книги из ГПНТБ / Сикорский, З. Технология продуктов морского происхождения

Г азы. Наибольшее значение для биологической жизни в мо­ рях среди газов, растворенных в воде, имеют кислород и дву­ окись углерода. Наибольшее содержание кислорода обнаружи­ вается в приповерхностных слоях вод, так как его основное ко­ личество растворяется в результате насыщения воздухом слоев воды, соприкасающихся с атмосферой. С глубиной содержание кислорода в воде снижается, так как воздействие волнений про­ является лишь до глубины 200 м. Двуокись углерода, выделяю­ щаяся в результате процессов разложения органических веществ, присутствует в больших концентрациях в глубинных слоях во­ ды, особенно малоподвижных.

Содержание газов в воде зависит от температуры: при 273 К (0° С) растворимость кислорода в воде составляет 8 мл/л, а при температуре 303 К (30° С) — только 5,4 мл/л. Морские воды со­ держат в поверхностных слоях около 8—12 г/м3 кислорода и поч­ ти столько же двуокиси углерода.

В глубинах неподвижных вод скапливается сероводород, об­ разованный микроорганизмами в процессе бескислородного раз­ ложения органических остатков. В воде с большой концентра­ цией сероводорода животные организмы не могут существовать.

Пищевая цепь моря. Первичной органической материей явля­ ется морская растительность, использующая для своего разви­ тия минеральные соли и усваивающая двуокись углерода. Рас­ тительный мир моря представлен прежде всего одноклеточными планктонными организмами, взвешенными в поверхностных сло­ ях воды. Их развитие зависит непосредственно от окружающей среды, потому что они почти не могут самостоятельно передви­ гаться в воде, особенно в морских течениях. Важнейшим факто­ ром развития планктона является наличие биогенных веществ, поэтому растительный планктон (фитопланктон) присутствует на всей поверхности морей и океанов, однако наиболее богаты им шельфовые воды умеренной зоны. В связи с небольшой глу­ биной эти районы имеют наибольшие концентрации биогенных веществ в приповерхностных слоях, часто перемешиваемых дви­ жением воды. В умеренной зоне наблюдается типично сезонное развитие планктона. Особенно много планктона в этих водах весной, когда они сильно перемешаны в результате зимних штор­ мов, а повышение температуры и возрастание солнечной радиа­ ции способствуют быстрому развитию планктона. Другой мак­ симум развития планктона, несколько меньший, в этих районах наблюдается осенью, когда после штормов, вызывающих интен­ сивное перемешивание воды, увеличивается концентрация азот­ ных и фосфорных солей в приповерхностных слоях воды. В бес­ плодных тропических водах, поверхностные слои которых не под­ вержены интенсивному перемешиванию, сезонности в развитии планктона не наблюдается.

Наряду с биогенными веществами важнейшим фактором развития фитопланктона является свет, необходимый для фото­

11

синтеза. Одноклеточные морские водоросли, являющиеся очень важной составной частью фитопланктона, имеют коэффициент усвоения солнечной энергии для фотосинтеза в 25 раз выше, чем высшие растения. Одноклеточные морские водоросли усваивают до 25% падающей на них световой энергии.

Наибольшую долю в массе фитопланктона составляют одно­ клеточные организмы: диатомеи, перидинеи, жгутиконосцы, сине-зеленые водоросли. Общая годовая продукция фитопланк­ тона на основе многолетних исследований оценивается примерно в 1,5-1010 т углерода, входящего в состав этих органических со­ единений [25]. По другим данным, производство сухих веществ органических соединений в морях и океанах составляет 3,6 • 1010т, на полях и лугах —3 -1010 т, в лесах —2,2-1010 т.

В растительный мир моря входят также донные растения— морские травы и прикрепленные водоросли. Присутствуют они главным образом в полосе мелководья вблизи от берега. Мор­ ские травы растут в районах с илистым дном и потребляют не-' органические вещества главным образом с помощью корневой системы. Для водорослей дно является только субстратом, к ко­ торому они прикрепляются, чтобы оставаться на одном месте.

Многочисленные виды фукусовых и ламинариевых водорос­ лей, а особенно пузырчатки (Macrocystis pyrifera) длиной до 70 м, расселяются на сравнительно большой глубине. Они при­ крепляются не только к дну, но и к плавающим предметам. Ог­ ромные скопления водорослей у некоторых берегов образуют как бы подводные леса, являющиеся средой обитания для мно­ гих видов рыб и беспозвоночных и важным звеном пищевой цепи моря. Эти растения усваивают питательные вещества непосред­ ственно из воды. Продукция морских водорослей в некоторых районах очень велика и достигает 30 кг/м2 дна. В Японии добы­ вают ежегодно около 500000 т морских растений.

В морской среде органическая материя потребляется зоо­ планктоном, мелкой донной фауной, так называемым зообенто­ сом, бентосоядной фауной, планктоноядными животными, хищ­

никами и птицами.

Зоопланктон в больших количествах встречается там, где развивается фитопланктон,- так как мелкие растительные орга­ низмы становятся его непосредственной добычей, поэтому разви­ тие зоопланктона также происходит циклично, подобно развитию фитопланктона. В состав зоопланктона входят животные орга­ низмы, перемещение которых в поверхностных слоях зависит от движения среды — воды. В связи с этим к зоопланктону относят­ ся не только одноклеточные диатомеи и радиолярии, но и рачки, достигающие в длину нескольких миллиметров, веслоногие и крылоногие моллюски (птероподы), брюхоногие моллюски (гастроподы), достигающие в длину нескольких сантиметров, и даже огромные, хотя и неподвижные медузы. В состав зоопланк­ тона входят также икра и личинки рыб.

12

являющиеся кормом для донной фауны, подвергаются минера­ лизации при участии микроорганизмов. Минеральные вещества возвращаются в пищевую цепь через первое звено — раститель­ ность при участии солнечных лучей. Степень использования ос­ новной растительной продукции зависит от числа промежуточ­ ных звеньев (рис. 1).Например, карп (бентосоядная рыба) ис­ пользует около 5 кг планктона на 1 кг привеса, в то время как хищный окунь — около 125 кг на 1 кг привеса.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО БИОЛОГИИ РЫБ

Рыбы являются важнейшей по количеству и пищевой ценно­ сти группой животного сырья морского происхождения.

Размножение рыб. Рыбы достигают половой зрелости в раз­ ном возрасте в зависимости от вида и расы. Североморская сельдь достигает половой зрелости в возрасте трех-четырех лет, тогда как салака — на втором и третьем году жизни, треска при­ брежных вод Лофотенских островов — на пятом-шестом году жизни,'а балтийская треска — на втором-третьем году.

Большинство рыб мечет икру. К живородящим рыбам отно­ сятся почти все акулы, а также морской окунь. Оплодотворение икры обычно происходит в воде и может наступить через не­ сколько десятков секунд после выметывания икры самкой.

Икра может быть прикреплена к донной растительности, пла­ вать в толще воды, а иногда и у ее поверхности. Донная икра может прикрепляться к грунту при помощи специальных отрост­ ков. Развитие пелагической икры прежде всего зависит от соленности воды, т. е. от ее плотности. При несоответствующей плот­ ности воды икра не может достичь необходимой глубины, а на дне не может найти условий, необходимых для своего развития.

13

Не всегда донные рыбы откладывают донную икру, а пелагиче­ ские — пелагическую. *

Рыбы отличаются огромной плодовитостью,' что компенсиру­ ет возможность гибели всего потомства из-за создания неблаго­ приятных условий для развития икры. Количество икринок, от­ кладываемых отдельными видами рыб, различно и составляет от нескольких штук (у некоторых акул и скатов) до нескольких десятков миллионов. Рыбы, сбивающиеся в большие косяки, не всегда бывают самыми плодовитыми. Например, шпрот отклады­ вает около 5-103 икринок, сельдь—3-104, скумбрия—7-105, а мольва — даже 3-107. Плодовитость рыб зависит также от их размера.

Зародыш оплодотворенной икры развивается в личинку, ко­ торая после соответствующего периода роста разрывает оболоч­ ку яйца (икринки), выходит наружу и начинает самостоятель­ ную жизнь. Это критический период развития, так как личинка еще не в состоянии самостоятельно двигаться за кормом и обре­ чена довольствоваться тем кормом, который ее окружает. Коли­ чество и качество корма, окружающего личинку, зависят от ус­ ловий, преобладающих в данной среде. Длина выклюнувшихся из икринок личинок достигает нескольких миллиметров. Они раз­ виваются быстро, превращаются в мальков, которые, вырастая, приобретают форму и окраску своего вида и со временем стано­ вятся взрослыми особями.

Питание рыб. В зависимости от способа питания рыбы делят­ ся на хищных и нехищных. Хищные питаются рыбой и крупными ракообразными, а нехищные растительностью и мелкими беспоз­ воночными, входящими в состав планктона или бентоса. Извест­ но немного видов рыб, питающихся исключительно растительным кормом. Типичным примером такого вида, обитающего в море, является менхеден, питающийся главным образом перидинеями.

Состав корма рыб изменяется соответственно периоду их раз­ вития. Мальки всех видов рыб питаются планктоном или други­ ми мелкими организмами, по мере роста они переходят на корм, свойственный взрослым особям данного вида. Рыбам свойствен­ но выборочное использование корма. Планктоноядные рыбы, за исключением крупных старых экземпляров, не питаются рыбой, а взрослые экземпляры хищных рыб не питаются планктоном. Хищные рыбы рано начинают питаться личинками рыб, напри­ мер щурята начинают питаться личинками уже при достижении длины 23—28 см. Треска, сайда, тунец или акула часто целыми косяками нападают на стаи сельдевых рыб, нанося им значитель­ ный урон и уничтожая рыбы больше, чем могут потребить. Сель­ девые рыбы являются основным кормом для балтийской трески, составляя 70—80% всей поедаемой ею пищи. Остальную часть корма балтийской трески составляют другие рыбы, главным об­ разом бычок и песчанка, а также мелкие беспозвоночные.

Миграции рыб. Миграции рыб являются основным фактором,

14

влияющим на морское рыболовство. Жизненный цикл некоторых видов рыб протекает в двух разных средах — морской и пресно­ водной. Анадромные рыбы, например лососевые или осетровые, нерестятся в реках. В то же время катадромные рыбы, например угорь, живут в пресной воде, на нерест идут в отдаленные океа­ нические воды. Мальки, развившиеся из личинок, входят в ре­ ки, в которых обитают до достижения взрослого состояния.

Морские рыбы также совершают миграции, связанные с раз­ множением: на нерест скапливаются в водах, имеющих соответ­ ствующую температуру и плотность. Таким способом обеспечит ваются определенные''условия развития оплодотворенной икры. После нереста обычно происходит рассредоточение рыбы в поис­ ках корма, даже если это пелагическая стайная рыба, например сельдь, шпрот или сардина.

Изменение условий среды, например продолжительные тя­ желые штормы или охлаждение данного района моря, могут при­ вести к защитным миграциям рыб, совершаемым ими в поисках более спокойной или более теплой воды.

Знание миграций рыб необходимо для проведения биологи­ ческого контроля состояния запасов данного водного района и планирования уловов.

Иногда отмечается неожиданное исчезновение стада рыб из района, в котором оно обычно концентрировалось. Причиной ис­ чезновения может быть, например, появление большой подвод­ ной волны холодной воды — в таком случае рыба перемещается в другие районы или ее метаболизм подвергается такому замед­ лению, что она не реагирует на приманку.

Миграции рыбы по вертикали в течение суток, осуществляе­ мые одновременно с подъемом и опусканием планктона, учиты­ ваются при подборе орудий лова в зависимости от времени су­ ток.

Колебания численности стада. Колебания уловов не всегда связаны с изменением величины стада рыбы. Иногда стадо пере­ мещается в другое место, не облавливаемое рыбаками. Однако причиной колебаний уловов многих видов рыб является измене­ ние биологической численности стада.

Доля отдельных возрастных групп данного вида рыбы в уло­ вах определенного района соответствует кривой нормального распределения возрастов и является отражением размерного со­ става рыбы, вылавливаемой в данном районе. Однако через оп­ ределенный период появляется так называемое урожайное по­ коление, в результате чего увеличивается производительность промысла в течение нескольких лет, а иногда — и более десятка лет. На урожайность поколений влияет прежде всего изменение факторов морской среды и только в минимальной степени — из­ менение плодовитости.

Увеличение периода нереста может привести к рассеиванию стай личинок и мальков, благодаря чему они могут иметь в сво­

15

ем распоряжении больше корма и лучше развиваться. На чис­ ленность стада оказывает влияние и температура. Температура выше средней в период нереста способствует быстрому развитию личинок. Но если благодаря высокой температуре личинки до­ стигнут стадии, в которой они начинают самостоятельно пи­ таться до того, как течение вынесет их в кормные районы моря, они могут погибнуть от недостатка корма. Быстрый рост в этом случае уменьшает возможности широкого распространения оплодотворенных личинок в море, что приводит к недостатку корма и в большей степени привлекает естественных врагов к большим скоплениям личинок и мальков. Другим фактором, влияющим на численность стада, являются массовые заболева­ ния планктона и мальков, возникающие в определенные перио­ ды и изменяющие биологическую силу стада рыб.

В некоторых районах загрязнение поверхностных вод боль­ шим количеством стоков, содержащих минеральные вещества, необходимые для развития фитопланктона, может вызвать чрез­ мерный рост поверхностной растительности. Эта растительность, отмирая, падает на дно и подвергается интенсивному разложе­ нию, что уменьшает запасы кислорода и вызывает гибель донных организмов. Кроме того, непроницаемый покров буйно разрос­ шегося планктона на поверхности затрудняет проникновение кислорода в более глубокие прозрачные слои воды.

Численность поколений рыб с коротким жизненным циклом, когда большая часть стада представлена особями двух-трех- летнего возраста, заметно отражается на промысле.

Периодические длительные изменения климата могут вызвать долговременные колебания численности определенных стад рыб в данных районах. Периоды потепления вызывают изменения кормовой базы и перемещения температурных границ на север (в северном полушарии). В периоды похолодания происходит обратный процесс. Влияние колебаний численности стада на ры­ боловство можно частично уменьшить, принимая меры по охране запасов, проводя искусственное зарыбление и лучше познавая биологию рыб.

Максимальный улов, не нарушающий равновесия. Стадо ры­ бы только до определенной степени может восполнить за счет размножения и роста потери, причиненные промыслом.

Наиболее целесообразно было бы вылавливать особей, до­ стигших наибольшего размера при низком расходе корма до на­ ступления периода, в котором уменьшается коэффициент исполь­ зования корма, необходимого для прироста массы рыбы, и имеет место слишком большая смертность в результате нападений ес­ тественных врагов, болезней и старости.

Уловы зависят главным образом от биологии данного вида, затем от условий среды. Интенсификация промысла минимально влияет на состояние стада таких рыб, как шпрот или анчоус, так как они имеют короткий жизненный цикл, высокую плодови-

16

тость и рано созревают, но в то же время.имеют много врагов в течение всей жизни. Для поздно созревающих и долго растущих рыб, таких, как палтус, осетровые, или рыб, откладывающих не­ большое количество икры, например лосося, перелов имеет ката­ строфические последствия. Так, в результате интенсификации промысла резко уменьшились запасы палтуса у Тихоокеанского побережья Америки. В связи с этим были введены ограничения на количество единиц промыслового флота и приняты более стро­ гие меры по охране, что привело к росту уловов и увеличению стада палтуса в течение последних лет.

По некоторым данным, во всех морях и океанах можно вы­ лавливать ежегодно приблизительно от 18-107 до 14-108 т рыбы. По другим данным, общие запасы рыбы во всех океанах состав­ ляют 23-107 т, из этого количества можно вылавливать, не на­ рушая равновесия, только половину. Имеются данные, показы­ вающие значительно более высокую численность рыб [36].

ПРОЧИЕ МОРСКИЕ ЖИВОТНЫЕ

Большое место в уловах занимают также морские млекопи­ тающие и беспозвоночные. Добыча морских млекопитающих в последнее время сокращается из-за значительного уменьшения популяции китов. Промысел разных видов беспозвоночных при­ обретает все большее значение. >

Морские беспозвоночные

К беспозвоночным относятся моллюски и ракообразные. Сре­ ди них имеется множество видов брюхоногих, двустворчатых и головоногих моллюсков. Насчитывается около 60 000 видов мол­ люсков. Брюхоногие моллюски не являются объектами промыс­ ла, хотя некоторые из них ценятся как деликатес. В то же время мелкие планктонные брюхоногие являются важным звеном кор­ мовой цепи в море, например маленькие крылоногие (Pteropoda) и разноногие (Heteropoda). Двустворчатые моллюски и ракооб­ разные издавна являются объектами промысла, а головоногие, некогда используемые только в южных странах, становятся объ­ ектом промысла многих стран, в которых до недавнего времени были неизвестны.

Моллюски. Д в у с т в о р ч а т ы е м о л л юс к и . Характерной чертой строения двустворчатых моллюсков является наличие двустворчатой раковины из известняка, форма которой зависит от вида моллюска.

Из двустворчатых моллюсков наиболее известны устрицы, обитающие в прибрежных теплых водах соленостью 25—30 г/л. В двустворчатой раковине, запертой сильными связками, поме­ щается устрица, консистенция котор|И' Н{Шб'ЙШЦ£т консистенцию

торый получают, фильтруя воду. Ведут оседлый образ жизни,, крепко прикрепляясь к твердым предметам на дне. Являются двуполыми или раздельнополыми в зависимости от вида. Очень плодовиты, одна устрица откладывает несколько миллионов яиц. Из яиц развиваются личинки, которые свободно плавают, а прев­ ратившись в маленьких устриц, прикрепляют свои раковины к твердым предметам на дне.

Особенно высоко потребление устриц в Северной Америке. Их употребляют в сыром виде с соком лимона. Большая часть устриц, доставляемых на европейский и американский рынки, является искусственно выращенными животными. Мировой вы­ лов устриц составляет около 200 000 т в год.

Особо важное значение имеют также уловы менее вкусных, чем устрицы, мидий — оседлых двустворчатых моллюсков с уд­ линенной раковиной, обитающих в прибрежных водах устьев рек с илистым дном, в зоне приливов и отливов, а также в водах бо­ лее холодных и менее соленых. Мидии прикрепляются к донным предметам при помощи выделений биссусной железы, могут так­ же свободно двигаться по дну. Большое количество мидий (до 200 000 т) вылавливают рыбаки Западной Европы. Часть мидий, потребляемых в западноевропейских странах, выращивается ис­

кусственно.

Прочие двустворчатые моллюски добываются в меньших коли­ чествах. Это главным образом морской гребешок, песчаная ра: кушка и сердцевидка.

Г о л о в о н о г и е м о л л юс к и . В тропических водах ежегод­ но добывают около 1 млн. т головоногих моллюсков — осьмино­ гов, кальмаров и каракатиц.

Осьминоги имеют мешковатое туловище и восемь рук одина­ ковой длины. Живут в щелях и углублениях дна моря в при­ брежной полосе. Питаются разнообразными донными животны­

ми.

Каракатицы, кроме восьми рук одинаковой длины, имет две более длинные руки, снабженные присосками, облегчающими за­ хватывание добычи. Мясо каракатиц используется в пищу, а со­ держимое чернильного мешка, так называемой сепии, как сырье для производства красителей.

Кальмары принадлежат к десятиногим моллюскам. Живут во всех океанах. Имеют размеры от микроскопических до гигант­ ских (до 17 м) в зависимости от вида. Существует предположе­ ние, что «биомасса кальмаров превышает биомассу любой про­ чей группы животных на суше и в море» [17]. Кальмары имеют характерную мешкообразную форму, светящиеся органы и очень хорошее зрение, а также сумку с чернильной жидкостью; служа­ щей для обороны от хищников. Кальмары — хорошие пловцы. Передвигаются в воде с помощью плавников, располагающихся по бокам туловища, а также благодаря сокращениям мышц мантии, вызывающим реактивное движение. Мелкие особи пита-

18

ются планктоном, червями, а также ракообразными и мелкой рыбой, а крупные являются хищниками, питающимися даже большими морскими животными. Самки кальмаров сохраняют оплодотворенные икринки в полости мантии и вызывают искус­ ственный ток воды, снабжая яйца кислородом. Молодые кальма­ ры, только что вылупившиеся из икринок, имеют форму тела взрослых особей своего вида. Мясо кальмаров вкусное, имеет тя­ нущуюся консистенцию, применяется для приготовления многих национальных блюд в южных странах и служит для производст­ ва рыбных колбас.

Ракообразные. Класс ракообразных охватывает множество видов, различающихся строением тела и размерами. Наиболь­ шее значение для рыбной промышленности имеют крабы, лангу­ сты, омары, креветки. Большую роль в кормовой цепи моря иг­ рают мелкие ракообразные, входящие в состав зоопланктона.

Рост ракообразных происходит циклично и сопровождается сбрасыванием твердого хитинового панциря. Когда панцирь ста­ новится мал, животное сбрасывает его, вытягивается и увеличи­ вается в размере. Сбрасывание панциря происходит после пред­ варительного растворения его внутреннего слоя, прилегающего к эпидермису, под действием выделяемой животным щелочной жидкости. После линьки ракообразное быстро растет вследствие впитывания мясом воды. У омаров после каждой линьки длина тела увеличивается в среднем на 15%, а масса тела на 50%• Чем старше экземпляр, тем реже он меняет панцирь. Через не­ сколько Дней после линьки поверхность тела животного покры­ вается новым крепким панцирем в результате поглощения со­ лей кальция.

Ракообразные содержат жидкость в количестве от 10 до 50% от общей массы тела. В эту жидкость входят растворы сахаров, липидов, белков, небелковых азотистых соединений и минераль­ ных солей. Хромопротеидом, переносящим кислород, является гемоцианин, содержащий в простетической группе атом меди. Гемоцианин крови ракообразных в восстановленной форме бес­ цветен, а в окисленном состоянии — голубой. В желудках рако­

образных иногда присутствует темная или даже черная жид­ кость.

Панцири ракообразных содержат каротиноидные и меланино­ вые красители. Среди каротиноидных красителей важнейшим является астаксантин, находящийся в свободном состоянии или связанный с белком. В панцире мелководных ракообразных при­ сутствует голубое комплексное соединение этого красителя с бел­ ком, которое при нагревании изменяет цвет на красный. Ракооб­ разные, живущие на больших глубинах, обычно имеют красную окраску, которая не изменяется при варке. В процессе хранения ракообразных их окраска может перейти в оранжевую или ро­ зовую.

Ракообразные — хищные животные, но могут питаться па­ далью или растительным кормом.