До сих пор я говорил только об изменениях в растительности под влиянием высоты и широты, но то же самое в равной степени верно и для животных. Каждая зона земной поверхности имеет своих животных, приспособленных к условиям, в которых им суждено жить; и за исключением тех, которые сопровождают человека во всех его странствиях и подвержены тем же модифицирующим влияниям, благодаря которым он приспосабливает свой дом и себя ко всем климатическим условиям, животные абсолютно связаны законами своей природы в пределах отведенного им ареала. И это касается не только суши, где берега рек, озер и горные хребты могли бы считаться непреодолимыми границами, удерживающими животных в определенных пределах; но океан, как и суша, имеет свою фауну и флору, ограниченные соответствующими зоологическими и ботаническими провинциями; и гранитная стена не более непреодолима для морского животного, чем та океанская черта, пусть даже текучая, подвижная и вечно меняющаяся, на которой для него написано: «До сих пор дойдешь и не перейдешь». Одно слово о влиянии давления на животных объяснит это.
Все мы живем под давлением атмосферы. Тридцать два фута под уровнем моря удваивают это давление, поскольку столб воды такой высоты по весу равен давлению одной атмосферы. Таким образом, на глубине тридцать два фута любое морское животное находится под давлением двух атмосфер — той, что окружает наш земной шар, и веса воды, равного ей; на глубине шестьдесят четыре фута оно находится под давлением трех атмосфер, и так далее — вес одной атмосферы всегда прибавляется на каждые тридцать два фута глубины. Существует большая разница в чувствительности животных к этому давлению. Некоторые рыбы живут на большой глубине и находят вес воды благоприятным для себя, в то время как другие погибли бы мгновенно от такого же давления, и последние естественно ищут мелководье. Каждый рыбак знает, что для ловли палтуса нужно забрасывать длинную леску, тогда как обычной удочкой он наловит много окуней у скал недалеко от берега; а разноцветные полосы морских водорослей, обнажающиеся во время отлива, от зеленой линии ульв через бурую зону обычного фукуса до розовых и пурпурных оттенков водорослей на большей глубине, показывают, что флора, как и фауна океана, имеет свои точные границы. Этот более широкий или узкий диапазон распространения морских животных находится в прямой зависимости от их строения, которое позволяет им выдерживать большее или меньшее давление воды. Все рыбы, и, по сути, все животные, имеющие широкий диапазон распространения в океанских глубинах, обладают специальным аппаратом водных пор, так что окружающая среда проникает в их структуру, тем самым выравнивая давление веса, которое уменьшается извне пропорционально количеству воды, которое они могут впустить в свои тела. Морские животные различаются по своей способности выдерживать это давление, точно так же, как наземные животные различаются по своей способности переносить значительные колебания климата и атмосферного давления.
Из всех дышащих воздухом животных никто не проявляет более удивительной способности приспосабливаться к значительным и быстрым изменениям внешних воздействий, чем кондор. Его можно увидеть кормящимся на морском берегу под палящим тропическим солнцем, а затем, поднявшись после трапезы, он парит среди высочайших вершин Анд и исчезает из виду за ними, в милях над линией вечных снегов, где температура должна быть ниже, чем в Арктике. Но даже кондор, совершающий за один полет переход от тропической жары к арктическому холоду, хотя и испытывает большие перепады температуры, не подвергается таким изменениям давления, как рыба, поднимающаяся с глубины шестидесят четырех футов к поверхности моря; ибо первый остается в пределах воздуха, окружающего наш земной шар, и поэтому увеличение или уменьшение давления, которому он подвергается, должно ограничиваться пределами одной атмосферы, в то время как последняя на глубине шестидесят четырех футов находится под весом, равным трем таким атмосферам, который снижается до одной, когда она достигает уровня моря. Изменение еще значительнее для тех рыб, которые поднимаются с глубины в несколько сотен футов. Эти законы ограничения в пространстве объясняют многие факты в росте коралловых рифов, которые в противном случае были бы необъяснимы, и которые я постараюсь прояснить для своих читателей.
Долгое время предполагалось, что коралловые животные обитают на очень больших глубинах, поскольку их иногда поднимали на лотах с глубины многих сотен или даже тысяч футов, и считалось само собой разумеющимся, что они должны были обитать там, где их находили; но факты, недавно установленные относительно опускания океанского дна, показали, что основание коралловой стены могло опуститься далеко ниже того места, где оно было заложено, и теперь доказано вне всякого сомнения, что ни один рифообразующий коралл не может процветать на глубине более пятнадцати саженей, хотя кораллы других видов встречаются гораздо глубже, и что мертвые рифовые кораллы, иногда поднимаемые на поверхность с гораздо больших глубин, являются лишь обломками рифа, который опустился вместе с дном, на котором он рос. Но хотя пятнадцать саженей — это максимальная глубина, на которой может процветать любой рифообразователь, существует много таких, которые не выдерживают даже такой степени давления, и этот факт, как мы увидим, оказывает важное влияние на структуру рифа.
Представьте теперь наклонный берег на каком-нибудь тропическом побережье, постепенно спускающийся под поверхность моря. На этом склоне, на глубине от десяти до двенадцати или пятнадцати саженей и в двух, трех или более милях от материка, в зависимости от пологости берега, мы предположим, что одно из тех маленьких коралловых животных, для которых дом на такой глубине является благоприятным, обосновалось. Как случилось, что такое существо, которое, как мы знаем, неподвижно прикреплено к грунту и образует основание прочной стены, вообще смогло свободно плавать в воде, пока не нашло подходящее место для отдыха, я объясню позже, когда скажу несколько слов о способе размножения этих животных. Примите на момент мое не подкрепленное доказательствами утверждение и посадите наш маленький коралл на этот наклонный берег на глубине двенадцати или пятнадцати саженей под поверхностью моря. Внутреннее строение такого коралла соответствует строению актинии: тело разделено вертикальными перегородками сверху донизу, оставляя между ними открытые камеры, в то время как в центре висит пищеварительная полость, соединяющаяся через отверстие в нижней части со всеми этими камерами; сверху находится отверстие, служащее ртом, окруженное венчиком полых щупалец, каждое из которых соединяется у основания с одной из камер, так что все части животного свободно сообщаются друг с другом. Но хотя строение коралла во всех своих частях идентично строению актинии, оно тем не менее представляет одно важное отличие. Тело актинии мягкое, тогда как тело коралла твердое. Хорошо известно, что все животные и растения обладают способностью присваивать себе и ассимилировать необходимые им материалы, каждое выбирая из окружающей среды то, что способствует его благополучию. Растение берет углерод, животное берет кислород, каждое отвергая то, что требуется другому. Мы сами строим свои кости из извести, которую бессознательно находим в окружающем нас мире; большая часть нашей пищи снабжает нас ею, и сами овощи, которые мы едим, возможно, сами питались из каких-то старых известковых пластов, отложившихся столетия назад. Мы все представляем собой материалы, которые способствовали построению наших тел. Теперь кораллы обладают в чрезвычайной степени способностью ассимилировать известь, содержащуюся в соленой воде вокруг них; и как только наш маленький коралл обосновывается на прочном фундаменте, во всех стенках его тела начинает образовываться известковое отложение, так что его основание, его перегородки и его внешняя стенка, которые у актинии всегда остаются мягкими, у полипа-коралла становятся совершенно твердыми и образуют каркас, твердый как кость. Естественно спросить, откуда в море берется известь, которую кораллы поглощают в таких количествах. Что касается живых кораллов, ответ прост, ибо огромное количество извести приносится в океан реками, которые размывают известковые отложения, через которые они протекают. Миссисипи, чье русло проходит через обширные известковые регионы, ежегодно приносит достаточно извести, чтобы обеспечить всех животных, живущих в Мексиканском заливе. Но за этим скрывается вопрос, не столь легко решаемый, о происхождении обширных отложений известняка, найденных в самом начале жизни на Земле. Эта проблема подводит нас к порогу астрономии, ибо известняк имеет металлическую природу, следовательно, восприимчив к плавлению и мог составлять часть материалов нашей Земли, даже в раскаленном состоянии, когда миры только формировались. Но хотя это исследование происхождения извести не относится ни к натуралисту, ни к геологу, его упоминание напоминает нам, что пришло время, когда все науки и их результаты настолько тесно связаны, что ни одна из них не может развиваться независимо от других. С тех пор как изучение горных пород выявило бурную жизнь, записи о которой хранятся в них, работа геолога и натуралиста стала единой, и на той пограничной земле, где первая земная кора сконденсировалась из огненной массы материалов, сформировавших ее самое раннее состояние, их исследование смешивается с исследованием астронома, и мы не можем проследить известняк в маленьком коралле, не возвращаясь к созданию нашей Солнечной системы, когда миры, составляющие ее, были выброшены из центральной массы в газообразном состоянии.
Когда коралл таким образом пропитывается известью, все части тела становятся жесткими, за исключением верхнего края, желудка и щупалец. Щупальца мягкие и колышущиеся, они выдвигаются или втягиваются по желанию, сохраняют свой гибкий характер на протяжении всей жизни и разлагаются после смерти животного. По этой причине засушенные экземпляры кораллов, хранящиеся в музеях, не дают ни малейшего представления о живых кораллах, в которых каждое из миллионов существ, составляющих такое сообщество, увенчано колышущимся венчиком белых, зеленых или розовых щупалец.
Как только маленький коралл прочно обосновывается и надежно прикрепляется к грунту, он начинает почковаться. Это может происходить различными способами: делением сверху или почкованием от основания или от боков, пока первоначальное животное не оказывается окруженным множеством подобных ему особей, ядром которых оно является, и которые теперь, в свою очередь, начинают почковаться, каждое окружая себя многочисленным потомством, при этом все они остаются прикрепленными к родителю. Такое сообщество растет до тех пор, пока число его особей не исчисляется миллионами; и я сам насчитал не менее четырнадцати миллионов особей в коралловой массе, измеряемой не более чем двенадцатью футами в диаметре. Это так называемые коралловые головки, которые образуют фундамент коралловой стены, и их массивный характер и правильная форма, по-видимому, особенно приспособлены для того, чтобы дать прочное, твердое основание всей структуре. В наших классификациях они известны как астреи, названные так из-за звездообразной формы маленьких ямок, которые теснятся на поверхности, каждая из которых отмечает место одного индивидуума в таком сообществе.
Так твердо и прочно закладывается фундамент рифа астреями; но мы видели, что для их успешного роста им требуется определенная глубина и давление воды, и когда они поднимают стену так высоко, что над ними остается не более шести саженей воды, этот вид коралла перестает расти. Однако они подготовили подходящую поверхность для других видов кораллов, которые не могли бы жить на глубинах, откуда пришли астреи, но находят свой благоприятный дом ближе к поверхности; такой дом, подготовленный для них предшественниками, теперь позволяет им обосноваться на вершине коралловой стены и продолжать ее рост в течение определенного времени. Это мандрины, или так называемые мозговые кораллы, и пориты. Мандрины отличаются от астрей менее компактными и четкими ямками. У астрей место, занимаемое животным в сообществе, отмечено маленьким звездообразным пятнышком, в центре которого сходятся все перегородки. Но у мандрин, хотя все перегородки сходятся к центральному отверстию, как у астрей, эти центральные отверстия удлиняются, сливаются друг с другом и образуют колышущиеся борозды по всей поверхности, вместо маленьких круглых ямок, столь характерных для астрей. Пориты напоминают астрей, но ямки у них меньше, с меньшим количеством перегородок и щупалец, а все их вещество более пористое.
Но и они имеют свои границы в море: они, в свою очередь, достигают предела, за который им запрещено переходить законами их природы, и там они также останавливаются. Но коралловая стена продолжает свое неуклонное продвижение; ибо здесь появляются более легкие виды — мадрепоры, миллепоры и большое разнообразие морских вееров и коралловых водорослей, и риф в конце концов увенчивается разноцветным кустарником из низкого перистой формы роста. Все они имеют ветвистую форму, и многие из них являются простыми известковыми растениями, хотя большинство из них — настоящие животные, напоминающие, однако, скорее нежные водоросли, чем каких-либо морских животных; но при исследовании последних обнаруживается, что они покрыты мириадами крошечных точек, каждая из которых представляет одно из маленьких существ, из которых построено целое.
Я хотел бы добавить здесь одно слово об истинной природе миллепор, долгое время неправильно понимаемой натуралистами, потому что это проливает свет не только на некоторые интересные факты относительно коралловых рифов, особенно древних, но и потому, что это говорит нам кое-что о ранних обитателях земного шара и показывает нам, что класс лучистых, который считался отсутствующим в том первобытном творении, имел своих представителей тогда, как и сейчас. В диаграмме геологических периодов, представленной в предыдущей статье, я изобразил все три класса лучистых — полипов, акалеф и иглокожих — как присутствующих на первом ярусе нашего земного шара, который был хоть сколько-нибудь обитаем. Но только недавно были найдены положительные доказательства существования акалеф, или медуз, как их называют, в тот ранний период. Само их название указывает на их нежное строение; и если бы в горных породах не сохранилось остатков этих мягких, прозрачных существ, это все равно не было бы доказательством того, что они не существовали. Однако, какими бы хрупкими они ни были, они оставили здесь и там некоторые слабые следы своего существования, и в музее в Карлсруэ, на плите из Золенхофена, я видел очень совершенный контур одного из них, который до сих пор остается неописанным. Это, однако, не относит их дальше юрского периода, и только недавно я убедился, что они не только существовали, но и были одними из самых многочисленных животных в первом представлении органической жизни.
Самые ранние кораллы соответствуют в некоторых особенностях своего строения миллепорам. Они отличаются от них, как все ранние животные отличаются от последующих, причем каждый геологический период имеет свой особый набор представителей. Но все же они всегда верны своему классу и имеют определенное общее соответствие с животными подобного рода, которые следуют за ними в более поздние периоды. В этом смысле миллепоры в нашу эпоху являются представителями тех ранних кораллов, называемых натуралистами Tabulata и Rugosa, — отличающихся от полиповых кораллов горизонтальными перегородками, колышущимися у одних, прямыми у других, которые делят тело поперечно на последовательных высотах по всей его длине, а также отсутствием вертикальных перегородок, простирающихся от верха до низа каждого животного, столь характерных для настоящих полипов. Как я уже сказал, их долгое время считали, несмотря на эти различия, полипами, и я разделял это мнение, пока зимой 1857 года, проводя исследования на коралловых рифах Флориды, одна из этих миллепор не открылась мне в своем истинном характере акалефы. Только по ее мягким частям — тем частям, которые видны только в живом состоянии и когда животное полностью открыто — можно распознать ее акалефный характер, и это объясняет, почему ее так долго принимали за полип при изучении в сухом коралловом материале. Ничто не могло превзойти моего изумления, когда я впервые увидел такое животное полностью расправленным и обнаружил, что оно является настоящей акалефой. Чрезвычайно трудно увидеть их в этом состоянии, ибо при любом приближении они втягиваются и остаются закрытыми для любого исследования. Только однажды, на короткий час, у меня была такая возможность; в течение этого времени одно из этих маленьких существ открыло мне все свое строение, как будто желая рассказать мне раз и навсегда историю своего существования через все последовательные эпохи от зари Творения до наших дней, а затем удалилось. При самом терпеливом наблюдении мне никогда не удавалось увидеть, чтобы кто-то из них открылся снова. Но чтобы установить факт, что один из кораллов, представленных с самого раннего периода до наших дней и, по сути, гораздо более многочисленный в начале, чем любой другой, был на самом деле не полипом, а акалефой, того мимолетного взгляда, что у меня был, было вполне достаточно. Оно появилось, как будто чтобы засвидетельствовать свой класс — как будто чтобы сказать: «Мы тоже были среди сонма живых существ, которыми Бог впервые населил Свою землю».
С этими ветвистыми кораллами риф достигает уровня прилива, выше которого, как я уже сказал, дальнейший рост невозможен из-за отсутствия действия свежей морской воды. Эта зависимость от оживляющего влияния моря объясняет одну неизменную особенность коралловых стен. Они всегда обрывисты и круты со стороны моря, но имеют пологий склон в сторону суши. Это объясняется тем обстоятельством, что кораллы на внешней стороне рифа находятся в непосредственном контакте с чистой океанской водой, в то время как своим ростом они частично ограничивают доступ к этому влиянию для внутренних кораллов — быстрый рост последних также затрудняется любыми загрязнениями или посторонними материалами, смываемыми с соседнего берега и смешивающимися с водой, заполняющей канал между материком и рифом. Таким образом, коралловые рифы, будь то построенные вокруг острова, концентрически к закругленному берегу или вдоль прямой линии побережья, всегда имеют уклон в сторону суши, в то время как они сравнительно обрывисты и круты по направлению к морю. Об этом следует помнить, ибо, как мы увидим далее, это имеет важное значение для вопроса о времени, иллюстрируемого коралловыми рифами.