Динофлагелляты (Dinoflagellata, от греч. δινέω — вертеть и лат. flagellum — плеть, кнут) используют два жгутика разной длины: один, расположенный в продольной бороздке, — в качестве руля, другой, поперечный, — винтового мотора. Поперечный жгутик волнообразно изгибается вокруг клетки, создавая волну, на «гребне» которой клетка и плывет, вращаясь. Панцирь у динофлагеллят гибкий, состоит из отдельных целлюлозных пластинок (размером от 0,005 до 2 мм), образующих нечто вроде шлема странной формы. У силикофлагеллят (Silicoflagellata, от лат. silex — кремень и flagellum — плеть, кнут), появившихся в меловом периоде (115 млн лет назад), есть только один жгутик и множество тонких ложноножек, а тельце (0,02–0,1 мм в диаметре) покрыто кремневыми пластинками, что и отразилось в их названии.
Хотя все эти водоросли имеют красноватые пигменты, они являются родственниками не в большей степени, чем посетители ресторана, заказавшие одно и то же блюдо. Просто хищные предки каждой из этих групп в мезозойскую эру «съели» красную водоросль — обзавелись вторичным эндосимбионтом. Если первичные эндосимбионты — митохондрии и пластиды — окружены в клетке двумя оболочками, то вторичный — тремя. (Встречается и третичный эндосимбиоз — у водорослей, которые поглотили целую диатомею.) Некоторые динофлагелляты еще помнят о своем хищном прошлом и, убивая рыбу ядом, потом питаются ее мясом. Гаптофиты с помощью гаптонемы захватывают пищу; диатомовые образуют мочевину, которую, правда, не выделяют наружу, а используют как исходный субстрат в цикле азота, поэтому все эти одноклеточные водоросли считаются миксотрофами — организмами, способными и к фотосинтезу, и к другим типам питания. Кокколитофориды, диатомовые и силикофлагелляты, более близкие родственники: они относятся к страменопилам, а динофлагелляты представляют совсем другую ветвь органического мира — альвеолят.
Появившись на свет, новый водорослевый планктон горы своротил, точнее, наворотил. Ведь притом что фитопланктон составляет менее 1 % всей растительной биомассы планеты, на него приходится почти половина ежегодной продуктивности. За миллионы лет из раковинок диатомовых и силикофлагеллят образовались осадочные кремнеземы — диатомит и опока, а из чешуек кокколитофорид — писчий мел (рис. 19.10 г). Чтобы эти осадочные толщи формировались, раковинки погружались в холодные глубины океана, а вместе с отмершими клетками уходила и часть атмосферного углекислого газа. Ведь двуокись углерода растворятся в океане и включается водорослевым планктоном в обмен веществ, причем 15 % органического вещества, которое образуется из СО2 при фотосинтезе, возвращается обратно лишь через сотни лет, а небольшая доля органики (менее 2 %) попадает на дно. Однако за десятки миллионов лет эта «небольшая доля» преобразуется в нефтематеринские породы — источники нефти и природного газа. Крупнейшие месторождения природного «топлива» (не менее 70 % всего существующего нефтегазового сырья) в Северной и Западной Африке, на Ближнем и Среднем Востоке, на Аравийском полуострове, в Индостане, Индокитае и Индонезии, Южной Америке и Карибском бассейне, Западной Сибири, Арктике и Северном море (практически в любой стране, добывающей более 10 000 кг нефти в день) образовались за время существования этого планктона в мезозойскую и кайнозойскую эры.
Одновременно водорослевый планктон изъял существенную часть двуокиси углерода из атмосферы, тем самым нейтрализовав последствия пермско-триасового вулканического катаклизма и способствовав понижению температуры. Кроме того, органическое вещество погребалось на дне океана без доступа кислорода, и по мере формирования нефтегазовых месторождений атмосфера насыщалась живительным газом. А новая кислородная атмосфера породила гигантов суши: сначала крупнейших из всех когда-либо ступавших по Земле существ — завроподных динозавров со своеобразным, почти птичьим дыханием, а также самых больших летающих животных — птерозавров, а затем птиц с их энергозатратным механизмом полета и плацентарных млекопитающих, развитие двух самых важных органов которых (плаценты и мозга) требует больших объемов кислорода.
На этом участие мельчайших существ в большой истории не закончилось. С помощью прямых наблюдений за изменениями температур и компьютерного симулирования установлено: одно из самых грандиозных на Земле явлений — тропические циклоны — тоже зависит от микроскопических планктонных водорослей. Из-за пигментов, наполняющих клетки, скопления планктонных водорослей придают поверхности океана более темную окраску. Если планктон отсутствует, солнечный свет коротковолнового диапазона рассеивается в глубинах, не влияя на температуру воды, а в области таких скоплений поверхность океана нагревается. Это и есть одно из условий зарождения циклона. Поскольку планктон отнюдь не однороден, а состоит из весьма «пестрых» групп водорослей, приспособленных к разным глубинам обитания и другим особенностям среды, то изменение состава планктонных сообществ может влиять на место зарождения циклона и на его силу. Изучение темпеститов — морских отложений, сформированных ураганами, показывает, что именно в меловом и палеогеновом периодах частота их встречаемости и мощность возросли как никогда. Скажем, средняя мощность ураганных наслоений достигла 0,9–1,3 м против прежних — менее 0,5 м (рис. 33.1, 33.2и, к). Дело не просто в высокой температуре на меловой Земле: в конце пермского или в силурийском периоде она была не ниже, но подобные толщи не накапливались. Значит, с распространением нового фитопланктона ураганы действительно стали более частым и разрушительным явлением — гиперганами.
Чтобы быть планктоном (плавать), одноклеточным водорослям необходимы вещества, поддерживающие плавучесть. К подобным веществам, синтезируемым водорослями, принадлежит диметилсульфониопропионат. После отмирания клетки это серосодержащее соединение распадается под действием бактерий до диметилсульфида (ДМС). Название подсказывает, что основу молекулы ДМС составляет ион серы, к которому присоединены две метильные группы (СН3). Летучие частицы ДМС поднимаются вместе с водяным паром в атмосферу, где окисляются до сульфатов и метансульфокислоты, продуктом распада которой является серная кислота. Все эти аэрозоли служат затравкой для облаков. В современном мире клетки таких водорослей, как кокколитофориды, содержащие больше атомов серы на атом углерода, чем органеллы зеленых, ежегодно поставляют в атмосферу до 37 000 кг серы — в 1,7 раза больше, чем наземные вулканы, поэтому их скопления в океане одновременно являются центрами образования облаков. Затем вместе с потоками воздуха облака перетекают в сторону суши и проливаются дождями. Сейчас более трети облаков, проплывающих над континентами, приходит со стороны океана, где появляется благодаря морскому фитопланктону. Так необходимую влагу получают наземные растения. И хотя ныне одноклеточные организмы производят серы меньше, чем люди (в 8,3 раза), благодаря своему океаническому положению именно они в первую очередь отвечают за формирование облачного покрова. В доиндустриальную эпоху фитопланктон являлся основным фактором формирования облачного покрова, особенно в юрский и меловой периоды, когда кокколитофорид было гораздо больше, чем ныне, о чем свидетельствуют меловые утесы по всей Европе — от Дувра до Волги и от острова Рюген в Балтийском море до Крита в Средиземном, почти нацело сложенные кокколитами — по 10 млрд штук в каждом 1 см3. По мере увлажнения на месте триасовой пустыни разрастались оазисы. А поскольку облака белого цвета, альбедо планеты — способность ее поверхности отражать падающий поток излучения — возросло. Ведь если бы не водоросли, облачный покров был бы тоньше и солнечное излучение сильнее нагревало бы Землю, а не рассеивалось в космосе. Этот фактор опять же повлиял на снижение температуры в конце триасового и в юрском периоде.
