До 50-х годов нашего века большинство биологов были склонны считать, что коралловые полипы — строгие вегетарианцы. Полагали, что они питаются микроскопическими водорослями фитопланктона, а в случае нужды могут переваривать и своих симбионтов. Это ошибочное представление опроверг английский зоолог Морис Йонг. Он неопровержимо доказал, что коралловые полипы, как и подобает кишечнополостным, — настоящие плотоядные животные. Они питаются зоопланктоном и совершенно не способны усваивать растительную пищу. Йонг показал опытным путем, что даже при неблагоприятных условиях — голодании, нехватке кислорода, понижении температуры — зооксантеллы совершенно не усваиваются полипами, хотя и попадают в их кишечную полость. В случае серьезного заболевания полипа (а кораллы болеют, подобно всем живым существам) зооксантеллы погибают и сначала выталкиваются в кишечную полость, а затем выводятся наружу.
Если поместить колонию кораллов в темноту, ее зооксантеллы также погибнут. Что касается кораллов, то одни виды останутся в живых и будут продолжать нормально развиваться, другие окажутся в угнетенном состоянии, третьи отомрут. Пожалуй, крайний пример зависимости от эндосимбионтов подают кораллы альционарии. Они нацело утратили способность питаться самостоятельно, а на животную пишу вообще не реагируют. У них даже редуцировались некоторые участки пищеварительной полости.
При разнообразии реакций на потерю симбионтов все три группы сходны в одном: они утрачивают при этом «профессию» каменщиков, способность строить рифы. Факты такой «дисквалификации» кораллов побудили исследователей искать разгадку таинственной связи между жизнедеятельностью симбионтов и накоплением извести их хозяевами.
Долго думали, что постройка скелета в основном «дело рук» зооксантелл. Существуют же свободноживущие известковые водоросли — литотамнии, способные возводить рифы не хуже кораллов. Иногда их вклад в постройку рифа даже значительнее, чем самих полипов. Не они ли скрепляют прочной розово-красной «штукатуркой» волнорезный гребень на краю рифа? В пользу гипотезы о строительных способностях зооксантелл как будто косвенно свидетельствовал и тот факт, что по массе эти симбионты намного превосходят кораллы. Существовало также мнение, будто в своей созидательной деятельности водоросли используют продукты выделения полипов, например углекислый газ.
Йонг и другие исследователи доказали, что основа симбиоза кораллов и водорослей та же, что и у других зеленых животных. Водоросли поселяются в теле кораллов ради углекислоты, азотистых и фосфорных продуктов выделения. Углекислота идет не на образование извести, а на фотосинтез глицерина, из жидких же продуктов выделения водоросли строят белковое вещество своего тела. Симбионты, следовательно, заменяют кораллам органы выделения, поглощая отходы их жизнедеятельности. В свою очередь кораллы получают от симбионтов в дневное время дополнительные порции кислорода и, возможно, часть глицерина. В этих взаимных выгодах и кроется основное условие их альянса. В этом и главная причина любви кораллов к свету.
По-видимому, живя в теле кораллов, водоросли участвуют в образовании рифов опосредствованно. Поставляя кислород и удаляя продукты обмена, они создают условия для быстрого роста кораллов, а тем самым и для наращивания их мощного скелета.
Начиная с 60-х годов американские специалисты Т. и Н. Горо стали экспериментально исследовать биохимическую сторону механизма отложения извести у кораллов с помощью радиоактивного изотопа углерода. Им удалось установить, что между интенсивностью фотосинтеза и скоростью отложения извести существует прямая зависимость: на свету этот процесс шел в девять раз быстрее, чем в темноте. По свидетельству другого исследователя, американца Уэйнрайта, толчок к отложению извести дают водоросли. Они вырабатывают некое хитиноподобное вещество, на котором, как на твердой основе, и откладывается известь будущего скелета.
В общем секрет слаженной работы кораллов и водорослей все еще остается для нас загадкой. По сути дела наука только начинает подбирать ключи к тайнам этой сложнейшей симбиотической системы. Об одном интересном открытии советского исследователя, касающемся питания кораллов, будет сказано в последней главе книги.