Популярная морская энциклопедия
Ю.Г.Глотов и В.А.Семченко
(отрывки)
Жизнь в океанах зародилась свыше тысячи миллионов лет назад, но какие таинственные силы заставили развиваться и множиться живые организмы — остается загадкой до наших дней.
Все современные гипотезы признают за морской водой ведущую роль в зарождении и развитии жизни. Океан не только зародил жизнь, но и продолжает ее поддерживать своей живительной влагой. Жидкость, содержащаяся в теле всех живых организмов, начиная от простейшего беспозвоночного и кончая человеком, по своему составу близка к морской воде, и очень мало отличается от нее по составу солей, а у некоторых животных (например, у собаки) совпадает полностью. Это может служить главным доказательством того, что жизнь возникла в океане, который является прародителем всего живого.
Жизнь в океане имеет свои особенности: соленость воды, освещенность, большое давление, незначительное содержание кислорода и низкие температуры на больших глубинах. Морские организмы способны жить при большой концентрации солей, но соленость оказывает заметное влияние на распределение видов. В сравнительно мелких местах, куда солнечные лучи проникают в достаточном количестве, рыба лучше освещена со спины, чем с боков, и поэтому мелководные рыбы имеют соответствующую защитную окраску — темная окраска спины постепенно переходит в светлую окраску брюха. Чем глубже солнечные лучи проникают в водяную толщу, тем слабее они становятся, на больших глубинах царит мрак, а глубоководные животные приобрели светящиеся органы, позволяющие им ориентироваться в темноте.
Океан содержит строго ограниченное количество кислорода, которого достаточно только для химических процессов, обеспечивающих рост морских животных и их перемещения в поисках пищи. Физическая активность любого животного зависит от количества кислорода, и поскольку его концентрация в океанской среде невелика, темп жизни в океанах медленнее, чем на суше. Больше всего кислорода в поверхностном слое морей, который в процессе фотосинтеза насыщает кислородом микроскопический планктон. Морские обитатели не страдают от недостатка кислорода, так как они затрачивают на свое движение значительно меньше энергии, преодолев силы земного притяжения. Плотность тел морских животных и растений очень близка к плотности океанской воды, поэтому среда поддерживает их — они могут легко всплыть, опуститься на глубину или просто в раздумьи остановиться, наблюдая за окружающим миром. Примерно так чувствует себя в воде и хороший пловец.
Океан является одной из великих естественных областей Земли, создающей условия для разнообразных форм жизни.
Жизнь в океане: общая характеристика
Океан может быть разным: спокойным и ласковым, ревущим и бушующим. Но, какой бы он ни был, в нем всегда есть таинственность и загадка. Его глубины и в наши дни хранят много тайн. Загадочная жизнь в океане привлекает и манит исследователей до сих пор.
История же его неотделима от истории живых организмов. В ней столько белых пятен! Можно считать, что заполнение их началось совсем недавно и продлится еще много и много лет. Только сейчас начинается поиск ответа на вопрос о том, какова роль океана в жизни всей планеты.
Рождение и развитие
С чего все начиналось? Предполагается, что вода вышла из камней и руды, из недр Земли. Под высоким давлением, она была выжата изнутри планеты в виде водяного пара. Горячий пар остывал, охлаждал Землю. Выпадал в виде осадков.
Со временем из небольших луж и озер образовался огромный океан. Он изменил внешний вид и климат планеты так, что стало возможным зарождение жизни.
Значимость океана в жизни человека
Чтобы оценить, какую роль играет Мировой океан в жизни человека, животных, растений, планеты, достаточно знать следующее:
Возникновение жизни
А появившиеся позже животные использовали строматолиты в качестве пищи. Сейчас эти древние белковые организмы исчезли. Остались только в виде каменных памятников прародителей жизни.
Кто обитает в океане
Все живые организмы Мирового океана делят на три принципиально разные группы:
Большинство всех живых существ распространено в верхних слоях, близко к побережью, на шельфах. Благодаря солнечной энергии здесь наиболее комфортные условия для жизни. Хорошая освещенность необходима растениям для фотосинтеза. Разнообразие же растений дает пищу рыбам, крабам, моллюскам.
Подальше от берега, на поверхности, господствует планктон. Он является основной пищей не только для рыб, но и для млекопитающих. А на дне встретить можно раков, моллюсков, омаров, крабов. Даже на самых больших глубинах есть жизнь.
Связь океана с жизнью на Земле
Некоторые думают, что жизнь человечества будет вечна. Однако науке известно несколько этапов развития нашей планеты, по истечении которых исчезало огромное количество живых существ, населяющих ее. Жизнь на Земле и жизнь морей и океанов прочно и навсегда связаны друг с другом. Существует установленный факт их взаимного влияния.
Если происходит потепление климата, выравнивается температура воды на глубине и поверхности. Перестает происходить круговорот воды. На поверхности морей и океанов интенсивно размножаются бактерии, которые перекрывают доступ кислорода. Гибнет вся жизнь в воде. Выделяется сероводород. Он, распространяясь по суше, отравляет растения и животных суши.
Увы, так уже было. Ученые связывают эти явления с исчезновением ряда растений и животных, происходившее на Земле не менее четырех раз. На сегодняшний день проблема потепления является широко обсуждаемой. Многие страны мира объединились, чтобы противостоять изменению климата.
Защита океана
Морские и океанические рыбы до сих пор остаются добычей. На них охотятся в больших масштабах. Потребление рыбных продуктов достигает рекордно высоких цифр. Но жизнь в океане богата и неисчерпаема только на первый взгляд. Немало видов растений и рыб находятся на грани исчезновения. Поэтому на защиту океанов обращается все большее внимание.
Так, уже несколько десятилетий запрещена охота на китов. Ограниченное разрешение осталось только у северных народов. Для них китовая охота жизненно необходима. Существует разнарядка и на отлов крабов, добычу отдельных сортов водорослей.
Остро стоит проблема с использованием химических ядовитых соединений в земледелии. Попадая через реки, сточные воды загрязняют океан, убивают его обитателей.
Немало влияют на уровень загрязнения аварии на морских судах, перевозящих нефть, удобрения, опасные химические продукты.
Не проходят бесследно и различные научные исследования, геологические изыскания. Механические, электромагнитные волны вредят жителям океана. Влияют на размножение и потомство.
Узнавать, какая жизнь в океане, морях, насколько она нуждается в защите, – обязанность всех развитых государств. От его состояния зависит будущее. Насколько защищен океан, настолько защищено человечество!
Происхождение жизни на Земле: доказанная теория или нераскрытая тайна
Валерий Спиридонов, первый кандидат на пересадку головы, для РИА Новости
Человечество на протяжении многих лет пытается разгадать истинную причину и историю появления жизни на нашей планете. Еще чуть более ста лет назад практически во всех странах люди даже не думали подвергать сомнению теорию божественного вмешательства и сотворения мира высшим духовным существом.
Ситуация изменилась после выхода в ноябре 1859 года величайшего труда Чарльза Дарвина, и сейчас вокруг этой темы существует немало споров. Число сторонников дарвиновской теории эволюции в Европе и Азии насчитывает больше 60-70%, приблизительно 20% в США и около 19% в России по данным конца прошлого десятилетия.
Во многих странах сегодня призывают исключить труд Дарвина из школьной программы или хотя бы изучать его наравне с другими вероятными теориями. Если не говорить о религиозной версии, к которой склоняется большая часть населения планеты, сегодня существует несколько основных теорий происхождения и эволюции жизни, описывающих ее развитие на самых разных этапах.
Панспермия
Сторонники идеи панспермии убеждены, что на Землю первые микроорганизмы были принесены из космоса. Так считал известный немецкий ученый-энциклопедист Герман Гельмгольц, английский физик Кельвин, российский ученый Владимир Вернадский и шведский химик Сванте Аррениус, считающийся сегодня родоначальником этой теории.
Научно подтвержден факт, что на Земле неоднократно были обнаружены метеориты с Марса и других планет, возможно с комет, которые могли прибыть даже из чужих звездных систем. В этом сегодня никто не сомневается, однако пока не понятно как жизнь могла возникнуть на других мирах. По сути, апологеты панспермии переносят «ответственность» за происходящее на инопланетные цивилизации.
Теория о первичном бульоне
Рождению этой гипотезы поспособствовали эксперименты Гарольда Юри и Стэнли Миллера, проведенные в 1950-е годы. Они смогли воссоздать почти те же условия, которые существовали на поверхности нашей планеты до зарождения жизни. Через смесь молекулярного водорода, угарного газа и метана пропустили небольшие электрические разряды и ультрафиолет.
Жизнь на Земле зародилась не в воде, а в огне
Общепринятая теория гласит, что жизнь на Земле зародилась в воде, вернее, в Мировом океане, омывающем нашу планету. Однако недавно Уильям Мартин из Университета Дюссельдорфа (Германия) и его коллеги обнаружили доказательства того, что первый организм, который считается предком всех землян, обитал в горячем гейзере или вулканическом озере.
Загадка «Луки»
В последнее время многие специалисты по эволюционной биологии говорят о том, что жизнь могла зародиться вовсе не в океане, а на поверхности суши. Кроме того, она могла появиться в озерах и у жерл вулканов. Об этом свидетельствует тот факт, что в первичном океане было крайне мало элементов, являющихся важными для органической жизнедеятельности, в частности, молибдена, бора и азота.
В своей статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology, немецкие ученые излагают результаты анализа древнейших генов, содержащихся в геномах обитающих на Земле существ. Из них следует, что их первопредок, которого условно называют «Лука» (Last Universal Common Ancestor — «последний всеобщий предок»), мог жить только в теплой воде, в которой мало кислорода, но много минеральных элементов. Именно такая среда создается в гейзерах вулканов.
О чем рассказала «вертикальная» ДНК
Основной проблемой при «реставрации» генома «Луки» является то, что микроорганизмы передают гены не только «по вертикали», но и «по горизонтали», обмениваясь хромосомами и фрагментами ДНК с другими видами. Из-за этого наиболее распространенные гены нельзя считать самыми древними и общими характеристиками организма. Они могли распространиться и относительно недавно в ходе горизонтального «обмена» ДНК и в результате вымирания тех подвидов, которым эти гены не достались. Поэтому группа Мартина решила включить в свое исследование только гены, передающиеся «вертикальным» способом. Обязательным условием являлось их присутствие хотя бы в двух видах бактерий и архей. В общей сложности исследователями было проанализировано более шести миллионов генов, подразделявшихся на 286 тысяч генетических семейств, из которых лишь 355 удовлетворяли необходимым критериям. Таким образом Мартину и его команде удалось выделить те генетические черты, которыми обладал «Лука», живший на Земле 3,3-3,5 миллиарда лет назад.
К счастью, три с половиной сотни семейств генов, соответствовавшие критериям отбора, представляли собой не беспорядочные наборы обрывков ДНК, имеющих различные функции, а давали вполне конкретное представление о том, в какой среде обитали эти организмы и как им удавалось в ней выживать. Поскольку в геноме «Луки» присутствовали белки, необходимые для жизни в горячей среде, ученые высказали предположение, что его средой обитания были геотермальные источники или вулканические озера, лишенные кислорода. Энергию, которая требовалась для питания клеток, «Лука» извлекал из разницы в концентрации различных ионов. Также источниками его питания являлись водород и углекислота.
Хотя вероятность того, что жизнь на Земле имеет «вулканическое» происхождение, достаточно высока, все же существуют и другие возможности. Так, предки «Луки» могли образоваться из органических соединений в иной среде, но впоследствии изменения этой среды или конкуренция с другими видами, ныне вымершими, могли вынудить их переселиться поближе к вулканам.
Жизнь старше, чем мы думаем?
Кстати, не так давно геохимики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) Марк Харрисон и Крейг Мэннинг заявили, что первые живые организмы на Земле могли появиться гораздо раньше, чем принято считать, — вскоре после образования планеты.
Исследователи изучили более десяти тысяч образцов циркона, образовавшихся из расплавленных вулканических пород на территории Западной Австралии еще на заре формирования планеты. Соотношение в этих камнях углерода-12 и углерода-13 указывает на присутствие фотосинтетической жизни. Выделив 656 образцов с темными пятнышками, ученые подвергли 79 из них Раман-спектроскопии. Оказалось, что один из образцов в двух местах имеет вкрапления графита — чистого углерода. Соотношение в минерале урана к свинцу помогло определить его возраст — 4,1 миллиарда лет.
По всей вероятности, говорят авторы исследования, простейшие организмы появились на нашей планете почти сразу же после того, как она сформировалась, но потребовались многие миллионы лет, чтобы у них выработалась способность к фотосинтезу.
Около 2,1 миллиарда лет назад возникли многоклеточные организмы. Около 1200 миллионов лет назад на Земле появились первые водоросли, а 450 миллионов лет назад — высшие растения. Появление первых беспозвоночных животных относится к эдиакарскому периоду (541-635 миллионов лет до нашей эры), а появление первых позвоночных — к кембрийскому взрыву (525 миллионов лет назад). После чего жизнь продолжала непрерывно эволюционировать. И этот процесс продолжается до сих пор.
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Жизнь зародилась в океане
Мы знаем, что в настоящее время органический мир океанов и морей велик и разнообразен. Там обитает множество примитивных по строению и древнейших организмов.
В океанах и морях живет более 150 тысяч видов животных и около 10 тысяч видов водорослей.
Крупная одноклеточная водоросль
Животных, которые живут в воде, гораздо больше, чем на суше. Из общего числа существующих сейчас 63 классов животных и 33 классов растений только в море живут 37 классов животных и 5 классов растений.
Мир живых существ морей и океанов прешел грандиозный путь исторического развития.
За этот огромный промежуток времени, о котором мы говорим, в развитии жизни на Земле произошло много великих событий. Вот главные из них.
Зеленые водоросли
Величайшим скачком в развитии жизни было возникновение многоклеточных организмов, ибо это дало громадные возможности для ее дальнейшего прогрессивного развития.
Амёба
Изменение и развитие древних многоклеточных организмов происходила пс-разному в разных условиях среды. Одни из них стали малоподвижными, осели на дно и прикрепились к нему, другие сохранили подвижный образ жизни. Возникли разнообразные многоклеточные организмы: водоросли, а также губки, медузы и другие беспозвоночные животные, которые населяли древнейшие моря и океаны. Появление этих организмов относится к весьма отдаленному времени, но, несмотря на это, изменились они с тех пор очень мало и не дали начала другим животным.
Инфузории-туфельки
Обширный и своеобразный тип иглокожих (морские звезды, ежи, лилии, офиуры или змеехвостки) возник и бурно развился задолго до кембрия от червеобразных предков. Вероятными предками их были свободноподвижные, двустороннесимметричныe червеобразные животные с тремя парами разделенных внутренних полостей, не имевшие внутреннего и внешнего скелета.
Все это происходило более 500 миллионов лет назад.
Таким образом, жизнь в архейскую и протерозойскую эру была сосредоточена и развивалась в воде. Моря и океаны были колыбелью жизни на нашей планете.
Кремневая губка
В них, как и в протерозойскую эру, обитали водоросли, ползали, плавали или чуть шевелились прикрепленные ко дну различные беспозвоночные животные. В большом количестве стали распространяться губки, археоциаты и трилобиты. Слово «археоциаты» в переводе на русский язык означает «древние бокалы». Их назвали так потому, что эти животные действительно напоминали бокал или кубок. Много их остатков найдено на территории современной Сибири в виде ископаемых рифов.
Одиночный четырехлучевой коралл
Археоциаты были родственны губкам и кораллам, имели прочный известковый скелет и прикреплялись ко дну длинными нитями.
Трилобит азафус
Долгое время наука не находила ответа на этот вопрос. Только исследования
Колония низших хордовых животных граптолитов с плавательным пузырем
В отложениях силурийского и девонского периодов найдены чрезвычайно хорошо сохранившиеся остатки древних рыб. По этим остаткам можно даже судить, как были расположены главные кровеносные сосуды и нервы.
Головоногий моллюск, пожирающий трилобита
Самыми древнейшими известными нам позвоночными являются щитковые бесчелюстные. По внешнему виду они напоминают рыб, но рыбами их еще назвать нельзя. У них не было челюстей и парных плавников, как у миног и миксин. Их близкие родичи, так называемые панцырные рыбы, имели челюсти, парные плавники, обладали более усовершенствованным внутренним скелетом, головным мозгом и органами чувств. Но их тело сковывал массивный костный панцырь, покрывавший голову и передний отдел туловища. Все эти рыбы вымерли в девонском периоде, около 300 миллионов лет назад, уступив место хрящевым и костным рыбам.
Материки и океаны в кембрийском периоде
Современный головоногий моллюск каракатица
Следует отметить также, что соленость морской воды тогда была ниже, чем теперь, поэтому рыбы, вероятно, могли легче переходить из морской воды в пресную и наоборот.
