Представители других систематических групп водорослей в составе планктона Мирового океана играют подчиненную роль. Это свидетельствует о том, что именно те водоросли, которые господствуют в пресных водах (а некоторые из них вызывают нежелательное цветение воды), в океане встречаются редко или вовсе отсутствуют. Так, зеленые водоросли представлены в морском планктоне лишь немногими видами, например Halosphaera viridis, а сине-зеленые водоросли — видами рода Trichodesmium. Вид T. erythraeum может придавать интенсивную красную окраску воде в тропических морях; ему-то и обязано своим названием Красное море.
Давно отмечено, что одни планктонные организмы обнаруживаются только в теплых, другие — только в холодных морях. Кроме того, распространение одних форм ограничено исключительно прибрежными водами, а других — водами, удаленными от морских берегов. Действительно, разные районы морей характеризуются присущим лишь им планктоном, и уже издавна планктонные организмы (планк-теры) использовались в качестве тест-объектов при изучении направления морских течений. Так, например, в Северном море (наиболее полно исследованном из всех морей, примыкающих к Атлантическому океану) выявлено 16 разных регионов, обнаруживающих удивительное сходство в составе планктона отдельных водных толщ.
Первичная продукция фитопланктона (в граммах углерода на 1 м2 в год) как показатель продуктивности разных регионов Мирового океана
Но разные районы Мирового океана различаются не только видовым составом планктона, но и плотностью заселения воды планктонными организмами. Таким образом, при изучении морей мы встречаемся с явлениями, подобными тем, с которыми познакомились при рассмотрении растительных сообществ разных климатических зон земного шара. Наряду с регионами Мирового океана, где растительные организмы представлены обильно, имеются и такие, где растений очень мало. И если мы зададимся вопросом о причинах, приводящих к таким различиям в продуктивности планктона, то придем к рассмотрению основного процесса, обусловливающего существование жизни на нашей планете, — процесса создания органических веществ из неорганических. Если не учитывать хемосинтез — процесс, который осуществляют только немногие бактерии и который в круговороте веществ в природе играет лишь подчиненную роль, то основным процессом, при котором из неорганических соединений создаются органические, оказывается фотосинтез. Мы называем его процессом первичного продуцирования органических веществ. Фотосинтез может осуществляться только растительными организмами; для его обеспечения необходимы свет как источник энергии, углекислый газ, вода и питательные вещества. Вода и, вероятно, углекислота в морях имеются в избытке. Но обеспеченность растительных организмов светом и питательными веществами в разных регионах Мирового океана очень различна, что и обусловливает различия в продуктивности планктона.
Наконец, рассмотрим факторы, влияющие на проникновение солнечного света в воду. При этом следует иметь в виду, что растительные организмы внутри толщи воды могут использовать примерно лишь половину видимой части солнечного света. Вторая половина приходится на долю тех областей спектра, которые не служат источником энергии для ассимиляции углерода. При вхождении света в толщу воды часть его теряется в результате отражения от водной поверхности. Величина потерь в виде отраженного света зависит от положения солнца на небосводе и от состояния поверхности воды. В итоге до 30% света может быть утрачено. А уже в самой толще воды в результате рассеивания растворенными веществами и взвешенными мельчайшими частицами, а также поглощения свет претерпевает сильные количественные и качественные изменения, которые могут варьировать в разных регионах и в разные времена года.
Зависимость продуктивности фитопланктона на разных глубинах Мирового океана от вертикального распределения света в воде. Наибольшая продуктивность на глубине, где освещенность составляет 1/3 от освещенности самого верхнего слоя воды
Вдали от побережий в Средиземном море свет может проникать на глубину до 400 м, а в Саргассовом море, в самой бедной планктоном части Мирового океана, даже до 1000 м. Однако толщина слоя воды, в котором способен осуществляться фотосинтез, оказывается значительно меньшей. Освещенность, при которой образование органических веществ в результате фотосинтеза и их потребление самими продуцентами уравновешиваются, называют компенсационной точкой. Она обнаруживается примерно на той глубине, куда еще доходит 1 % солнечного света, проникшего в глубь воды. Во многих тропических областях Мирового океана компенсационная точка лежит на глубинах 40 — 50 м, в Балтийском же море (в зависимости от времени года) — на глубине 1 — 17 м, а в некоторых лагунах и заливах — лишь в нескольких дециметрах от поверхности воды.