• Dom
  •  > 
  • zarade
  •  > 
  • Bakterije koje žive u toplim izvorima. Život u kipućoj vodi. Pogledajte šta su "termofilni organizmi" u drugim rječnicima

Bakterije koje žive u toplim izvorima. Život u kipućoj vodi. Pogledajte šta su "termofilni organizmi" u drugim rječnicima

Temperatura je najvažniji faktor životne sredine. Temperatura ima ogroman uticaj na mnoge aspekte života organizama, njihovu geografiju distribucije, reprodukciju i druga biološka svojstva organizama koja uglavnom zavise od temperature. Domet, tj. temperaturne granice na kojima život može postojati kreću se od oko -200°C do +100°C, ponekad se postojanje bakterija nalazi u toplim izvorima na temperaturi od 250°C. U stvari, većina organizama može preživjeti unutar još užeg raspona temperatura.

Neke vrste mikroorganizama, uglavnom bakterije i alge, mogu živjeti i razmnožavati se u toplim izvorima na temperaturama blizu tačke ključanja. Gornja temperaturna granica za bakterije toplih izvora je oko 90°C. Promjenjivost temperature je vrlo važna sa ekološke tačke gledišta.

Svaka vrsta može živjeti samo unutar određenog raspona temperatura, takozvanih maksimalnih i minimalnih smrtonosnih temperatura. Iznad ovih kritičnih ekstremnih temperatura, hladnih ili vrućih, dolazi do smrti organizma. Negdje između njih je optimalna temperatura na kojoj je aktivna vitalna aktivnost svih organizama, žive tvari u cjelini.

Prema toleranciji organizama na temperaturni režim dijele se na euritermne i stenotermne, tj. sposoban izdržati široke ili uske temperaturne fluktuacije. Na primjer, lišajevi i mnoge bakterije mogu živjeti na različitim temperaturama, ili su orhideje i druge biljke koje vole toplinu tropskih zona stenotermne.

Neke životinje mogu održavati konstantnu tjelesnu temperaturu, bez obzira na temperaturu. okruženje. Takvi organizmi se nazivaju homeotermni. Kod drugih životinja, tjelesna temperatura se mijenja ovisno o temperaturi okoline. Zovu se poikiloterme. U zavisnosti od načina na koji se organizmi prilagođavaju temperaturnom režimu, dijele se na dva tipa. ekološke grupe: kriofili - organizmi prilagođeni hladnoći, niskim temperaturama; termofili - ili toplinu.

Allenovo pravilo- ekogeografsko pravilo koje je ustanovio D. Allen 1877. Prema ovom pravilu, među srodnim oblicima homoiotermnih (toplokrvnih) životinja koje vode sličan način života, one koje žive u hladnijim klimama imaju relativno manje izbočene dijelove tijela: uši, noge, rep , itd.

Smanjenje izbočenih dijelova tijela dovodi do smanjenja relativne površine tijela i pomaže u uštedi topline.

Primjer ovog pravila su predstavnici porodice pasa iz raznih krajeva. Najmanje (u odnosu na dužinu tijela) uši i manje izdužena njuška u ovoj porodici su kod arktičke lisice (raspon - Arktik), a najveće uši i uska, izdužena njuška - kod lisice feneka (raspon - Sahara).


Ovo pravilo je ispunjeno iu odnosu na ljudske populacije: najkraći (u odnosu na veličinu tijela) nos, ruke i noge karakteristični su za eskimsko-aleutske narode (Eskimi, Inuiti), a duge ruke i noge za krzna i Tutsije.

Bergmanovo pravilo je ekogeografsko pravilo koje je 1847. godine formulirao njemački biolog Carl Bergman. Pravilo kaže da su među sličnim oblicima homoiotermnih (toplokrvnih) životinja najveće one koje žive u hladnijim klimama - u visokim geografskim širinama ili u planinama. Ako postoje blisko srodne vrste (na primjer, vrste istog roda) koje se ne razlikuju značajno u svojoj ishrani i načinu života, tada se veće vrste javljaju i u oštrijoj (hladnoj) klimi.

Pravilo se zasniva na pretpostavci da ukupna proizvodnja toplote kod endotermnih vrsta zavisi od zapremine tela, a brzina prenosa toplote zavisi od njegove površine. Sa povećanjem veličine organizama, volumen tijela raste brže od njegove površine. Eksperimentalno, ovo pravilo je prvo testirano na psima različitih veličina. Pokazalo se da je proizvodnja topline kod malih pasa veća po jedinici mase, ali bez obzira na veličinu, ostaje gotovo konstantna po jedinici površine.

Bergmanovo pravilo se zaista često ispunjava i unutar iste vrste i među blisko srodnim vrstama. Na primjer, amurski oblik tigra sa Daleki istok veći od Sumatrana iz Indonezije. Sjeverne podvrste vuka u prosjeku su veće od južnih. Među srodnim vrstama iz roda medvjeda, najveći žive u sjevernim geografskim širinama ( polarni medvjed, smeđi medvjedi iz oko. Kodiak), i najmanje vrste (na primjer, medvjed s naočarima) - u područjima s toplom klimom.

Istovremeno, ovo pravilo je često kritikovano; uočeno je da ne može biti opšte prirode, jer na veličinu sisara i ptica osim temperature utiču i mnogi drugi faktori. Osim toga, adaptacije na oštru klimu na nivou populacije i vrste često se ne događaju zbog promjena u veličini tijela, već zbog promjena u veličini tijela. unutrašnje organe(povećanje veličine srca i pluća) ili kroz biohemijske adaptacije. S obzirom na ovu kritiku, mora se naglasiti da je Bergmanovo pravilo statističke prirode i jasno manifestuje svoj učinak, pod jednakim drugim uslovima.

Zaista, postoji mnogo izuzetaka od ovog pravila. Dakle, najmanja rasa vunastog mamuta poznata je sa polarnog Wrangelova ostrva; mnoge podvrste šumskih vukova veće su od podvrsta tundre (na primjer, izumrla podvrsta s poluotoka Kenai; pretpostavlja se da bi velike veličine mogle dati ovim vukovima prednost pri lovu na velike losove koji naseljavaju poluotok). Dalekoistočna podvrsta leoparda koja živi na Amuru znatno je manja od afričke. U navedenim primjerima, uspoređeni oblici se razlikuju po načinu života (otočne i kontinentalne populacije; podvrsta tundre koja se hrani manjim plijenom i šumska podvrsta koja se hrani većim plijenom).

U odnosu na čovjeka, pravilo je primjenjivo u određenoj mjeri (na primjer, plemena pigmeja, očigledno, više puta i samostalno su se pojavljivala u različitim područjima s tropskom klimom); međutim, zbog razlika u lokalnoj ishrani i običajima, migracije i genetskog odstupanja među populacijama, postavljaju se ograničenja u primjeni ovog pravila.

Glogerovo pravilo sastoji se u tome da se među srodnim oblicima (različite rase ili podvrste iste vrste, srodne vrste) homoiotermnih (toplokrvnih) životinja nalaze oni koji žive u toplim i vlažna klima, svetlije su boje od onih koji žive u hladnoj i suvoj klimi. Osnovao ga je 1833. Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), poljski i njemački ornitolog.

Na primjer, većina pustinjskih vrsta ptica je tamnije boje od njihovih rođaka iz suptropskih i tropskih šuma. Glogerovo pravilo se može objasniti i maskiranjem i uticajem klimatskih uslova na sintezu pigmenata. Glogerovo pravilo se u određenoj mjeri odnosi i na pijano-kilotermne (hladnokrvne) životinje, posebno na insekte.

Vlažnost kao ekološki faktor

U početku su svi organizmi bili vodeni. Osvojivši zemlju, nisu izgubili ovisnost o vodi. Voda je sastavni dio svih živih organizama. Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Bez vlage i vode nema života.

Vlažnost je parametar koji karakteriše sadržaj vodene pare u vazduhu. Apsolutna vlažnost je količina vodene pare u vazduhu i zavisi od temperature i pritiska. Ova količina se naziva relativna vlažnost (tj. odnos količine vodene pare u vazduhu i zasićene količine pare pod određenim uslovima temperature i pritiska).

U prirodi postoji dnevni ritam vlažnosti. Vlažnost varira i vertikalno i horizontalno. Ovaj faktor, uz svjetlost i temperaturu, igra važnu ulogu u regulaciji aktivnosti organizama i njihove distribucije. Vlažnost takođe menja efekat temperature.

Sušenje na vazduhu je važan faktor životne sredine. Posebno za kopnene organizme, efekat sušenja vazduha je od velike važnosti. Životinje se prilagođavaju preseljenjem u zaštićena područja i aktivne su noću.

Biljke upijaju vodu iz tla i gotovo u potpunosti (97-99%) isparavaju kroz lišće. Ovaj proces se naziva transpiracija. Isparavanje hladi listove. Zahvaljujući isparavanju, joni se transportuju kroz tlo do korena, transport jona između ćelija itd.

Određena količina vlage neophodna je za kopnene organizme. Mnogima od njih je za normalan život potrebna relativna vlažnost od 100%, i obrnuto, organizam u normalnom stanju ne može dugo da živi na apsolutno suvom vazduhu, jer stalno gubi vodu. Voda je suštinski deo žive materije. Stoga, gubitak vode u određenoj količini dovodi do smrti.

Biljke sušne klime prilagođavaju se morfološkim promjenama, redukciji vegetativnih organa, posebno listova.

Kopnene životinje se također prilagođavaju. Mnogi od njih piju vodu, drugi je usisavaju kroz integument tijela u tečnom ili parovitom stanju. Na primjer, većina vodozemaca, neki insekti i grinje. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije, svoje potrebe zadovoljavaju na račun vode opskrbljene hranom. Druge životinje dobijaju vodu u procesu oksidacije masti.

Voda je neophodna za žive organizme. Stoga se organizmi šire po staništu ovisno o svojim potrebama: vodeni organizmi stalno žive u vodi; hidrofiti mogu živjeti samo u vrlo vlažnim sredinama.

Sa stanovišta ekološke valencije, hidrofiti i higrofiti spadaju u grupu stenogigera. Vlažnost u velikoj mjeri utiče na vitalne funkcije organizama, na primjer, 70% relativna vlažnost bio veoma povoljan za poljsko sazrijevanje i plodnost ženki migratornog skakavca. Uz povoljnu reprodukciju, nanose ogromne ekonomske štete usjevima mnogih zemalja.

Za ekološku procjenu rasprostranjenosti organizama koristi se indikator suhoće klime. Suvoća služi kao selektivni faktor za ekološka klasifikacija organizmi.

Dakle, ovisno o karakteristikama vlažnosti lokalne klime, vrste organizama se dijele u ekološke grupe:

1. Hidratofiti su vodene biljke.

2. Hidrofiti su kopneno-vodene biljke.

3. Higrofiti - kopnene biljke koje žive u uslovima visoke vlažnosti.

4. Mezofiti su biljke koje rastu sa prosječnom vlagom.

5. Kserofiti su biljke koje rastu sa nedovoljno vlage. Oni se, pak, dijele na: sukulente - sukulentne biljke (kaktusi); sklerofiti su biljke sa uskim i malim listovima, savijenim u tubule. Također se dijele na eukserofite i stipakserofite. Eukserofiti su stepske biljke. Stipakserofiti su grupa uskolisnih travnatih trava (perjanica, vlasulja, tankonoga itd.). Zauzvrat, mezofiti se također dijele na mezohigrofite, mezokserofite itd.

Ustupajući po svojoj vrijednosti temperaturi, vlažnost je ipak jedan od glavnih faktora okoliša. Veći dio povijesti divljih životinja, organski svijet predstavljali su isključivo vodne norme organizama. Sastavni dio velike većine živih bića je voda, a za reprodukciju ili fuziju gameta, gotovo svim im je potrebna vodena sredina. Kopnene životinje su prisiljene stvoriti u svom tijelu umjetno vodeno okruženje za oplodnju, a to dovodi do činjenice da potonje postaje unutarnje.

Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Može se izraziti u gramima po kubnom metru.

Svetlost kao faktor životne sredine. Uloga svjetlosti u životu organizama

Svetlost je jedan oblik energije. Prema prvom zakonu termodinamike, ili zakonu održanja energije, energija se može mijenjati iz jednog oblika u drugi. Prema ovom zakonu, organizmi su termodinamički sistem koji neprestano razmjenjuje energiju i materiju sa okolinom. Organizmi na površini Zemlje izloženi su protoku energije, uglavnom sunčeve energije, kao i dugovalnom toplotnom zračenju kosmičkih tijela.

Oba ova faktora određuju klimatskim uslovima okolina (temperatura, brzina isparavanja vode, kretanje zraka i vode). Sunčeva svjetlost sa energijom od 2 cal pada na biosferu iz svemira. po 1 cm 2 u 1 min. Ova takozvana solarna konstanta. Ova svjetlost, prolazeći kroz atmosferu, je oslabljena i ne više od 67% njene energije može doći do površine Zemlje u vedro podne, tj. 1,34 cal. po cm 2 u 1 min. Prolazeći kroz oblake, vodu i vegetaciju, sunčeva svjetlost dodatno slabi, a raspodjela energije u njoj u različitim dijelovima spektra značajno se mijenja.

Stepen slabljenja sunčeve svetlosti i kosmičkog zračenja zavisi od talasne dužine (frekvencije) svetlosti. Ultraljubičasto zračenje s talasnom dužinom manjom od 0,3 mikrona gotovo ne prolazi kroz ozonski omotač (na visini od oko 25 km). Takvo zračenje je opasno za živi organizam, posebno za protoplazmu.

U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije; sve biljke, osim bakterija, fotosintetiziraju, tj. sintetiziraju organske tvari iz organska materija(tj. iz vode, mineralnih soli i CO-U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije, sve biljke osim bakterija 2 - uz pomoć energije zračenja u procesu asimilacije). Svi organizmi za ishranu zavise od kopnenih fotosintetizatora, tj. biljke koje nose hlorofil.

Svjetlost kao okolišni faktor dijeli se na ultraljubičastu sa talasnom dužinom od 0,40 - 0,75 mikrona i infracrvenu sa talasnom dužinom većom od ovih veličina.

Efekat ovih faktora zavisi od svojstava organizama. Svaki tip organizma prilagođen je jednom ili drugom spektru valnih dužina svjetlosti. Neke vrste organizama su se prilagodile ultraljubičastom, dok su druge infracrvene.

Neki organizmi mogu razlikovati talasnu dužinu. Imaju posebne sisteme za percepciju svjetlosti i imaju vid boja, što je od velikog značaja u njihovom životu. Mnogi insekti su osjetljivi na kratkotalasno zračenje, koje ljudi ne percipiraju. Noćni leptiri dobro percipiraju ultraljubičaste zrake. Pčele i ptice precizno određuju svoju lokaciju i navigirati terenom čak i noću.

Organizmi takođe snažno reaguju na intenzitet svetlosti. Prema ovim karakteristikama biljke se dijele u tri ekološke grupe:

1. Svetloljubivi, sunceljubivi ili heliofiti – koji se mogu normalno razvijati samo pod sunčevim zracima.

2. Sjenoljubivi, ili sciofiti, su biljke nižih slojeva šuma i dubokomorske biljke, na primjer, đurđevaci i druge.

Kako se intenzitet svjetlosti smanjuje, usporava se i fotosinteza. Svi živi organizmi imaju prag osjetljivosti na intenzitet svjetlosti, kao i na druge faktore okoline. At raznih organizama prag osjetljivosti na faktore okoline nije isti. Na primjer, intenzivna svjetlost inhibira razvoj Drosophyll muva, čak i uzrokuje njihovu smrt. Ne vole svjetlost i žohare i druge insekte. Kod većine fotosintetskih biljaka, pri slabom intenzitetu svjetlosti, sinteza proteina je inhibirana, dok su kod životinja procesi biosinteze inhibirani.

3. Heliofiti otporni na hladovinu ili fakultativni heliofiti. Biljke koje dobro rastu i u sjeni i na svjetlu. Kod životinja se ova svojstva organizama nazivaju svjetloljubivi (fotofili), sjeniloljubivi (fotofobi), eurifobični - stenofobični.

Ekološka valencija

stepen prilagodljivosti živog organizma promenama uslova sredine. E. v. je nekretnina s pogledom. Kvantitativno se izražava rasponom promjena okoliša unutar kojih određena vrsta zadržava normalnu vitalnu aktivnost. E. v. može se razmatrati kako u odnosu na odgovor vrste na pojedinačne faktore životne sredine, tako iu odnosu na kompleks faktora.

U prvom slučaju, vrste koje tolerišu velike promjene jačine faktora utjecaja označene su terminom koji se sastoji od naziva ovog faktora s prefiksom "evry" (eurythermal - u odnosu na utjecaj temperature, euryhaline - na salinitet , euribatski - do dubine, itd.); vrste prilagođene samo malim promjenama u ovom faktoru označene su sličnim terminom s prefiksom "steno" (stenotermni, stenohalin, itd.). Tipovi sa širokim E. in. u odnosu na kompleks faktora, nazivaju se euribionti (vidi Eurybionts) za razliku od stenobionta (vidi. Stenobionts), koji imaju malu prilagodljivost. Budući da euribiontičnost omogućava naseljavanje različitih staništa, a stenobiontičnost naglo sužava raspon staništa pogodnih za vrstu, ove dvije grupe se često nazivaju euri- odnosno stenotopima.

euribiontima, životinjski i biljni organizmi koji mogu postojati uz značajne promjene uslova okoline. Tako, na primjer, stanovnici morskog primorja podnose redovno sušenje za vrijeme oseke, ljeti - snažno zagrijavanje, a zimi - zahlađenje, a ponekad i smrzavanje (euritermne životinje); stanovnici ušća rijeka izdržavaju sredstva. fluktuacije saliniteta vode (eurihalne životinje); brojne životinje postoje u širokom rasponu hidrostatskog pritiska (euribat). Mnogi stanovnici zemlje umjerene geografske širine može izdržati velike sezonske temperaturne fluktuacije.

Euribiontnost vrste povećava se sposobnošću da podnese nepovoljne uvjete u stanju anabioze (mnoge bakterije, spore i sjemenke mnogih biljaka, odrasle višegodišnje biljke hladnih i umjerenih geografskih širina, zimujuće pupoljke slatkovodnih spužvi i briozoana, jaja grančica , odrasle tardigrade i neke rotifere, itd.) ili hibernaciju (neki sisari).

PRAVILO ČETVERIKOVA, po pravilu, prema Kromu u prirodi, sve vrste živih organizama nisu predstavljene zasebnim izolovanim jedinkama, već u obliku agregata niza (ponekad vrlo velikog) jedinki-populacija. Uzgajao S. S. Četverikov (1903).

Pogled- ovo je istorijski uspostavljen skup populacija jedinki koje su slične po morfološkim i fiziološkim svojstvima, sposobne da se slobodno ukrštaju i proizvode plodno potomstvo, zauzimajući određeno područje. Svaki tip živih organizama može se opisati skupom karakteristične karakteristike, svojstva, koja se nazivaju karakteristike pogleda. Karakteristike vrste, pomoću kojih se jedna vrsta može razlikovati od druge, nazivaju se kriterijumi vrste.

Najčešće korištenih sedam općih kriterija pogleda su:

1. Specifičan tip organizacije: stanovništvo karakteristične karakteristike razlikovati jedinke jedne vrste od jedinki druge.

2. Geografska sigurnost: postojanje jedinki neke vrste na određenom mjestu na kugli zemaljskoj; raspon - područje u kojem žive jedinke određene vrste.

3. Ekološka sigurnost: jedinke vrste žive u određenom rasponu vrijednosti fizičkih faktora okoline, kao što su temperatura, vlažnost, pritisak itd.

4. Diferencijacija: vrsta se sastoji od manjih grupa jedinki.

5. Diskretnost: jedinke ove vrste su odvojene od jedinki druge vrste razmakom - hijatusom.Hijatus je određen djelovanjem izolacijskih mehanizama, kao što su neusklađenost u periodima razmnožavanja, korištenje specifičnih reakcija ponašanja, sterilnost hibrida, itd.

6. Reproducibilnost: razmnožavanje jedinki može se vršiti aseksualno (stepen varijabilnosti je nizak) i polno (stepen varijabilnosti je visok, jer svaki organizam kombinuje karakteristike oca i majke).

7. Određeni nivo brojnosti: populacija prolazi kroz periodične (talasi života) i neperiodične promjene.

Jedinke bilo koje vrste raspoređene su u prostoru izuzetno neravnomjerno. Na primjer, kopriva u okviru svog područja rasprostranjenja nalazi se samo na vlažnim sjenovitim mjestima s plodnim tlom, formirajući šikare u poplavnim ravnicama rijeka, potoka, oko jezera, uz rubove močvara, u mješovitim šumama i šikarama grmlja. Kolonije evropske krtice, jasno vidljive na gomilama zemlje, nalaze se na rubovima šuma, livadama i poljima. Pogodno za život
iako se staništa često nalaze unutar areala, ona ne pokrivaju čitav raspon, pa se jedinke ove vrste ne nalaze u drugim njegovim dijelovima. Nema smisla tražiti koprivu u borovoj šumi ili krticu u močvari.

Tako se neravnomjerna distribucija vrste u prostoru izražava u obliku "ostrva gustine", "gruda". Područja s relativno visokom rasprostranjenošću ove vrste izmjenjuju se s područjima niske rasprostranjenosti. Takvi "centri gustine" populacije svake vrste nazivaju se populacije. Populacija je skup jedinki određene vrste tokom dugog vremenskog perioda ( veliki broj generacije) koje nastanjuju određeni prostor (dio areala) i izolovane od drugih sličnih populacija.

Unutar populacije praktično se provodi slobodno križanje (panmiksija). Drugim riječima, populacija je grupa pojedinaca koji se slobodno povezuju među sobom, žive dugo na određenoj teritoriji i relativno izolirani od drugih sličnih grupa. Vrsta je stoga skup populacija, a populacija je strukturna jedinica vrste.

Razlika između populacije i vrste:

1) jedinke različitih populacija se slobodno križaju jedni s drugima,

2) pojedinci različitih populacija se malo razlikuju jedni od drugih,

3) ne postoji jaz između dvije susjedne populacije, odnosno postoji postepeni prijelaz između njih.

Proces specijacije. Pretpostavimo da određena vrsta zauzima određeno područje, određeno prirodom njene prehrane. Kao rezultat divergencije između pojedinaca, raspon se povećava. Novo područje će sadržavati područja sa različitim prehrambenim biljkama, fizičkim i hemijskim svojstvima itd. Pojedinci koji se nađu u različitim dijelovima područja formiraju populacije. U budućnosti, kao rezultat sve većih razlika između jedinki populacija, biće sve jasnije da se jedinke jedne populacije na neki način razlikuju od jedinki druge populacije. Postoji proces divergencije populacija. U svakom od njih se nakupljaju mutacije.

Predstavnici bilo koje vrste u lokalnom dijelu areala čine lokalnu populaciju. Ukupnost lokalnih populacija povezanih sa područjima arela koja su homogena u pogledu uslova života je ekološka populacija. Dakle, ako vrsta živi na livadi i u šumi, onda govore o njenim gumama i livadskim populacijama. Populacije unutar raspona vrste povezane s određenim geografskim granicama nazivaju se geografske populacije.
Veličina i granice populacije mogu se dramatično promijeniti. Tokom izbijanja masovne reprodukcije, vrsta se vrlo široko širi i nastaju ogromne populacije.

Skup geografskih populacija sa stabilnim osobinama, sposobnošću ukrštanja i stvaranja plodnog potomstva naziva se podvrsta. Darwin je rekao da formiranje novih vrsta ide kroz varijetete (podvrste).

Međutim, treba imati na umu da neki element često nedostaje u prirodi.
Mutacije koje se javljaju kod pojedinaca svake podvrste ne mogu same po sebi dovesti do stvaranja novih vrsta. Razlog leži u činjenici da će ova mutacija lutati kroz populaciju, budući da jedinke podvrsta, kao što znamo, nisu reproduktivno izolirane. Ako je mutacija korisna, povećava heterozigotnost populacije; ako je štetna, jednostavno će biti odbačena selekcijom.

Kao rezultat stalnog procesa mutacije i slobodnog ukrštanja, mutacije se akumuliraju u populacijama. Prema teoriji I. I. Schmalhausena, stvara se rezerva nasljedne varijabilnosti, tj. velika većina novonastalih mutacija je recesivna i ne pojavljuje se fenotipski. Nakon postizanja visoke koncentracije mutacija u heterozigotnom stanju, ukrštanje jedinki koje nose recesivne gene postaje vjerovatno. U ovom slučaju pojavljuju se homozigotne jedinke kod kojih se mutacije već manifestiraju fenotipski. U ovim slučajevima, mutacije su već pod kontrolom prirodne selekcije.
Ali to još nije od presudne važnosti za proces specijacije, jer su prirodne populacije otvorene i u njih se stalno unose vanzemaljski geni iz susjednih populacija.

Postoji dovoljan protok gena da se održi velika sličnost genskih fondova (ukupnost svih genotipova) svih lokalnih populacija. Procjenjuje se da je popuna genskog fonda zbog stranih gena u populaciji od 200 jedinki, od kojih svaka ima 100.000 lokusa, 100 puta veća nego - zbog mutacija. Kao posljedica toga, nijedna populacija se ne može dramatično promijeniti sve dok je podložna normalizirajućem utjecaju toka gena. Otpornost populacije na promjene u njenom genetskom sastavu pod utjecajem selekcije naziva se genetska homeostaza.

Kao rezultat genetske homeostaze u populaciji, formiranje nove vrste je vrlo teško. Još jedan uslov mora biti ispunjen! Naime, potrebno je izolovati genofond populacije kćeri od genofonda majke. Izolacija može biti u dva oblika: prostorna i vremenska. Prostorna izolacija nastaje zbog različitih geografskih barijera kao što su pustinje, šume, rijeke, dine, poplavne ravnice. Najčešće se prostorna izolacija javlja zbog naglog smanjenja kontinuiranog raspona i njegovog raspadanja u zasebne džepove ili niše.

Često stanovništvo postaje izolirano kao rezultat migracije. U ovom slučaju nastaje izolovana populacija. Međutim, budući da je broj jedinki u izolovanoj populaciji obično mali, postoji opasnost od inbreedinga - degeneracije povezane sa inbreedingom. Specifikacija zasnovana na prostornoj izolaciji naziva se geografskom.

Privremeni oblik izolacije uključuje promjenu vremena reprodukcije i pomake u cijelom životnom ciklusu. Specifikacija zasnovana na privremenoj izolaciji naziva se ekološkom.
Odlučujuća stvar u oba slučaja je stvaranje novog, nekompatibilnog sa starim, genetskog sistema. Kroz specijaciju se ostvaruje evolucija, zbog čega kažu da je vrsta elementarni evolutivni sistem. Populacija je elementarna evolucijska jedinica!

Statističke i dinamičke karakteristike populacija.

Vrste organizama uključene su u biocenozu ne kao zasebne jedinke, već kao populacije ili njihovi dijelovi. Populacija je dio vrste (sastoji se od jedinki iste vrste), koji zauzima relativno homogen prostor i sposoban za samoregulaciju i održavanje određenog broja. Svaka vrsta na okupiranoj teritoriji podijeljena je na populacije.Ako uzmemo u obzir utjecaj okolišnih faktora na jedan organizam, onda će na određenom nivou faktora (na primjer, temperatura) ispitana jedinka ili preživjeti ili umrijeti. Slika se mijenja kada se proučava uticaj istog faktora na grupu organizama iste vrste.

Neki pojedinci će umrijeti ili smanjiti svoju vitalnu aktivnost na jednoj specifičnoj temperaturi, drugi na nižoj, a treći na višoj. Stoga se može dati još jedna definicija populacije: da bi preživjeli i dali potomstvo svi živi organizmi moraju, u uslovima dinamičkih režima sredine, faktori postojati u obliku grupa, odnosno populacija, tj. agregati jedinki koje žive zajedno sa sličnim naslijeđem Najvažnija karakteristika populacije je ukupna teritorija koju zauzima. Ali unutar populacije može postojati manje ili više izolirano različitih razloga grupacije.

Stoga je teško dati iscrpnu definiciju populacije zbog brisanja granica između pojedinih grupa pojedinaca. Svaka vrsta se sastoji od jedne ili više populacija, a populacija je stoga oblik postojanja vrste, njena najmanja evoluirajuća jedinica. Za populacije razne vrste postoje prihvatljive granice za opadanje broja jedinki, preko kojih postojanje populacije postaje nemoguće. U literaturi nema tačnih podataka o kritičnim vrijednostima veličine populacije. Date vrijednosti su kontradiktorne. Međutim, ostaje činjenica da što su jedinke manje, to su veće kritične vrijednosti njihovog broja. Za mikroorganizme su to milioni jedinki, za insekte - desetine i stotine hiljada, a za veliki sisari- Nekoliko desetina.

Broj se ne bi trebao smanjivati ​​ispod granica iznad kojih se naglo smanjuje vjerovatnoća upoznavanja seksualnih partnera. Kritični broj zavisi i od drugih faktora. Na primjer, za neke organizme, grupni način života je specifičan (kolonije, jata, stada). Grupe unutar populacije su relativno izolirane. Mogu postojati slučajevi kada je veličina populacije u cjelini još uvijek prilično velika, a broj pojedinačnih grupa smanjen ispod kritičnih granica.

Na primjer, kolonija (grupa) peruanskog kormorana mora imati populaciju od najmanje 10 hiljada jedinki, a stado sobova - 300 - 400 grla. Za razumevanje mehanizama funkcionisanja i rešavanje problema korišćenja populacija, informacije o njihovoj strukturi su od velike važnosti. Postoje rodne, starosne, teritorijalne i druge vrste strukture. U teorijskom i primijenjenom smislu najvažniji su podaci o starosnoj strukturi – omjer pojedinaca (često kombinovanih u grupe) različite starosne dobi.

Životinje su podijeljene u sljedeće starosne grupe:

Juvenilna grupa (djeca) senilna grupa (senilna, nije uključena u reprodukciju)

Grupa odraslih (pojedinci koji vrše reprodukciju).

Obično se najvećom održivošću karakteriše normalna populacija, u kojoj su sve starosne dobi zastupljene relativno ravnomjerno. U regresivnoj (ugroženoj) populaciji prevladavaju senilne jedinke, što ukazuje na prisustvo negativnih faktora koji remete reproduktivne funkcije. Potrebne su hitne mjere kako bi se identificirali i otklonili uzroci ovog stanja. Invazivne (invazivne) populacije uglavnom predstavljaju mlade jedinke. Njihova vitalnost obično ne izaziva zabrinutost, ali su izbijanja pretjerano velikog broja jedinki vjerojatna, jer trofički i drugi odnosi nisu formirani u takvim populacijama.

Posebno je opasno ako se radi o populaciji vrsta koje su ranije bile odsutne na tom području. U ovom slučaju populacije obično pronalaze i zauzimaju slobodnu ekološku nišu i ostvaruju svoj uzgojni potencijal, intenzivno povećavajući brojnost.Ako je populacija u normalnom ili blizu normalnom stanju, osoba može iz nje ukloniti broj jedinki (kod životinja ) ili biomase (u biljkama), koja se povećava tokom vremenskog perioda između napada. Prije svega, treba povući jedinke postproduktivne dobi (završena reprodukcija). Ako je cilj da se dobije određeni proizvod, onda se starost, pol i druge karakteristike populacije prilagođavaju uzimajući u obzir zadatak.

Eksploatacija populacija biljnih zajednica (na primjer, za dobivanje drvne građe) obično se vremenski poklapa s periodom usporavanja rasta (akumulacije proizvodnje) zbog starosti. Ovaj period se obično poklapa sa maksimalnom akumulacijom drvne mase po jedinici površine. Populaciju karakteriše i određeni odnos polova, a odnos muškaraca i žena nije jednak 1:1. Poznati su slučajevi oštre prevlasti jednog ili drugog spola, smjene generacija uz odsustvo muškaraca. Svaka populacija može imati i složenu prostornu strukturu, (podjeliti se na manje ili više velike hijerarhijske grupe – od geografskih do elementarnih (mikropopulacija).

Dakle, ako stopa mortaliteta ne zavisi od starosti pojedinaca, onda je kriva preživljavanja opadajuća linija (vidi sliku, tip I). Odnosno, smrt pojedinaca se javlja ravnomjerno u ovoj vrsti, stopa smrtnosti ostaje konstantna tijekom života. Takva kriva preživljavanja karakteristična je za vrste čiji razvoj se odvija bez metamorfoze uz dovoljnu stabilnost rođenog potomstva. Ovaj tip se obično naziva tipom hidre - karakterizira ga kriva preživljavanja koja se približava pravoj liniji. Kod vrsta kod kojih je uloga vanjskih faktora u mortalitetu mala, krivulju preživljavanja karakterizira blagi pad do određene starosti, nakon čega dolazi do oštrog pada zbog prirodne (fiziološke) mortaliteta.

Tip II na slici. Krivulja preživljavanja bliska ovom tipu karakteristična je za ljude (iako je kriva ljudskog preživljavanja nešto ravnija i stoga negdje između tipova I i II). Ovaj tip se zove tip Drosophila: to je tip koji Drosophila pokazuje u laboratorijskim uslovima (ne jedu predatori). Mnoge vrste karakterizira visoka smrtnost u ranim fazama ontogeneze. Kod takvih vrsta, krivulju preživljavanja karakterizira nagli pad područja mlađih uzrasta. Pojedinci koji su preživjeli "kritično" doba pokazuju nisku smrtnost i žive do dugih godina. Vrsta se zove vrsta ostrige. Tip III na slici. Proučavanje krivulja preživljavanja je od velikog interesa za ekologa. Omogućava vam da procijenite u kojoj dobi je određena vrsta najranjivija. Ako djelovanje uzroka koji mogu promijeniti natalitet ili mortalitet padne u najranjiviju fazu, onda će njihov utjecaj na kasniji razvoj stanovništva biti najveći. Ovaj obrazac se mora uzeti u obzir pri organizaciji lova ili u kontroli štetočina.

Starosna i polna struktura stanovništva.

Svaka populacija ima određenu organizaciju. Raspodjela jedinki po teritoriji, odnos grupa jedinki prema spolu, starosti, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetskim karakteristikama odražavaju odgovarajuće struktura stanovništva : prostorno, pol, starost, itd. Struktura se formira, s jedne strane, na osnovu opštih bioloških svojstava vrsta, as druge strane pod uticajem abiotskih faktora sredine i populacija drugih vrsta.

Struktura stanovništva stoga ima adaptivni karakter. Različite populacije iste vrste imaju i slične karakteristike i karakteristične osobine koje karakterišu specifičnosti uslova životne sredine u njihovim staništima.

Generalno, pored adaptivnih sposobnosti pojedinaca, na određenim teritorijama se formiraju i adaptivne karakteristike grupne adaptacije populacije kao supraindividualnog sistema, što ukazuje na to da su adaptivne osobine populacije mnogo veće nego kod jedinki koje su u njoj sastavljene. .

Starosni sastav- neophodan je za opstanak stanovništva. Prosječan životni vijek organizama i odnos broja (ili biomase) jedinki različite starosti karakteriše starosna struktura populacije. Formiranje starosne strukture nastaje kao rezultat kombiniranog djelovanja procesa reprodukcije i mortaliteta.

U bilo kojoj populaciji uslovno se razlikuju 3 starosne ekološke grupe:

Pre-reproduktivne;

reproduktivni;

Post-reproduktivno.

Predreproduktivnu grupu čine jedinke koje još nisu sposobne za reprodukciju. Reproduktivne - jedinke sposobne za reprodukciju. Postreproduktivni - jedinke koje su izgubile sposobnost reprodukcije. Trajanje ovih perioda uvelike varira u zavisnosti od vrste organizama.

Pod povoljnim uslovima, stanovništvo obuhvata sve starosne grupe i održava manje-više stabilan starosni sastav. U brzorastućim populacijama preovlađuju mlade jedinke, dok u populacijama u opadanju prevladavaju stare, koje se više ne mogu intenzivno razmnožavati. Takve populacije su neproduktivne i nedovoljno stabilne.

Postoje pogledi iz jednostavna starosna struktura populacije koje se sastoje od jedinki skoro istih godina.

Na primjer, sve jednogodišnje biljke jedne populacije su u fazi sadnje u proljeće, zatim cvjetaju gotovo istovremeno i daju sjeme u jesen.

U vrstama iz složena starosna struktura populacije žive istovremeno nekoliko generacija.

Na primjer, u iskustvu slonova postoje mlade, zrele i stare životinje.

Populacije koje obuhvataju više generacija (različitih starosnih grupa) su stabilnije, manje podložne uticaju faktora koji utiču na reprodukciju ili mortalitet u određenoj godini. Ekstremni uslovi mogu dovesti do smrti najranjivijih starosnih grupa, ali najotporniji preživljavaju i stvaraju nove generacije.

Na primjer, osoba se smatra biološkom vrstom sa kompleksom starosna struktura. Stabilnost populacija ove vrste očitovala se, na primjer, tokom Drugog svjetskog rata.

Za proučavanje starosne strukture stanovništva koriste se grafičke tehnike, na primjer, starosne piramide populacije, koje se široko koriste u demografskim studijama (slika 3.9).

Sl.3.9. Starosna piramida stanovništva.

A - masovna reprodukcija, B - stabilna populacija, C - populacija u opadanju

Stabilnost populacija neke vrste uvelike zavisi od seksualne strukture , tj. omjera pojedinaca različitih spolova. Polne grupe unutar populacija formiraju se na osnovu razlika u morfologiji (oblici i građi tijela) i ekologiji različitih spolova.

Na primjer, kod nekih insekata mužjaci imaju krila, ali ženke nemaju, mužjaci nekih sisara imaju rogove, ali ih ženke nemaju, mužjaci ptica imaju svijetlo perje, a ženke imaju kamuflažu.

Ekološke razlike su izražene u preferencijama u hrani (ženke mnogih komaraca sišu krv, dok se mužjaci hrane nektarom).

Genetski mehanizam obezbjeđuje približno jednak omjer jedinki oba spola pri rođenju. Međutim, prvobitni omjer se ubrzo naruši kao rezultat fizioloških, bihevioralnih i ekoloških razlika između mužjaka i ženki, što uzrokuje neujednačenu smrtnost.

Analiza starosne i polne strukture populacija omogućava predviđanje njene brojnosti za niz narednih generacija i godina. Ovo je važno kada se procjenjuju mogućnosti ribolova, odstrela životinja, spašavanja usjeva od invazije skakavaca iu drugim slučajevima.

U kipućoj vodi, na temperaturi od 100°C, umiru svi oblici živih organizama, uključujući bakterije i mikrobe, koji su poznati po svojoj otpornosti i vitalnosti - to je nadaleko poznata i općepriznata činjenica. Ali kako je pogrešno!

Kasnih 1970-ih, sa pojavom prvih dubokomorskih vozila, hidrotermalni izvori, iz koje neprestano tuku potoci prevruće visoko mineralizovane vode. Temperatura takvih potoka dostiže nevjerovatnih 200-400°C. U početku niko nije mogao zamisliti da život može postojati na dubini od nekoliko hiljada metara od površine, u vječnom mraku, pa čak i na takvoj temperaturi. Ali ona je bila tamo. I to ne primitivni jednoćelijski život, već čitavi nezavisni ekosistemi, koji se sastoje od vrsta koje su dosad bile nepoznate nauci.

Hidrotermalni izvor pronađen na dnu Kajmanskog rova ​​na dubini od oko 5.000 metara. Takvi izvori nazivaju se crnim pušačima zbog erupcije vode nalik crnom dimu.

Osnova ekosistema koji žive u blizini hidrotermalnih otvora su hemosintetske bakterije – mikroorganizmi koji oksidacijom raznih materijala dobijaju potrebne hranljive materije. hemijski elementi; u konkretnom slučaju oksidacijom ugljičnog dioksida. Svi ostali predstavnici termalnih ekosustava, uključujući rakove koji se hrane filterom, škampe, razne mekušce, pa čak i ogromne morske crve, ovise o ovim bakterijama.

Ovaj crni pušač u potpunosti je obavijen bijelim anemonama. Stanja koja znače smrt za druge morske organizme su norma za ova stvorenja. Bijele anemone dobivaju hranu apsorbirajući kemosintetske bakterije.

Organizmi koji žive u crni pušači„u potpunosti ovise o lokalnim uvjetima i nisu u stanju preživjeti u staništu poznatom velikoj većini život marinca. Iz tog razloga, dugo vremena nije bilo moguće izdignuti ni jedno živo stvorenje na površinu, svi su umrli kada je temperatura vode pala.

Pompejski crv (lat. Alvinella pompejana) - ovaj stanovnik podvodnih hidrotermalnih ekosistema dobio je prilično simbolično ime.

Podvodno bespilotno vozilo ISIS-a kojim su upravljali britanski oceanolozi uspjelo je odgajati prvo živo biće. Naučnici su otkrili da su temperature ispod 70°C smrtonosne za ova nevjerovatna stvorenja. Ovo je prilično izvanredno, jer su temperature od 70°C smrtonosne za 99% organizama koji žive na Zemlji.

Otkriće podvodnih termalnih ekosistema bilo je izuzetno važno za nauku. Prvo, proširene su granice unutar kojih život može postojati. Drugo, otkriće je dovelo naučnike do toga nova verzija o nastanku života na Zemlji, prema kojem je život nastao u hidrotermalnim izvorima. I treće, ovo otkriće nas je još jednom navelo da shvatimo da znamo vrlo malo o svijetu oko nas.

Bakterije su najstarija poznata grupa organizama.
Slojevite kamene strukture - stromatoliti - datirani u nekim slučajevima na početak arheozoika (arheja), tj. koja je nastala prije 3,5 milijardi godina, rezultat je vitalne aktivnosti bakterija, najčešće fotosintetskih, tzv. plavo-zelene alge. Slične strukture (bakterijske folije impregnirane karbonatima) se još uvijek formiraju, uglavnom uz obale Australije, Bahama, u Kalifornijskom i Perzijskom zaljevu, ali su relativno rijetke i ne dostižu velike veličine, jer organizmi biljojedi, poput puževa, hraniti se njima. Prve nuklearne ćelije evoluirale su iz bakterija prije oko 1,4 milijarde godina.

Archaeobacteria thermoacidophiles smatraju se najstarijim živim organizmima. Žive u toploj izvorskoj vodi sa visokim sadržajem kiselina. Ispod 55oC (131oF) umiru!

Ispostavilo se da su 90% biomase u morima mikrobi.

Pojavio se život na Zemlji
Prije 3,416 milijardi godina, odnosno 16 miliona godina ranije nego što se uobičajeno vjeruje u naučnom svijetu. Analiza jednog od korala, koji je star više od 3,416 milijardi godina, dokazala je da je u vrijeme nastanka ovog koralja na Zemlji već postojao život na mikrobnom nivou.

Najstariji mikrofosil
Kakabekia barghoorniana (1964-1986) pronađena je u Harichu, Guned, Wales, za koju se procjenjuje da je stara preko 4.000.000.000 godina.
Najstariji oblik života
Fosilizirani otisci mikroskopskih ćelija pronađeni su na Grenlandu. Ispostavilo se da su stari 3.800 miliona godina, što ih čini najstarijim poznatim oblicima života.

Bakterije i eukarioti
Život može postojati u obliku bakterija - najjednostavnijih organizama koji nemaju jezgro u ćeliji, najstarijih (arheja), gotovo jednako jednostavnih kao bakterije, ali se razlikuju po neobičnoj membrani, eukarioti se smatraju njenim vrhom - zapravo, svi ostali organizmi čiji je genetski kod pohranjen u ćelijskom jezgru.

Najstariji stanovnici Zemlje pronađeni u Marijanskom rovu
Na dnu najdubljeg svijeta Marijanski rov u centru Tihog okeana otkriveno je 13 nauci nepoznatih vrsta jednoćelijskih organizama koji su postojali nepromenjeni skoro milijardu godina. Mikroorganizmi su pronađeni u uzorcima tla uzetim u jesen 2002. godine u rasjedu Challenger japanskim automatskim batiskafom Kaiko na dubini od 10.900 metara. U 10 kubnih centimetara tla pronađeno je 449 dosad nepoznatih primitivnih jednoćelijskih okruglih ili izduženih 0,5 - 0,7 mm veličine. Nakon nekoliko godina istraživanja, podijeljeni su u 13 vrsta. Svi ovi organizmi gotovo u potpunosti odgovaraju tzv. "nepoznati biološki fosili" koji su otkriveni u Rusiji, Švedskoj i Austriji 80-ih godina u slojevima tla starim od 540 miliona do milijardu godina.

Na osnovu genetske analize, japanski istraživači tvrde da su jednoćelijski organizmi pronađeni na dnu Marijanske brazde postojali nepromijenjeni više od 800 miliona, ili čak milijardu godina. Očigledno, ovo su najstariji od svih sada poznatih stanovnika Zemlje. Jednoćelijski organizmi iz Challenger Faulta bili su prisiljeni otići do ekstremnih dubina kako bi preživjeli, jer u plitkim slojevima okeana nisu mogli parirati mlađim i agresivnijim organizmima.

Prve bakterije pojavile su se u arheozoičkoj eri
Razvoj Zemlje je podijeljen na pet vremenskih perioda, koji se nazivaju ere. Prve dvije ere, arheozoik i proterozoik, trajale su 4 milijarde godina, odnosno skoro 80% cjelokupne povijesti Zemlje. Tokom arheozoika nastala je Zemlja, nastala je voda i kiseonik. Prije oko 3,5 milijardi godina pojavile su se prve male bakterije i alge. U proterozojskoj eri, prije oko 700 godina, prve životinje su se pojavile u moru. Bili su primitivni beskičmenjaci kao što su crvi i meduze. Paleozojska era započela je prije 590 miliona godina i trajala je 342 miliona godina. Tada je Zemlja bila prekrivena močvarama. Tokom paleozoika pojavile su se velike biljke, ribe i vodozemci. Mezozojska era počelo je prije 248 miliona godina i trajalo 183 miliona godina. U to vrijeme Zemlju su naseljavali ogromni dinosaurusi gušteri. Pojavili su se i prvi sisari i ptice. Kenozojska era započela je prije 65 miliona godina i traje do danas. U to vrijeme su nastale biljke i životinje koje nas danas okružuju.

Gdje žive bakterije
Mnogo je bakterija u tlu, na dnu jezera i okeana – svuda gdje se akumuliraju organske tvari. Žive na hladnoći, kada je termometar malo iznad nule, iu toplim kiselim izvorima sa temperaturom iznad 90°C. Neke bakterije tolerišu veoma visok salinitet okoline; posebno, oni su jedini organizmi pronađeni u Mrtvom moru. U atmosferi su prisutni u kapljicama vode, a njihova brojnost tamo je obično u korelaciji sa zaprašenošću zraka. Da, u gradovima kišnica sadrži mnogo više bakterija nego u ruralnim područjima. Malo ih je u hladnom zraku visoravni i polarnih područja, ali se nalaze čak iu donjem sloju stratosfere na visini od 8 km.

Bakterije su uključene u probavu
Probavni trakt životinja je gusto naseljen bakterijama (obično bezopasnim). Za život većine vrsta nisu potrebni, iako mogu sintetizirati neke vitamine. Međutim, kod preživača (krave, antilope, ovce) i mnogih termita oni su uključeni u probavu biljne hrane. osim toga, imuni sistemživotinja uzgojena u sterilnim uvjetima ne razvija se normalno zbog nedostatka bakterijske stimulacije. Normalna bakterijska "flora" crijeva važna je i za suzbijanje štetnih mikroorganizama koji tamo ulaze.

Jedna tačka sadrži četvrt miliona bakterija
Bakterije su mnogo manje od ćelija višećelijskih biljaka i životinja. Njihova debljina je obično 0,5-2,0 µm, a dužina 1,0-8,0 µm. Neki oblici se jedva mogu vidjeti uz rezoluciju standardnih svjetlosnih mikroskopa (oko 0,3 µm), ali postoje i poznate vrste dužine veće od 10 µm i širine koja također prelazi ove granice, te niz vrlo tankih bakterija. može prelaziti 50 µm dužine. Četvrt miliona bakterija srednje veličine stane na površinu koja odgovara tački nacrtanoj olovkom.

Bakterije daju lekcije o samoorganizaciji
U kolonijama bakterija zvanim stromatoliti, bakterije se samoorganiziraju i formiraju ogromnu radnu grupu, iako nijedna od njih ne vodi ostale. Takva povezanost je vrlo stabilna i brzo se oporavlja u slučaju oštećenja ili promjene okoline. Zanimljiva je i činjenica da bakterije u stromatolitu imaju različite uloge u zavisnosti od toga gdje se nalaze u koloniji, a sve dijele zajedničke genetske informacije. Sva ova svojstva mogu biti korisna za buduće komunikacione mreže.

Sposobnost bakterija
Mnoge bakterije imaju hemijske receptore koji detektuju promene u kiselosti životne sredine i koncentraciji šećera, aminokiselina, kiseonika i ugljen-dioksida. Mnoge pokretne bakterije također reagiraju na temperaturne fluktuacije, a fotosintetske vrste na promjene svjetlosti. Neke bakterije percipiraju smjer linija magnetnog polja, uključujući i Zemljino magnetsko polje, uz pomoć čestica magnetita (magnetna željezna ruda - Fe3O4) prisutnih u njihovim stanicama. U vodi bakterije koriste ovu sposobnost da plivaju duž linija sile u potrazi za povoljnim okruženjem.

Memorija bakterija
Uvjetni refleksi kod bakterija su nepoznati, ali imaju određenu vrstu primitivnog pamćenja. Dok plivaju, upoređuju opaženi intenzitet stimulusa sa njegovom prethodnom vrednošću, tj. utvrditi da li je postao veći ili manji i na osnovu toga zadržati smjer kretanja ili ga promijeniti.

Broj bakterija se udvostručuje svakih 20 minuta
Djelomično zbog male veličine bakterija, intenzitet njihovog metabolizma je vrlo visok. U najpovoljnijim uslovima, neke bakterije mogu udvostručiti svoju ukupnu masu i brojnost otprilike svakih 20 minuta. To je zbog činjenice da određeni broj njihovih najvažnijih enzimskih sistema funkcionira vrlo velikom brzinom. Dakle, zecu je potrebno nekoliko minuta da sintetizira proteinski molekul, a bakteriji - sekunde. Međutim, u prirodnom okruženju, na primjer, u tlu, većina bakterija je "na dijeti gladovanja", pa ako se njihove stanice dijele, onda ne svakih 20 minuta, već svakih nekoliko dana.

U roku od jednog dana, 1 bakterija može formirati 13 triliona drugih
Jedna bakterija E. coli (Esherichia coli) tokom dana mogla bi proizvesti potomstvo, čija bi ukupna zapremina bila dovoljna za izgradnju piramide površine 2 km2 i visine 1 km. Pod povoljnim uslovima, za 48 sati, jedan vibrion kolere (Vibrio cholerae) dao bi potomstvo težine 22*1024 tone, što je 4 hiljade puta više od mase globus. Srećom, samo mali broj bakterija preživi.

Koliko bakterija ima u tlu
Gornji sloj tla sadrži od 100.000 do 1 milijardu bakterija po 1 g, tj. oko 2 tone po hektaru. Obično sve organske ostatke, jednom u zemlji, brzo oksidiraju bakterije i gljivice.

Bakterije jedu pesticide
Genetski modificirana obična E. coli je sposobna jesti organofosforna jedinjenja - otrovne tvari koje su otrovne ne samo za insekte, već i za ljude. Klasa organofosfornih jedinjenja uključuje neke vrste hemijsko oružje, na primjer, plin sarin, koji ima nervno-paralitičko djelovanje.

Poseban enzim, vrsta hidrolaze, izvorno pronađen u nekim "divljim" bakterijama tla, pomaže modificiranoj E. coli da se nosi s organofosforom. Nakon testiranja mnogih genetski povezanih vrsta bakterija, naučnici su odabrali soj koji je bio 25 puta efikasniji u ubijanju pesticida metil parationa od originalnih bakterija u tlu. Da ne bi "pobjegli" jedači toksina, fiksirani su na matricu od celuloze - ne zna se kako će se transgena E. coli ponašati kada se oslobodi.

Bakterije će rado jesti plastiku sa šećerom
Polietilen, polistiren i polipropilen, koji čine jednu petinu gradskog otpada, postali su privlačni bakterijama u tlu. Prilikom miješanja stirenskih jedinica polistirena s malom količinom druge tvari nastaju "kuke" za koje se mogu uhvatiti čestice saharoze ili glukoze. Šećeri "vise" na stirenskim lančićima poput privjesaka, čineći samo 3% ukupne težine nastalog polimera. Ali bakterije Pseudomonas i Bacillus primjećuju prisustvo šećera i jedući ih uništavaju polimerne lance. Kao rezultat, u roku od nekoliko dana, plastika počinje da se raspada. Konačni proizvodi prerade su ugljični dioksid i voda, ali se na putu do njih pojavljuju organske kiseline i aldehidi.

Jantarna kiselina iz bakterija
U ožiljku - odjel probavni trakt preživači – otkrivena je nova vrsta bakterije koja proizvodi jantarnu kiselinu. Mikrobi savršeno žive i razmnožavaju se bez kiseonika, u atmosferi ugljen-dioksida. Osim jantarne kiseline, proizvode octenu i mravlju kiselinu. Glavni nutritivni resurs za njih je glukoza; od 20 grama glukoze, bakterije stvaraju skoro 14 grama jantarne kiseline.

Deep Sea Bacteria Cream
Bakterije sakupljene iz hidrotermalne pukotine duboke 2 km u kalifornijskom Pacifičkom zaljevu pomoći će u stvaranju losiona za efikasnu zaštitu vaše kože od štetnih sunčevih zraka. Među mikrobima koji ovdje žive na visokim temperaturama i pritiscima, nalazi se Thermus thermophilus. Njihove kolonije napreduju na 75 stepeni Celzijusa. Naučnici će koristiti proces fermentacije ovih bakterija. Rezultat je "koktel proteina" uključujući enzime koji su posebno revni u uništavanju visoko aktivnih hemikalija koje proizvode UV zraci i koji su uključeni u reakcije degradacije kože. Prema riječima programera, nove komponente mogu uništiti vodikov peroksid tri puta brže na 40 stepeni Celzijusa nego na 25.

Ljudi su hibridi Homo sapiensa i bakterija
Čovjek je skup, zapravo, ljudskih ćelija, kao i bakterijskih, gljivičnih i virusnih oblika života, kažu Britanci, a ljudski genom uopće ne prevladava u ovom konglomeratu. U ljudskom tijelu postoji nekoliko biliona ćelija i više od 100 triliona bakterija, inače petsto vrsta. Bakterije, a ne ljudske ćelije, vode u smislu količine DNK u našim tijelima. Ova biološka kohabitacija je korisna za obje strane.

Bakterije akumuliraju uranijum
Jedan soj bakterije Pseudomonas je u stanju da efikasno uhvati uranijum i druge teške metale iz okoline. Istraživači su izolovali ovu vrstu bakterija Otpadne vode jedna od teheranskih metalurških fabrika. Uspješnost čišćenja ovisi o temperaturi, kiselosti okoliša i sadržaju teških metala. Najbolji rezultati su bili na 30 stepeni Celzijusa u blago kiseloj sredini sa koncentracijom uranijuma od 0,2 grama po litru. Njegove granule se nakupljaju u zidovima bakterija, dostižući 174 mg po gramu suhe težine bakterija. Osim toga, bakterija hvata bakar, olovo i kadmijum i druge teške metale iz okoline. Ovo otkriće može poslužiti kao osnova za razvoj novih metoda prečišćavanja otpadnih voda od teških metala.

Dvije vrste bakterija nepoznate nauci pronađene na Antarktiku
Novi mikroorganizmi Sejongia jeonnii i Sejongia antarctica su gram-negativne bakterije koje sadrže žuti pigment.

Toliko bakterija na koži!
Na koži krtica glodavaca nalazi se do 516.000 bakterija po kvadratnom inču; na suhim dijelovima kože iste životinje, na primjer, na prednjim šapama, ima samo 13.000 bakterija po kvadratnom inču.

Bakterije protiv jonizujućeg zračenja
Mikroorganizam Deinococcus radiodurans sposoban je izdržati 1,5 miliona rad. jonizujuće zračenje koje premašuje smrtonosni nivo za druge oblike života za više od 1000 puta. Dok će DNK drugih organizama biti uništena i uništena, genom ovog mikroorganizma neće biti oštećen. Tajna ove otpornosti leži u specifičan oblik genom koji liči na krug. Upravo ta činjenica doprinosi takvoj otpornosti na zračenje.

Mikroorganizmi protiv termita
Formosan (SAD) sredstvo za suzbijanje termita koristi prirodne neprijatelje termita - nekoliko vrsta bakterija i gljivica koje ih inficiraju i ubijaju. Nakon što se insekt zarazi, gljivice i bakterije se naseljavaju u njegovom tijelu, stvarajući kolonije. Kada insekt umre, njegovi ostaci postaju izvor spora koje inficiraju druge insekte. Odabrani su mikroorganizmi koji se relativno sporo razmnožavaju - zaraženi insekt bi trebao imati vremena da se vrati u gnijezdo, gdje će se infekcija prenijeti na sve članove kolonije.

Mikroorganizmi žive na polu
Kolonije mikroba pronađene su na stijenama u blizini sjevernog i južnog pola. Ova mjesta nisu baš pogodna za život - kombinacija ekstremno niskih temperatura, jaki vjetrovi i jako ultraljubičasto zračenje izgledaju sjajno. Ali 95 posto stjenovitih ravnica koje su proučavali naučnici naseljeno je mikroorganizmima!

Ovi mikroorganizmi imaju dovoljno svjetlosti koja ulazi ispod kamenja kroz praznine između njih, reflektirajući se od površina susjednog kamenja. Zbog temperaturnih promjena (kamenje se grije od sunca, a hladi kada nije), dolazi do pomaka u kamenim naslagama, neko kamenje je u potpunom mraku, dok drugo, naprotiv, pada na svjetlo. Nakon ovakvih pomaka, mikroorganizmi "migriraju" sa zamračenog kamenja na osvijetljeno.

Bakterije žive u gomilama šljake
Živi organizmi na planeti koji najviše vole alkalije žive u zagađenoj vodi u Sjedinjenim Državama. Naučnici su otkrili mikrobne zajednice koje uspevaju u gomilama šljake u oblasti jezera Calume u jugozapadnom Čikagu, gde je pH vode 12,8. Život u takvom okruženju je uporediv sa životom u kaustičnoj sodi ili tečnosti za pranje podova. U takvim odlagalištima zrak i voda reagiraju sa šljakom, u kojoj nastaje kalcijum hidroksid (kaustična soda) koji povećava pH. Bakterija je otkrivena u studiji kontaminirane podzemne vode sa više od jednog stoljeća industrijskih deponija željeza iz Indiane i Illinoisa.

Genetska analiza je pokazala da su neke od ovih bakterija bliski srodnici vrsta Clostridium i Bacillus. Ove vrste su ranije pronađene u kiselim vodama jezera Mono u Kaliforniji, stubovima od tufa na Grenlandu i cementom kontaminiranim vodama dubokog rudnika zlata u Africi. Neki od ovih organizama koriste vodonik koji se oslobađa tokom korozije metalne željezne troske. Kako su tačno neobične bakterije dospele u gomile šljake ostaje misterija. Moguće je da su se lokalne bakterije prilagodile svom ekstremnom staništu za prošlog veka.

Mikrobi određuju zagađenje vode
Modifikovane bakterije E. coli se uzgajaju u okruženju sa zagađivačima i njihova količina je određena u različitim vremenskim trenucima. Bakterije imaju ugrađen gen koji omogućava ćelijama da svijetle u mraku. Po jačini sjaja možete proceniti njihov broj. Bakterije su zamrznute u polivinil alkoholu, a zatim mogu izdržati niske temperature bez ozbiljnih oštećenja. Zatim se odmrzavaju, uzgajaju u suspenziji i koriste u istraživanju. U zagađenom okruženju, ćelije se pogoršavaju i češće umiru. Broj mrtvih ćelija zavisi od vremena i stepena kontaminacije. Ovi pokazatelji se razlikuju za teške metale i organske supstance. Za bilo koju tvar, stopa smrti i ovisnost broja mrtvih bakterija o dozi su različiti.

Virusi imaju
... složenu strukturu organskih molekula, što je još važnije - prisustvo sopstvenog, virusnog genetskog koda i sposobnost reprodukcije.

Poreklo virusa
Općenito je prihvaćeno da su virusi nastali kao rezultat izolacije (autonomizacije) pojedinih genetskih elemenata ćelije, koji su, osim toga, dobili sposobnost da se prenose s organizma na organizam. Veličina virusa varira od 20 do 300 nm (1 nm = 10–9 m). Gotovo svi virusi su manje veličine od bakterija. Međutim, najveći virusi, kao što je virus vakcinije, iste su veličine kao i najmanje bakterije (klamidija i rikecije).

Virusi - oblik tranzicije iz puke hemije u život na Zemlji
Postoji verzija da su virusi nastali jednom davno - zahvaljujući unutarćelijskim kompleksima koji su dobili slobodu. Unutar normalne ćelije postoji kretanje mnogih različitih genetskih struktura (glasnička RNK, itd., itd.), koje mogu biti progenitori virusa. Ali, možda je sve bilo sasvim suprotno - a virusi su najstariji oblik života, odnosno prelazna faza od "samo hemije" do života na Zemlji.
Čak i porijeklo samih eukariota (a samim tim i svih jednoćelijskih i višećelijskih organizama, uključujući vas i mene), neki naučnici povezuju s virusima. Moguće je da smo se pojavili kao rezultat "saradnje" virusa i bakterija. Prvi je dao genetski materijal, a drugi - ribozome - proteinske intracelularne tvornice.

Virusi ne mogu
... razmnožavaju se sami - za njih to rade unutrašnji mehanizmi ćelije koje virus inficira. Ni sam virus ne može raditi sa svojim genima - nije u stanju sintetizirati proteine, iako ima proteinsku ljusku. Jednostavno krade gotove proteine ​​iz ćelija. Neki virusi sadrže čak i ugljikohidrate i masti - ali opet ukradene. Izvan ćelije žrtve, virus je samo ogromna akumulacija vrlo složenih molekula, ali nemate metabolizam, niti bilo koje druge aktivne akcije.

Iznenađujuće, najjednostavnija stvorenja na planeti (i dalje ćemo konvencionalno nazivati ​​viruse stvorenjima) jedna su od najvećih misterija nauke.

Najveći Mimi virus ili Mimivirus
... (koji izaziva izbijanje gripa) je 3 puta više od ostalih virusa, 40 puta više od ostalih. Nosi 1260 gena (1,2 miliona "slovnih" baza, što je više od ostalih bakterija), dok poznati virusi imaju samo tri do stotinu gena. Istovremeno, genetski kod virusa se sastoji od DNK i RNK, dok svi poznati virusi koriste samo jednu od ovih "tableta života", ali nikada obje zajedno. 50 Mimi gena je odgovorno za stvari koje nikada ranije nisu viđene u virusima. Konkretno, Mimi je sposobna samostalno sintetizirati 150 vrsta proteina, pa čak i popraviti vlastitu oštećenu DNK, što je općenito besmislica za viruse.

Promjene u genetskom kodu virusa mogu ih učiniti smrtonosnim
Američki naučnici eksperimentisali su sa virusom modernog gripa - gadnom i teškom, ali ne previše smrtonosnom bolešću - ukrštajući ga sa virusom zloglasne "španske gripe" iz 1918. godine. Modifikovani virus je na licu mesta ubio miševe sa simptomima karakterističnim za "španski grip" (akutna upala pluća i unutrašnje krvarenje). Istovremeno, njegove razlike od modernog virusa na genetskom nivou pokazale su se minimalnim.

Od epidemije "španske gripe" 1918. umro više ljudi nego za vrijeme najstrašnijih srednjovjekovnih epidemija kuge i kolere, pa čak i više od frontalnih gubitaka u I. svjetski rat. Naučnici sugeriraju da je virus španjolske gripe mogao nastati iz takozvanog virusa "ptičje gripe", u kombinaciji sa uobičajenim virusom, na primjer, u tijelu svinja. Ako se ptičija gripa uspješno spoji sa ljudskom gripom i dobije priliku da se prene sa osobe na osobu, tada dobijamo bolest koja može izazvati globalnu pandemiju i ubiti nekoliko miliona ljudi.

Najjači otrov
... sada se smatra toksinom bacila D. 20 mg je dovoljno da otruje cjelokupnu populaciju Zemlje.

Virusi mogu plivati
U vodama Ladoge živi osam tipova virusa faga, koji se razlikuju po obliku, veličini i dužini nogu. Njihov broj je mnogo veći od tipičnog za slatku vodu: od dvije do dvanaest milijardi čestica po litri uzorka. U pojedinim uzorcima bilo je samo tri tipa faga, čiji je najveći sadržaj i raznovrsnost bio u centralnom dijelu rezervoara, svih osam tipova. Obično se dešava suprotno, ima više mikroorganizama u obalnim područjima jezera.

Tišina virusa
Mnogi virusi, kao što je herpes, imaju dvije faze u svom razvoju. Prvi se javlja odmah nakon infekcije novog domaćina i ne traje dugo. Tada virus, takoreći, "utihne" i tiho se nakuplja u tijelu. Drugi može početi za nekoliko dana, sedmica ili godina, kada se "tihi" virus za sada počne umnožavati poput lavine i izazvati bolest. Prisustvo "latentne" faze štiti virus od izumiranja kada populacija domaćina brzo postane imuna na njega. Što je spoljašnje okruženje sa stanovišta virusa nepredvidljivije, to mu je važnije da ima period „tišine“.

Virusi se igraju važnu ulogu
U životu svakog rezervoara virusi igraju važnu ulogu. Njihov broj dostiže nekoliko milijardi čestica po litru. morska voda u polarnim, umjerenim i tropskim geografskim širinama. U slatkovodnim jezerima sadržaj virusa je obično manji od 100 puta. Zašto ima toliko virusa u Ladogi i oni su tako neobično rasprostranjeni ostaje da se vidi. Ali istraživači ne sumnjaju da mikroorganizmi imaju značajan utjecaj na ekološko stanje prirodne vode.

Pozitivna reakcija na izvor mehaničkih vibracija pronađena je u običnoj amebi
Ameba proteus je slatkovodna ameba duga oko 0,25 mm, jedna od najčešćih vrsta ove grupe. Često se koristi u školskim eksperimentima i za laboratorijska istraživanja. Obična ameba se nalazi u mulju na dnu bara sa zagađenom vodom. Izgleda kao mala, bezbojna želatinasta grudvica, jedva vidljiva golim okom.

Kod obične amebe (Amoeba proteus) utvrđena je takozvana vibrotaksija u vidu pozitivne reakcije na izvor mehaničkih vibracija frekvencije 50 Hz. Ovo postaje jasno ako uzmemo u obzir da kod nekih vrsta trepavica koje služe kao hrana za amebe, frekvencija otkucaja cilija varira između 40 i 60 Hz. Ameba također pokazuje negativnu fototaksiju. Ovaj fenomen se sastoji u činjenici da se životinja pokušava pomaknuti iz osvijetljenog područja u sjenu. Termotaksa u amebi je također negativna: ona se kreće iz toplijeg u manje zagrijani dio vodenog tijela. Zanimljivo je promatrati galvanotaksiju amebe. Ako se slaba provuče kroz vodu struja, ameba oslobađa pseudopode samo sa strane koja je okrenuta prema negativnom polu - katodi.

Najveća ameba
Jedna od najvećih ameba slatkovodne vrste Pelomyxa (Chaos) carolinensis duga 2–5 mm.

Ameba se kreće
Citoplazma ćelije je u stalnom pokretu. Ako struja citoplazme pojuri do jedne tačke na površini amebe, na njenom tijelu se na ovom mjestu pojavljuje izbočina. Povećava se, postaje izdanak tijela - pseudopod, u njega se ulijeva citolazma, a ameba se kreće na taj način.

Babica za amebu
Ameba je vrlo jednostavan organizam, koji se sastoji od jedne ćelije koja se razmnožava jednostavnom diobom. Prvo, ćelija amebe udvostručuje svoj genetski materijal, stvarajući drugo jezgro, a zatim menja oblik, formirajući suženje u sredini, koje je postepeno deli na dve ćelije kćeri. Između njih nalazi se tanak snop koji vuku u različitim smjerovima. Na kraju, ligament puca, a ćelije kćeri započinju samostalan život.

Ali kod nekih vrsta ameba proces reprodukcije uopće nije tako jednostavan. Njihove ćelije kćeri ne mogu same prekinuti ligament i ponekad se ponovo spajaju u jednu ćeliju sa dva jezgra. Amebe koje dijele vape za pomoć oslobađanjem posebne kemikalije na koju reagira ameba babica. Naučnici vjeruju da se, najvjerovatnije, radi o kompleksu supstanci, uključujući fragmente proteina, lipida i šećera. Očigledno, kada se ćelija amebe podijeli, njena membrana je pod stresom, što uzrokuje oslobađanje kemijskog signala u spoljašnje okruženje. Tada amebi koja se dijeli pomaže druga, koja dolazi kao odgovor na poseban kemijski signal. Unosi se između ćelija koje se dijele i vrši pritisak na ligament dok se ne pokida.

živih fosila
Najstariji od njih su radiolarije, jednoćelijski organizmi prekriveni školjkastom izraslinom s primjesom silicijevog dioksida, čiji su ostaci pronađeni u pretkambrijskim naslagama, čija je starost od jedne do dvije milijarde godina.

Najizdržljiviji
Tardigrad, životinja manja od pola milimetra, smatra se najotpornijim životnim oblikom na Zemlji. Ova životinja može izdržati temperature od 270 stepeni Celzijusa do 151 stepen, izlaganje rendgenskim zracima, uslove vakuuma i pritiske šest puta veći od pritiska na dnu najdubljeg okeana. Tardigrade mogu živjeti u olucima i pukotinama u zidu. Neka od ovih malih stvorenja oživjela su nakon stoljeća hibernacije u suhoj mahovini muzejskih zbirki.

Akantarija (Acantharia), najjednostavniji organizmi srodni radiolarijama, dostižu dužinu od 0,3 mm. Njihov skelet se sastoji od stroncijum sulfata.

Ukupna masa fitoplanktona je samo 1,5 milijardi tona, dok je masa zoopalktona 20 milijardi tona.

Brzina kretanja cilijata-cipela (Paramecium caudatum) je 2 mm u sekundi. To znači da cipela u sekundi prepliva udaljenost 10-15 puta veću od dužine njenog tijela. Na površini trepavica-cipela nalazi se 12 hiljada cilija.

Euglena zelena (Euglena viridis) može poslužiti kao dobar pokazatelj stepena biološke pročišćenosti vode. Sa smanjenjem bakterijskog zagađenja, njegov broj naglo raste.

Koji su bili najraniji oblici života na Zemlji?
Stvorenja koja nisu ni biljke ni životinje nazivaju se rangomorfi. Prvi put su se naselili na dnu okeana prije oko 575 miliona godina, nakon posljednje globalne glacijacije (ovo vrijeme se naziva Edijakarskim periodom), i bili su među prvim stvorenjima mekog tijela. Ova grupa je postojala do prije 542 miliona godina, kada su moderne životinje koje su se brzo razmnožavale izbacile većinu ovih vrsta.

Organizmi su sakupljeni u fraktalnim obrascima delova grananja. Nisu se mogle kretati i nisu imale reproduktivne organe, već su se razmnožavale, očigledno stvarajući nove izdanke. Svaki granajući element sastojao se od mnogih cijevi koje su zajedno spojene polukrutim organskim skeletom. Naučnici su pronašli rangomorfe, sakupljene u nekoliko različitih oblika, koji su, smatra on, sakupljali hranu u različitim slojevima vodenog stupca. Fraktalni obrazac izgleda prilično složen, ali, prema istraživaču, sličnost organizama jedni s drugima čini jednostavan genom dovoljnim da stvori nove slobodno plutajuće grane i poveže grane u više složene strukture.

Fraktalni organizam pronađen u Newfoundlandu bio je širok 1,5 centimetara i dug 2,5 centimetra.
Takvi organizmi su činili do 80% svih živih u Ediacaranu kada nije bilo pokretnih životinja. Međutim, s pojavom pokretljivijih organizama, počelo je njihovo opadanje i kao rezultat toga potpuno su istisnuti.

Duboko ispod okeanskog dna nalazi se besmrtni život
Ispod površine dna mora i okeana nalazi se čitava biosfera. Ispostavilo se da na dubinama od 400-800 metara ispod dna, u debljini drevnih sedimenata i stijena, žive bezbrojne bakterije. Starost nekih specifičnih primjeraka procjenjuje se na 16 miliona godina. Oni su praktično besmrtni, kažu naučnici.

Istraživači smatraju da je upravo u takvim uslovima, u dubinama pridnenih stijena, život nastao prije više od 3,8 milijardi godina, a tek kasnije, kada je okolina na površini postala pogodna za život, ovladala okeanom i kopnom. Naučnici su dugo vremena pronašli tragove života (fosile) u stenama dna uzetim sa veoma velike dubine ispod površine dna. Prikupljena je masa uzoraka u kojima su pronašli žive mikroorganizme. Uključujući - u stijenama podignutim sa dubina većih od 800 metara ispod okeanskog dna. Neki uzorci sedimenta bili su stari više miliona godina, što je značilo da, na primjer, bakterija zarobljena u takvom uzorku ima istu starost. Otprilike trećina bakterija koje su naučnici pronašli u stenama dubokog dna je živa. U nedostatku sunčeve svjetlosti, izvor energije za ova stvorenja su različiti geohemijski procesi.

Bakterijska biosfera koja se nalazi ispod morskog dna je veoma velika i brojčano nadmašuje sve bakterije koje žive na kopnu. Stoga ima primjetan učinak na geološke procese, na ravnotežu ugljičnog dioksida itd. Možda, sugeriraju istraživači, bez takvih podzemnih bakterija ne bismo imali naftu i plin.

Danas, 6. oktobra, je Svjetski dan staništa životinja. U čast ovog praznika, nudimo vam izbor od 5 životinja koje su za svoje domove odabrale mjesta s najekstremnijim uvjetima.

Živi organizmi su rasprostranjeni širom naše planete, a mnogi od njih žive na mestima sa ekstremnim uslovima. Takvi organizmi se nazivaju ekstremofili. To uključuje bakterije, arheje i samo nekoliko životinja. O potonjem govorimo u ovom članku. 1. Pompejski crvi. Ovi dubokomorski poliheti, koji ne prelaze 13 cm dužine, među najotpornijim su na visoke temperatureživotinje. Stoga ne čudi što se mogu naći isključivo na hidrotermalnim izvorima na dnu okeana (), iz kojih dolazi visoko mineralizirana topla voda. Tako je po prvi put otkrivena kolonija pompejskih crva ranih 1980-ih na hidrotermalnim izvorima u pacifik u blizini ostrva Galapagos, a kasnije, 1997. godine, nedaleko od Kostarike i ponovo na hidrotermalnim izvorima.

Pompejski crv obično locira svoje tijelo u cevastim strukturama crnih pušača, gdje temperatura dostiže 80°C, a glavu poput pera gura prema van, gdje je temperatura niža (oko 22°C). Naučnici su dugo pokušavali da shvate kako pompejski crv uspijeva izdržati tako ekstremne temperature. Istraživanja su pokazala da mu u tome pomažu posebne bakterije koje na stražnjoj strani crva stvaraju sloj debljine do 1 cm, nalik vunenom pokrivaču. Budući da su u simbiotskom odnosu, crvi luče sluz iz sitnih žlijezda na leđima, koje se hrane bakterijama, koje zauzvrat izoliraju tijelo životinje od visokih temperatura. Vjeruje se da ove bakterije imaju posebne proteine ​​koji omogućavaju zaštitu crva i samih bakterija od visokih temperatura. 2. Gusjenica Gynaephora. Grenland i Kanada su dom moljca Gynaephora groenlandica, poznatog po svojoj sposobnosti da izdrži ekstremne niske temperature. Dakle, živeći u hladnoj klimi, gusjenice G. groenlandica, dok su u hibernaciji, mogu tolerisati temperature do -70°C! To je omogućeno spojevima (glicerol i betain) koje gusjenice počinju sintetizirati u kasno ljeto kada temperature padnu. Ove supstance sprečavaju stvaranje kristala leda u ćelijama životinje i na taj način omogućavaju da se ne smrzne do smrti.

Međutim, to nije jedina karakteristika vrste. Dok je većini drugih vrsta moljaca potrebno oko mjesec dana da sazriju od jajeta do odrasle osobe, G. groenlandica može trajati od 7 do 14 godina da se razvije! Ovako spor rast Gynaephora groenlandica nastaje zbog ekstremnih uslova okoline u kojima se insekt mora razvijati. Zanimljivo je da gusjenice Gynaephora groenlandica većinu svog života provode u hibernaciji, a ostatak vremena (oko 5% života) posvećuju jedenju vegetacije, na primjer pupoljaka arktičke vrbe. 3. Nafta leti. Ovo su jedini insekti poznati nauci koji mogu živjeti i hraniti se sirovom naftom. Ova vrsta je prvi put otkrivena na ranču La Brea u Kaliforniji, gdje postoji nekoliko bitumenskih jezera.


Autori: Michael S. Caterino & Cristina Sandoval. Kao što znate, ulje je vrlo toksična supstanca za većinu životinja. Međutim, kao ličinke, uljne mušice plivaju blizu površine ulja i dišu kroz specijalne ventile koji strše iznad naftne mrlje. Muhe jedu mnogo ulja, ali uglavnom insekte koji u njega uđu. Ponekad su crijeva muva potpuno napunjena uljem. Naučnici do sada nisu opisali ponašanje pri parenju ovih muva, kao ni gdje polažu jaja. Međutim, pretpostavlja se da se to ne događa unutar naftnog bazena.


Bitumensko jezero na ranču La Brea u Kaliforniji. Zanimljivo je da temperatura ulja u bazenu može doseći 38°C, ali larve lako podnose te promjene. 4. Artemija. Smješteno u sjeverozapadnom dijelu američke države Utah, Veliko slano jezero ima salinitet do 270 ppm (za poređenje: najslanije more Svjetskog okeana - Crveno more - ima salinitet od samo 41 ppm ). Izuzetno visok salinitet rezervoara čini ga neprikladnim za život svih živih bića u njemu, osim larvi obalnih muha, nekih algi i škampa - sitnih rakova.

Potonji, inače, žive ne samo u ovom jezeru, već iu drugim vodnim tijelima, čiji salinitet nije niži od 60 ppm. Ova karakteristika omogućava škampima da izbjegnu kohabitaciju s većinom vrsta grabežljivaca kao što su ribe. Ovi rakovi imaju segmentirano tijelo sa širokim dodatkom poput lista na kraju i obično ne prelaze 12 milimetara u dužinu. Široko se koriste kao hrana za akvarijske ribe, a također se uzgajaju u akvarijima. 5. Tardigrade. Ova sićušna stvorenja, dužine ne prelaze 1 milimetar, najotpornije su životinje. Žive na različitim mestima na planeti. Na primjer, pronađeni su u toplim izvorima gdje je temperatura dostizala 100°C, i na vrhu Himalaja, ispod sloja debelog leda, gdje je temperatura bila mnogo ispod nule. I ubrzo se pokazalo da ove životinje ne samo da mogu izdržati ekstremne temperature, već i više od 10 godina bez hrane i vode!


Naučnici su otkrili da im u tome pomaže sposobnost obustave metabolizma, ulazeći u stanje kriptobioze, kada se hemijski procesi u tijelu životinje približavaju nuli. U ovom stanju, sadržaj vode u tijelu tardigrada može pasti na 1%! Osim toga, sposobnost bez vode uvelike ovisi o tome visoki nivo posebna tvar u tijelu ove životinje - nereducirajuća šećerna trehaloza, koja štiti membrane od uništenja. Zanimljivo je da dok tardigradi mogu živjeti u ekstremnim sredinama, mnoge vrste se mogu naći u blažim sredinama kao što su jezera, bare ili travnjaci. Tardigradi su najčešći u vlažno okruženje, u mahovinama i lišajevima.

Neki organizmi imaju posebnu prednost koja im omogućava da izdrže najekstremnije uslove u kojima se drugi jednostavno ne mogu nositi. Među tim sposobnostima može se uočiti otpornost na ogroman pritisak, ekstremne temperature i druge. Ovih deset stvorenja sa naše liste dat će kvotu svakome ko se usudi tražiti titulu najotpornijeg organizma.

10 Himalajski skakaći pauk

Azijska divlja guska poznata je po preletu preko 6,5 kilometara, dok se najviše ljudsko naselje nalazi na 5.100 metara u peruanskim Andama. Međutim, visinski rekord uopće ne pripada guskama, već himalajskom pauku skakaču (Euophrys omnisuperstes). Živeći na nadmorskoj visini od preko 6700 metara, ovaj pauk se uglavnom hrani malim insektima koje tamo donose naleti vjetra. Ključna karakteristika ovog insekta je sposobnost preživljavanja u uvjetima gotovo potpunog odsustva kisika.

9 Džinovski kengur džemper


Obično, kada pomislimo na životinje koje mogu najduže živjeti bez vode, kamila nam odmah padne na pamet. Ali deve mogu preživjeti bez vode u pustinji samo 15 dana. U međuvremenu, iznenadit ćete se kada saznate da na svijetu postoji životinja koja može proživjeti cijeli život a da ne popije ni jednu kap vode. Džinovski kengur džemper - bliski rođak dabrovi. Njihov prosječni životni vijek je obično 3 do 5 godina. Obično dobijaju vlagu iz hrane jedući razne sjemenke. Osim toga, ovi glodari se ne znoje, čime se izbjegava dodatni gubitak vode. Obično ove životinje žive u Dolini smrti i trenutno su pod prijetnjom izumiranja.

8. Crvi "otporni na toplotu".


Budući da se toplina u vodi efikasnije prenosi na organizme, temperatura vode od 50 stepeni Celzijusa bit će mnogo opasnija od iste temperature zraka. Iz tog razloga, bakterije pretežno uspijevaju u toplim podvodnim izvorima, što se ne može reći za višećelijske oblike života. Međutim, postoji posebna vrsta crva pod nazivom paralvinella sulfincola, koja se rado naseljava na mjestima gdje voda dostiže temperaturu od 45-55 stepeni. Naučnici su izveli eksperiment u kojem je jedan od zidova akvarijuma bio zagrijan, pa se pokazalo da su crvi radije boravili na ovom mjestu, zanemarujući hladnija mjesta. Vjeruje se da se ova osobina razvila kod crva kako bi se mogli hraniti bakterijama kojih ima u izobilju u toplim izvorima. Kako ranije nisu imale prirodne neprijatelje, bakterije su bile relativno lak plijen.

7 Grenlandska ajkula


Grenlandska ajkula jedna je od najvećih i najmanje proučavanih morskih pasa na planeti. Unatoč činjenici da plivaju prilično sporo (bilo koji plivač amater može ih prestići), izuzetno su rijetki. To je zbog činjenice da ova vrsta morskih pasa u pravilu živi na dubini od 1200 metara. Osim toga, ova ajkula je jedna od najotpornijih na hladnoću. Obično radije boravi u vodi, čija temperatura varira između 1 i 12 stepeni Celzijusa. Budući da ove ajkule žive u hladnim vodama, moraju se kretati izuzetno sporo kako bi svele na minimum upotrebu svoje energije. U hrani su nečitljivi i jedu sve što im se nađe na putu. Priča se da je njihov životni vijek oko 200 godina, ali to još niko nije uspio ni potvrditi ni demantovati.

6. Đavolji crv


Decenijama su naučnici vjerovali da samo jednoćelijski organizmi mogu preživjeti na velikim dubinama. Po njihovom mišljenju, visok pritisak, nedostatak kiseonika i ekstremne temperature stali su na put višećelijskim stvorenjima. Ali tada su mikroskopski crvi otkriveni na dubini od nekoliko kilometara. Nazvan halicephalobus mephisto, po demonu iz njemačkog folklora, pronađen je u uzorcima vode 2,2 kilometra ispod površine zemlje, u jednoj od pećina u Južna Afrika. Oni su uspjeli preživjeti ekstremne životne uvjete, što sugerira da je život moguć na Marsu i drugim planetama u našoj galaksiji.

5. Žabe


Neke vrste žaba nadaleko su poznate po svojoj sposobnosti da se doslovno smrzavaju tijekom cijelog zimskog perioda i oživljavaju dolaskom proljeća. IN sjeverna amerika Pronađeno je pet vrsta takvih žaba, od kojih je najčešća obična drvena žaba. Ukoliko drvene žabe nisu jako jaki u kopanju, onda se jednostavno sakriju ispod opalog lišća. Imaju supstancu poput antifriza u venama, i iako im srce na kraju stane, to je privremeno. Osnova njihove tehnike preživljavanja je ogromna koncentracija glukoze koja ulazi u krvotok iz žablje jetre. Ono što je još više iznenađujuće je činjenica da su žabe u stanju da pokažu svoju sposobnost smrzavanja ne samo u prirodnom okruženju, već iu laboratoriji, omogućavajući naučnicima da otkriju svoje tajne.

(banner_ads_inline)


4 dubokomorska mikroba


Svi znamo da je najdublja tačka na svetu Marijanski rov. Njegova dubina dostiže skoro 11 kilometara, a pritisak tamo prelazi atmosferski za 1100 puta. Pre nekoliko godina, naučnici su tamo uspeli da pronađu džinovske amebe koje su uspeli da snime kamerom sa visoka rezolucija i zaštićen staklenom kuglom od ogromnog pritiska koji vlada na dnu. Štaviše, nedavna ekspedicija koju je poslao sam James Cameron pokazala je da u dubinama Marijanskog rova ​​mogu postojati i drugi oblici života. Dobijeni su uzorci donjih sedimenata koji su dokazali da depresija bukvalno vrvi od mikroba. Ova činjenica je zadivila naučnike, jer su ekstremni uslovi koji tamo vladaju, kao i ogroman pritisak, daleko od raja.

3. Bdelloidea


Bdelloidea rotifers su nevjerovatno sićušni ženski beskičmenjaci, koji se obično nalaze u slatkoj vodi. Od njihovog otkrića nisu pronađeni mužjaci ove vrste, a sami rotiferi se razmnožavaju aseksualno, što zauzvrat uništava njihov vlastiti DNK. Oni obnavljaju svoj izvorni DNK jedući druge vrste mikroorganizama. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, rotiferi mogu izdržati ekstremnu dehidraciju, štoviše, u stanju su da izdrže nivoe radijacije koja bi ubila većinu živih organizama na našoj planeti. Naučnici vjeruju da je njihova sposobnost da poprave svoj DNK nastala kao rezultat potrebe da prežive u izuzetno sušnom okruženju.

2. Žohar


Postoji mit da će žohari biti jedini živi organizmi koji će preživjeti nuklearni rat. Zapravo, ovi insekti mogu živjeti bez vode i hrane nekoliko sedmica, a štoviše, mogu živjeti i sedmicama bez glave. Žohari postoje već 300 miliona godina, čak su nadživjeli i dinosauruse. Discovery Channel je proveo niz eksperimenata koji su trebali pokazati hoće li žohari preživjeti ili ne uz snažno nuklearno zračenje. Kao rezultat toga, pokazalo se da je gotovo polovina svih insekata uspjela preživjeti zračenje od 1000 rad (takvo zračenje može ubiti odraslu zdravu osobu za samo 10 minuta izlaganja), štoviše, 10% žohara je preživjelo kada su bili izloženi zračenju 10.000 rad, što je jednako zračenju od nuklearne eksplozije u Hirošimi. Nažalost, nijedan od ovih malih insekata nije preživio 100.000 radijacije.

1. Tardigrade


Sićušni vodeni organizmi zvani tardigradi pokazali su se kao najotporniji organizmi na našoj planeti. Ove, na prvi pogled, slatke životinje sposobne su preživjeti gotovo sve ekstremne uvjete, bilo da se radi o vrućini ili hladnoći, velikom pritisku ili visokom zračenju. Oni su u stanju da prežive neko vreme čak i u svemiru. U ekstremnim uslovima iu stanju ekstremne dehidracije, ova bića su u stanju da prežive nekoliko decenija. One ožive, samo ih treba smestiti u baru.