаться еще и гермогониями, представляющими собой своеобразные клетки-отселенцы. Отделяясь от колонии клеток, они образуют новую колонию. Известно у сине-зеленых и размножение спорами, образующимися из обыкновенных клеток и затем прорастающими в новые колонии. Примечательна для сине-зеленого племени и неприхотливость. Для существования их представителей в природе, кажется, вообще нет сколько-нибудь серьезных ограничений.

Судите сами. Клокочущая огненная лава разбушевавшегося вулкана Кракатау образовала среди морской пучины вблизи Явы небольшой островок. А через три года он уже был освоен сине-зелеными храбрецами. Ученые, осмелившиеся приблизиться ко вновь созданному стихией островку, поразились: вместо первоначальной серо-черной поверхности они увидели сплошной сине-зеленый ковер водорослей. И что им до тех издавна утвердившихся научных канонов, согласно которым жизнь растений без почвы невозможна? Живут себе, множатся...

Столь скорая и смелая оккупация безжизненного вулканического острова не была для водорослей чем-то особенным. Миллионы лет назад сине-зеленые энтузиасты вместе с другими- первопроходцами уже однажды выполняли аналогичную миссию. Правда, тогда им пришлось обживать не какой-то там островок, а целые континенты молодой Земли!

Завидная неприхотливость: эти водоросли встречаются и теперь в горячих водах бурлящих гейзеров, и в совершенно безводных пустынях, в расселинах вечных льдов Антарктиды, в слоях древнейшей нефти на дне Каспия или почти на шестикилометровой высоте, среди бесплодных скал Памира. Даже на дне самого соленого и безжизненного Мертвого моря. Их находят в... корнях тропических саговников и внутри скромной обитательницы пресноводных водоемов - ряски.

Да что там Мертвое море, если они живут преспокойно в совершенно немыслимых условиях, и не какого-то библейского, а вполне настоящего ада. Речь идет о существовании сине-зеленых на островах, отравленных радиацией американских ядерных взрывов. Оказалось, что это единственные живые существа, выдержавшие сущее пекло водородной бомбы. Правда, и когорта их весьма значительна. Несколько семейств с 19 родами описали ботаники.

И питаются эти водоросли весьма своеобразно. Усваивая подобно высшим растениям солнечную энергию, сине-зеленые оригиналы синтезируют не привычный для своих коллег крахмал, а гликоген - крахмал животный. В полной темноте, в воде, перенасыщенной гниющими веществами, сине-зеленые водоросли изменяют своим растительным привычкам и как ни в чем не бывало питаются уже по примеру животных органической пищей.

Поэтому-то и причислены они учеными к относительным сапрофитам.

Обмен веществ у сине-зеленых весьма своеобразен, и в этом их преимущество и перед обычными растениями, и перед представителями животного мира.

В самом деле, чтобы жить, растению нужен, кроме солнечной энергии, еще и связанный атмосферный азот. А связывать-то его растение не способно. Вот и приходится пользоваться услугами азотобактера или клубеньковых бактерий, умело приготавливающих азотную пищу.

В большей зависимости, но уже от растений находятся и представители животных, к которым в конечном счете, как известно, относится и человек.

Сине-зеленые свободны от подобных зависимостей. Имея против своих конкурентов серьезные преимущества в борьбе за существование, они находятся в весьма выгодных условиях на пути к завоеванию «мирового господства». Естественно, что такая перспектива не только заинтересовала, но и встревожила ученых, тем более что в связи с упоминавшимся нерадивым отношением к водным богатствам во многих местах подмечена необычно возросшая активность сине-зеленых. Похоже, что при дальнейшем попустительстве они и впрямь намерены воспользоваться своим превосходством. Неисчислимыми полчищами сине-зеленые водоросли появляются в морях, прудах и реках, там, где нет заботы о чистоте вод, засоряя специальные фильтры, обрекая на гибель осетровую и прочую рыбную молодь. В некоторых местах в связи с этим возникают заболевания скота, болезни людей...

Обосновавшись на Земле еще в неимоверно далекую бескислородную-эпоху, неприхотливые водоросли первоначально были типичными анаэробами и довольствовались одним лишь азотом. В то же время они вполне спокойно переносили и кислород, выделявшийся сначала в небольших количествах в результате их жизнедеятельности. Даже в таких микродозах на иных анаэробов он действовал подобно смертельному яду, а сине-зеленые кентавры множились и крепли. Однако такое положение сохранялось до тех пор, пока не появилась новая категория однолюбов, специализированных на аэробном питании, жизни в атмосфере кислорода. Это была качественно новая, более высокая ступень жизни, а истоки ее таились в тех же сине-зеленых старожилах. Новоявленная молодежь начала постепенно, но неотступно теснить сине-зеленых ветеранов.

Так за многие миллионы лет и создалось определенное равновесие между некогда грозными претендентами на безраздельное господство - сине-зелеными водорослями и обычными зелеными растениями. Сине-зеленые старожилы постепенно отступали в экологические ниши, где могли продолжать успешное существование. Может быть, так и трудились бы они там безысходно, медленно, но верно подготавливая приход своих последователей.

Но оказалось, что они вовсе не безразличны и к тому, что делается в некогда обжитых, но затем оставленных ими местах обитания. Стоит только ухудшить нормальные условия существования в тех или иных водоемах (сбросом промышленных вод и пр.), как там начинают активизироваться сине-зеленые. Недаром же говорят ученые, что с ними, как и со всякими оборотнями, ухо надо держать востро.

Правда, наука утверждает, что их можно не только призвать к порядку, но и заставить верой и правдой служить людям. Важно лишь найти к ним подход. Среди первых смельчаков, зачисливших сине-зеленых к себе на службу, были рисоводы.

Сине-зеленые агрессоры

Кому не известно, что без воды нет риса?

А как обогатить азотом почву, если азотобактер в таких условиях жить не может? Вот и пришла рисоводам смелая мысль переложить свои заботы на сине-зеленых умельцев. Ведь те отлично могут связывать азот и на затопленном поле, и это их умение теперь оборачивается повышением урожая риса почти на 25 процентов! Уже стал вполне обычным агротехнический прием - альгали-зации почвы, когда на рисовые поля вносятся специальные удобрения с примесью сине-зеленых водорослей.

Впрочем, они способны не только благоприятствовать в повышении производительности другим растениям, но и давать солидные урожаи ценной белковой массы. На квадратном метре ванны за каких-нибудь 20 часов сине-зеленые энтузиасты легко наращивают до килограмма биомассы, что в пересчете на гектар составляет урожай в 10 тонн. Десять тонн на гектаре за неполные сутки! йот где поистине сказочные резервы для получения жизненно важного белка! Понятно, что эта перспектива не может не волновать ученых всех стран, и мобильные японцы уже поспешили организовать целую отрасль промышленного производства столь выгодной белковой продукции.

Зачисляют водоросли на службу человеку и наши ученые. Например, сине-зеленых обитателей Тамбукан-ского озера близ Пятигорска они предложили использовать как отличное бактерицидное средство. Теперь из них налажено производство нового препарата - циа-нофитина.

Но это лишь начало.

Неисчерпаемые резервы заключены и в других особенностях сине-зеленых универсалов. Ведь они в состоянии регенерировать углекислоту и окислять сероводород, разлагать многие органические кислоты и, как уже упоминалось, вовсе не чувствительны к радиации.

Если обычное растение на уменьшение тепла или света немедленно отвечает снижением урожая, то сине-зеленые действуют по-иному. Увеличивая в своих клетках количество пигмента, они продолжают связывать не меньше солнечной энергии, чем прежде. Великий ученый Тимирязев, сокрушаясь, что сельскохозяйственные растения усваивают лишь около одного процента солнечной энергии, говорил, что человеку надлежит или усовершенствовать растение, или создать искусственный прибор. Сине-зеленые способны утилизировать при фотосинтезе вдвое больше солнечной энергии.

Значит, и в решении столь кардинальной задачи водоросли могут пригодиться...