Б. К. Павлов
1. Озеро Байкал — самое древнее озеро на планете
Сходные по происхождению рифтовые озера Центральной Африки — Танганьика и Ньяса — сформировались в современном виде в послеледниковое время — около 9–10 тыс. лет назад.
Пять великих американских озер возникли около 5 тыс. лет назад.
Крупные озера северо-запада России — Ладожское и Онежское — около 4 тыс. лет назад.
На месте южной и средней котловин Байкала уже 6 млн лет назад существовали озера глубиной более 100 м. Возраст ультраглубоких озер — около 800 тыс. лет, но объединились они в единую водную систему — озеро Байкал — только 250–200 тыс. лет назад.
2. Еще одна уникальная особенность озера Байкал обусловлена фитопланктоном
Именно фитопланктон определяет состояние всего остального населения: микроорганизмов, растений и животных. Максимальное развитие фитопланктона Байкала происходит подо льдом при температуре воды около +1оС. В глубоководных озерах мира, расположенных севернее 40о северной широты, весеннее развитие водорослей начинается при температуре воды, равной +5оС в прибрежных водах, а массовое развитие — спустя еще 1,5–2 месяца.
В водных объектах подо льдом к концу зимы, как правило, наблюдается резкое снижение концентрации кислорода в воде, приводящее к гибели животных (особенно рыб). В Байкале же подо льдом во время массового развития фитопланктона концентрация кислорода в 100-метровой толще воды выше, чем в период открытой воды.
3. Экосистема Байкала обладает высокой устойчивостью к действию загрязняющих веществ
Можно выделить две причины этого явления: 1) высокая концентрация кислорода в воде, выделение атомарного кислорода при фотосинтезе и вследствие этого высокая способность деструктурировать органические вещества и трансформировать другие загрязняющие вещества до форм, малоопасных для растений и животных; 2) в Байкале содержится значительное количество гумусовых веществ (около 23 000 млн т). Макромолекулы гумусовых кислот связывают ионы металлов с образованием комплексных соединений — гуматов, химически и физиологически нейтральных. Гуматы не усваиваются организмами и постепенно оседают на дно. Высокая степень перемешиваемости воды в Байкале ускоряет нейтрализацию ионов тяжелых металлов путем их связывания гумусом. Даже значительные поступления тяжелых металлов в озеро (например, при техногенных авариях) могут быть нейтрализованы за 3–4 месяца.
4. Древность озера Байкал и его уникальные гидрологические и гидрохимические особенности стали причиной высокого уровня эндемизма
Байкал населяют около 2500 видов животных и 700 видов растений. Около 85 % видов животных, населяющих открытый Байкал, эндемичны. В Байкале насчитывается 9 эндемичных семейств животных. В озерах Центральной Африки эндемичные семейства животных не встречаются. В глубоководном африканском озере Танганьика насчитывается в 2 раза меньше видов животных (1248), чем в Байкале, причем уровень эндемизма в открытой части Танганьики не превышает 50 %. В послеледниковых озерах Европы и Северной Америки нет эндемичных видов.
5. Озеро Байкал можно рассматривать как природную научно-исследовательскую лабораторию — на озере Байкал можно изучать процессы видообразования и эволюцию биотических сообществ
Все эндемичные виды сформировались в самом озере из незначительного числа предковых видов. Так, например, все 254 вида гаммарид произошли от 3–-4 предковых видов, а 2 предковых вида бычковых стали родоначальниками эндемичного подсемейства, включающего в себя 20 современных видов.
Интенсивное видообразование в озере Байкал стимулировали периодические похолодания климата с образованием ледников на окружающих озеро горах. За последний миллион лет таких похолоданий было 9. При похолоданиях животные, населяющие прибрежные зоны до глубин 25–50 м, вымирали. При потеплениях шло заселение освободившегося дна видами, населяющими глубины 50–100 м. Этот процесс сопровождался перестройкой их морфологии и физиологических функций. Таким путем шло интенсивное видообразование и одновременно расширение диапазона глубин обитания. Поэтому наибольшее число эндемичных видов населяет зоны глубин 0–100 м. Так, например, в этой зоне обитает 50,8 % видов эндемичных гаммарид и 85 % видов моллюсков.
6. Озеро Байкал обладает уникальным гидрологическим и гидрохимическим режимом
Уникальность гидрологического режима в том, что в озере Байкал водообмен происходит во всей водной толще. Поверхностные воды опускаются вдоль склонов впадины и достигают дна за 4–5 месяцев. В срединной части озера происходит подъем вод со дна к поверхности. Время водообмена — 8–11 лет. По этой причине вся водная толща насыщена кислородом. Даже поровые воды в донных осадках на глубине 1 км содержат до 10 мг кислорода в литре.
В африканских глубоководных озерах кислородом насыщен только верхний 90–150 м слой. В нижних, насыщенных сероводородом слоях жизни практически нет. В озере Байкал жизнь присутствует во всей водной толще и на дне до максимальных глубин — 1637 м.
Вертикальный и горизонтальный водообмен, разнонаправленность течений на разных глубинах, наличие донных течений обеспечивают интенсивное перемешивание вод в пределах котловины и создают однородность водной толщи.
7. Байкал содержит более 38 % доступной «живой воды» планеты — чистых поверхностных вод с минерализацией менее 150 мг/л и высоким содержанием биологически активных веществ
Фитопланктон — микроводоросли — выделяют из своих клеток ежегодно около 3 млн т органических веществ. В состав прижизненных выделений клеток входит около 100 соединений: аминокислоты, низкомолекулярные органические кислоты, углеводы и т. д. Эти вещества подавляют развитие бактерий.
Каждому комплексу водорослей свойственен свой комплекс прижизненных клеточных выделений. К выделениям «коренных» байкальских видов адаптированы «коренные» байкальские животные. В этом причина того явления, которое называется «несмешиваемостью» фаун. Обитатели мелких заливов и прибрежных вод не могут освоить открытый Байкал, и причина несмешиваемости не столько в температурном режиме, сколько в различиях биохимической среды.
Коренные байкальские виды водорослей (в основном диатомовые) придают байкальской воде высокую биологическую активность.
Эти уникальные черты Байкала, о которых много говорят на разных встречах, хорошо знакомы многим из вас. Хочется надеяться, что в такой формулировке они помогут увидеть красоту и неповторимость знаменитого озера еще ярче.