Жизнь подземных вод и пещер

Жизнь подземных вод и пещер

Человек, проникший в пещеру, попадает из многокрасочной яркой природы в совершен­но иной мир: полный мрак и необыкновенная тишина, которая нарушается лишь однообраз­ным тихим звуком падающих капель. Фонарь освещает сталактиты и сталагмиты. Срастаясь, они иногда принимают причудливые формы, напоминающие фигуры людей, фантастических животных или развалины каких-то сказочных замков. Внутри пещеры сыро, воздух здесь влажный. Температура круглый год постоян­ная и соответствует среднегодовой температуре местности, где находится пещера. Летом в пе­щерах всегда прохладнее, а зимой теплее, чем снаружи. В некоторых пещерах скрыты под­земные озера и текут подземные реки. И почти во всех пещерах есть жизнь.

Во многих пещерах живут огромными коло­ниями летучие мыши. Они находятся в пещерах только днем, ночью же вылетают наружу и охотятся за насекомыми. Как же ле­тают эти животные в полной темноте, не на­талкиваясь на стены и известковые образова­ния? Оказалось, что летучие мыши способны издавать и воспринимать ультразвуковые коле­бания. Ультразвуковые волны отражаются от всех находящихся перед животным предме­тов и позволяют ему прекрасно ориентировать­ся в абсолютном мраке пещеры. Частота этих издаваемых мышами ультразвуковых колеба­ний около 50 тыс. в секунду. Человеческое ухо их не слышит.

Таким образом, летучие мыши снабжены аппаратом, действующим по прин­ципу радара. Этот аппарат помогает им не только летать внутри и вне пещеры, но и ловить на лету мелких насекомых. В местах обитания летучих мышей скапливается огромное коли­чество их помета, а в нем копошатся мокрицы, многоножки-кивсяки, ро­ются земляные черви и личинки мух, прыгают бескрылые насекомые — ногохво­ст к и, ползают улитки и паукообразные ложноскорпионы. В пещерах можно найти водных животных, обитающих не в воде, например рачковбокоплавов. Большая влажность воз­духа позволяет им передвигаться в поисках пищи и по суше. А сухопутные животные, при­способившиеся к влажной атмосфере, попада­ются не только на полу и стенах пещеры, но и на дне луж и ручьев. На поверхности земли такое смешение сухопутных и водных живот­ных встречается крайне редко.

Помет летучих мышей для многих подзем­ных животных такая же основная пища, как зеленые растения — для наземных. А в пеще­рах, где летучих мышей нет, подземные живот­ные питаются бактериями. В иле пещерных озер и рек бактерии размножаются в огромном количестве. Например, в водоеме одной пещеры близ Кутаиси бактерии составляют пятую часть донного ила. Бактериями питаются в пещерах не только водные, но и сухопутные животные, Кроме того, животные поедают остатки расте­ний, заносимые потоками воды с поверхности земли.

Среди пещерных животных мало хищников. К ним относятся лишь пауки, которые плетут тенета, ловят ногохвосток и залетающих в пе­щеру мух, да ложноскорпионы, охотящиеся за ногохвостками. На поверхности земли многие из жуков хищники, например жужелицы, божьи коровки. Они нападают на других на­секомых и убивают их сильными челюстями. В пещерах же все жуки приспособились к питанию илом и разлагающимися органическими веществами. У подземных жуков тонкие, неж­ные челюсти, длинные и слабые ноги, непри­годные для погони.

В пещерах встречаются животные, попав­шие туда случайно. Если такие животные не выберутся из непривычных условий жизни, они обычно погибают. Но некоторые животные оди­наково хорошо чувствуют себя и в пещерах, и в сходных условиях на поверхности земли— погребах, в расщелинах скал, в шахтах и в лес­ной подстилке. К ним относятся: кузне­чики, пауки-сенокосцы, дожде­вые черви.

Большинство же животных, обитающих в пещерах, рождаются, живут и умирают в под­земном мире. Они способны жить только под землей и никогда не встречаются на ее поверх­ности. Строение их имеет характерные особен­ности. На поверхности земли окраска тела необ­ходима животному для защиты от вредного дей­ствия ультрафиолетовых лучей и помогает ему скрываться от врагов или охотиться за другими животными (см. ст. «Окраска и подражание в мире животных»). Пещерным животным не нужно ни то, ни другое: в темноте окраска тела не видна. Поэтому цвет тела у них белый, жел­товатый или розоватый.

У всех пещерных животных глаза частично ми вовсе утрачены. В вечной темноте зрение бесполезно. Часто бывает и так: у новорожден­ных глаза есть и даже видят, но взрослое жи­вотное теряет способность видеть. У некоторых видов животных глаза зарастают кожей.

В пещерах Югославии и Южной Австрии живет хвостатое земноводное — протей. У него червеобразное тело длиной до 28 см и сжатый с боков хвост. Желтая или розовая кожа протея лишена красящего вещества — пигмента. Жабры у него наружные, такие же, как у головастиков лягушки или у аксолотлей. Глаза можно различить лишь у личинок; у взро­слого протея они затянуты кожей. Наличие глаз у личинок свидетельствует о том, что далекие предки протея жили на поверхности земли. В нормальных условиях, в пещере, сам­ка рождает одну-две очень крупные (до 12 см) живые личинки. Но в аквариуме при температу­ре выше 15° самка откладывает яйца.

На востоке США и на юге Канады живет другой вид протея. Американский протей, в от­личие от европейского, обитает в открытых пресных водоемах. Поэтому в коже его есть пиг­мент и окраска у него яркая: на сером фоне черные пятна с желтым ободком. Глаза у этого протея очень маленькие, но заметны не только у личинок, но и у взрос­лых животных.

У пещерных живот­ных потерянное зрение возмещается сильно раз­витыми слухом, осяза­нием, обонянием. Это позволяет животным ориентироваться в аб­солютной темноте. Ноги и усики у пещерных насекомых, паукообраз­ных и ракообразных значительно длиннее, чем у наземных родственников, и покрыты много­численными чувствительными щетинками и волосками. Это органы обоняния и осязания. У пещерных рыб сильно развита и видоизме­нена боковая линия — орган, воспринимающий колебания воды. По бокам головы у них распо­ложены отростки с чувствительными нервами. Эти отростки помогают рыбе находить пищу.

Неизменные в течение года условия жизни под землей сказываются на росте и времени размножения животных. Зимой рост большин­ства наземных беспозвоночных замедляется или вовсе приостанавливается. Это можно видеть, например, на раковинах моллюсков. На них откладываются зимние, более узкие кольца, соответствующие периоду замедленного роста. Подземные же моллюски растут равномерно весь год, и на их раковинах нет зимних колец.

На поверхности земли период размножения очень короток и совпадает с наиболее благопри­ятным для этого временем года. В подземном же мире животные размножаются круглый год.

Жизнь есть не только в пещерах, но и глубо­ко под землей — в грунтовых водах. Ученые процедили через шелковую сетку воду, получен­ную при глубоком бурении. На фильтре ос­тались крохотные, в миллиметр длиной, никем еще не виданные животные. У них тонкое чер­веобразное тело, и потому они могут передви­гаться по узким капиллярным ходам, проле­зать между песчинками и частицами грунта. Эта удивительная подземная фауна еще мало изучена.

Исследуя подземных животных и их распро­странение, ученые сделали любопытные выво­ды. Было обнаружено, например, что многие виды животных, обитающих в пещерах Закав­казья и Крыма, очень близки к подземным ви­дам Балканского п-ова. Следовательно, в дале­кие времена на месте современных Черного и Эгейского морей была суша. Эта суша погру­зилась под воду, и единая некогда область распространения животных оказалась раздроб­ленной. В подземных водах Испании и о-ва Мадейра живет один и тот же вид рачков-бокоплавов. Следовательно, можно говорить о том, что раньше Мадейра была соединена с материком и предки рачка существовали еще в ту далекую геологическую эпоху.

Многие виды пещерных животных Закав­казья и Южной Европы очень близки к тропи­ческим наземным и подземным видам. По-ви­димому, пещерная фауна этих стран содержит остатки населения того далекого времени, ког­да в Европе был тропический климат, а было это около 50 млн. лет назад. В пещерах, так же как и в тропиках, нет резких сезонных и суточ­ных колебаний температуры и влажности воздуха. После наступания ледника многие живот­ные, жившие в Европе на поверхности земли, не смогли приспособиться к новым условиям жизни и погибли. Между тем в пещерах климат изменился не так резко, и животные, жившие там, сохранились.

В пресных подземных водоемах живут виды, родственные не только пресноводным, но и мор­ским животным. Например, в колодцах пусты­ни Каракумы советский ученый А. Л. Брод­ский нашел морских животных — раковинных одноклеточных корненожек форамини­фер (см. ст. «Простейшие животные»). Эти корненожки отличаются от морских видов лишь меньшими размерами, более тонкими стенками раковин и некоторыми другими при­знаками. Такая находка задала науке трудную задачу: как случилось, что типично морское жи­вотное обитает в пустыне в 300 км от ближай­шего моря. Бродский объясняет это тем, что пески Каракумов погребли часть древнего океана; населявшие его фораминиферы изме­нились, приспособились к новым условиям жизни и дожили до наших дней.

В пещерах о-ва Куба найдены рыбки, при­надлежащие к глубоководному семейству. Пе­щерный равноногий рак, обитающий во Фран­ции, Италии и Северной Америке, очень близок к глубоководному морскому раку и одновре­менно к ископаемым ракам, существовавшим 155 млн. лет назад. Из этого можно сделать вы­вод, что формы, некогда широко распространен­ные в море, сохранились сейчас лишь на больших океанических глубинах и в подземных пресных водах.

Проникновение морской фауны в подземные пресные воды происходило разными путями. Некоторые морские животные приспособились к жизни в устьях подземных рек, впадающих в море, и по подземному течению этих рек пере­брались в пещеры. Большое количество под­земных животных прошло другой путь — через морской песок. В капиллярных ходах морского песка живут своеобразные животные, часть которых близка к подземным. Эти ходы соеди­няются с системой грунтовых пресных вод. Организмы, еще в море приспособившиеся к под­земному образу жизни, прошли через капилляр­ные ходы в пресные воды. Этот процесс совер­шался, вероятно, в морях далекого прошлого. Кроме того, большое количество животных, обитающих в пещерных водах, родственны животным пресных вод на поверхности земли. Но среди них встречаются и виды, предки ко­торых в наземных водах давно уже вымерли.

Таким образом, пещеры и подземные воды ока­зались убежищем для животных, исчезнувших на поверхности земли и в океане.

В Советском Союзе много больших пещер. На Кавказе, в окрестностях Сочи и Хосты, их около 300, а на Урале, в Пермской области,— более 100. Некоторые из пещер очень велики. Общая длина ходов Красных пещер близ Сим­ферополя в Крыму достигает почти 12 км, длина ходов ледяной Кунгурской пещеры на Урале, а также Воронцовской пещеры на Кав­казе превосходит 5 км. За пределами нашей страны есть еще более крупные пещеры. Длина Агтелекской пещеры на границе между Вен­грией и Чехословакией 22 км. Самая большая в мире — Мамонтова пещера в США. Общая длина ее галерей и залов 240 км.

Пещеры привлекают внимание ученых и на­туралистов. Их изучение интересно и в спор­тивном отношении. Для того чтобы исследо­вать пещеру до самого ее конца, обычно надо владеть приемами альпинизма. «Альпинизм в темноте» осуществляется при помощи лест­ниц и веревок, особенно необходимых при про­никновении в вертикальные шахты и колод­цы, часто достигающие значительной глубины. Специальные фонари помогают рассеять под­земный мрак и увидеть много замечательного. Наука о пещерах носит специальное название — спелеология или спелеология.

Геологи и географы изучают горные породы, в которых залегает пещера, а также ее форму, направление ходов, характер заполняющих ее известковых образований (сталактитов, сталаг­митов и др.). Благодаря этому они получают представление о работе подземных вод, которые создали подземные пустоты. Нередко в пещерах находят образовавшиеся в них ценные мине­ралы. Археологов пещеры привлекают потому, что в них часто сохраняются остатки утвари, а иногда и скелеты древних людей, использо­вавших пещеры для жилья, в качестве хра­мов или мест захоронения.

Есть пещеры, где обнаружены замечатель­ные по выразительности рисунки первобытных людей, изображающие животных, на которых они охотились. Наконец, зоологи находят в пещерах много замечательных, еще мало из­ученных подземных животных.

Изучение подземной фауны имеет и некото­рое практическое значение. Для решения во­просов водоснабжения, особенно в районах рас­пространения известняков (Горный Крым, За­кавказье, многие районы Средней Азии), тре­буются точные сведения о подземных водных потоках. Гидрогеологи часто должны выяснять, откуда, например, питаются два каких-нибудь ключа: из одного подземного резервуара или из разных. Зоологи могут помочь им решить эту задачу. Если окажется, что эти ключи вы­носят одинаковых подземных животных, то, очевидно, они берут начало из одного бассей­на. И наоборот: в случае различий в подземной фауне двух ключей следует допускать различия и в источниках их питания. Совместная работа гидрогеологов и зоологов позволяет устано­вить сложную картину движения подземных вод и указать, как лучше использовать эти воды для снабжения населения, орошения полей и для других хозяйственных нужд.