• Dom
  •  > 
  • Zarada
  •  > 
  • Bakterije vrelog izvora. Život u kipućoj vodi. Pogledajte što su "termofilni organizmi" u drugim rječnicima

Bakterije vrelog izvora. Život u kipućoj vodi. Pogledajte što su "termofilni organizmi" u drugim rječnicima

Temperatura je najvažniji čimbenik okoliša. Temperatura ima ogroman utjecaj na mnoge aspekte života organizama, njihovu geografiju rasprostranjenosti, razmnožavanje i druga biološka svojstva organizama, ovisno uglavnom o temperaturi. Domet, tj. raspon temperatura u kojima može postojati život kreće se od oko -200°C do +100°C, ponekad se uočava postojanje bakterija u toplim izvorima na temperaturi od 250°C. Zapravo, većina organizama može preživjeti u još užem temperaturnom rasponu.

Određene vrste mikroorganizama, uglavnom bakterije i alge, mogu živjeti i razmnožavati se u toplim izvorima na temperaturama blizu vrelišta. Gornja granica temperature za bakterije vrela je oko 90°C. Promjenjivost temperature vrlo je važna s ekološkog stajališta.

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

Tolerantnošću organizama na temperaturni režim dijele se na euritermne i stenotermne, t.j. može izdržati temperaturne fluktuacije unutar širokih ili uskih raspona. Na primjer, lišajevi i mnoge bakterije mogu živjeti na različitim temperaturama, ili su orhideje i druge termofilne biljke u tropskim zonama stenotermne.

Neke životinje mogu održavati stalnu tjelesnu temperaturu, bez obzira na temperaturu. okoliš... Takvi se organizmi nazivaju homeotermnim. Kod drugih životinja tjelesna temperatura se mijenja ovisno o temperaturi okoline. Zovu se poikilotermni. Ovisno o načinu na koji se organizmi prilagođavaju temperaturnom režimu, dijele se na dva ekološke skupine: kriofili su organizmi prilagođeni hladnoći i niskim temperaturama; termofili - ili termofilni.

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

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

Primjer ovog pravila su predstavnici obitelji Canine iz raznih regija. Najmanje (u odnosu na duljinu tijela) uši i manje izdužena njuška u ovoj obitelji su u arktičke lisice (raspon - Arktik), a najveće uši i uska, izdužena njuška - u lisice feneka (raspon - Sahara).


Također, ovo pravilo je ispunjeno u odnosu na ljudske populacije: najkraći (u odnosu na veličinu tijela) nos, ruke i noge tipični su za eskimsko-aleutske narode (Eskimi, Inuiti), a duge ruke i noge za kamione i Tutsije.

Bergmanovo pravilo- ekogeografsko pravilo koje je 1847. godine formulirao njemački biolog Karl Bergman. Pravilo kaže da su među sličnim oblicima homeotermnih (toplokrvnih) životinja najveći oni koji žive u hladnijim klimama – u visokim geografskim širinama ili u planinama. Ako postoje usko srodne vrste (npr. vrste istog roda), koje se ne razlikuju bitno po prirodi prehrane i načina života, tada se veće vrste nalaze i u težim (hladnijim) klimatskim uvjetima.

Pravilo se temelji na pretpostavci da ukupna proizvodnja topline u endotermnim vrstama ovisi o volumenu tijela, a brzina prijenosa topline ovisi o njegovoj površini. S povećanjem veličine organizama, volumen tijela raste brže od njegove površine. Eksperimentalno je ovo pravilo 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 praktički konstantna po jedinici površine.

Bergmanovo pravilo se doista često ispunjava i unutar iste vrste i među blisko srodnim vrstama. Na primjer, oblik amurskog tigra s Dalekog istoka veći od Sumatrana iz Indonezije. Sjeverne podvrste vuka u prosjeku su veće od južnih. Među blisko srodnim vrstama roda, medvjed je najveći koji nastanjuje sjeverne zemljopisne širine ( polarni medvjed, smeđi medvjedi iz oko. Kodiak), i najmanja vrsta (na primjer, medvjed s naočalama) - u područjima s toplom klimom.

Istodobno, ovo pravilo je često kritizirano; uočeno je da ne može biti opće prirode, budući da mnogi čimbenici osim temperature utječu na veličinu sisavaca i ptica. Osim toga, prilagodba na oštru klimu na razini populacije i vrste često se događa ne zbog promjena u veličini tijela, već zbog promjena veličine unutarnji organi(povećanje veličine srca i pluća) ili zbog biokemijskih prilagodbi. Uzimajući u obzir ovu kritiku, treba naglasiti da je Bergmanovo pravilo statističke prirode i jasno očituje svoj učinak, pod uvjetom da su sve ostale jednake.

Doista, postoji mnogo iznimaka od ovog pravila. Dakle, najmanja rasa vunastog mamuta poznata je s polarnog Wrangelova otoka; mnoge podvrste šumskih vukova veće su od podvrsta tundre (na primjer, izumrla podvrsta s poluotoka Kenai; pretpostavlja se da bi velika veličina mogla dati tim vukovima prednost u lovu na velike losove koji naseljavaju poluotok). Dalekoistočna podvrsta leoparda koja živi na Amuru znatno je manja od afričke. U navedenim primjerima uspoređeni oblici razlikuju se po načinu života (otočne i kontinentalne populacije; podvrste tundre, hrane se manjim plijenom i šumske podvrste, hrane se većim plijenom).

U odnosu na ljude, pravilo je u određenoj mjeri primjenjivo (na primjer, pigmejska plemena, očito su se više puta i neovisno pojavljivala u različitim regijama s tropskom klimom); međutim, zbog razlika u lokalnoj prehrani i običajima, migracije i pomaka gena među populacijama, nametnuta su ograničenja u primjeni ovog pravila.

Glogerovo pravilo sastoji se u tome da se među srodnim oblicima (različite rase ili podvrste iste vrste, srodne vrste) homeotermnih (toplokrvnih) životinja izdvajaju oni koji žive u toplim i vlažna klima svjetlije su od onih u hladnim, suhim klimama. Postavio 1833. Constantine C. W. L.; 1803-1863, poljski i njemački ornitolog.

Na primjer, većina pustinjskih vrsta ptica slabije je od njihovih rođaka u suptropskim i tropskim prašumama. Glogerovo pravilo može se objasniti kako razmatranjem maskiranja tako i utjecajem klimatskih uvjeta na sintezu pigmenata. U određenoj mjeri Glogerovo pravilo vrijedi i za pijenje kilotermalnih (hladnokrvnih) životinja, posebice kukaca.

Vlažnost kao ekološki čimbenik

Izvorno su svi organizmi bili vodeni. Nakon što su osvojili zemlju, nisu izgubili ovisnost o vodi. Voda je sastavni dio svih živih organizama. Vlažnost je količina vodene pare u zraku. Nema života bez vlage i vode.

Vlažnost je parametar koji karakterizira sadržaj vodene pare u zraku. Apsolutna vlažnost je količina vodene pare u zraku i ovisi o temperaturi i tlaku. Ova količina se naziva relativna vlažnost (tj. omjer količine vodene pare u zraku i zasićene količine pare pod određenim uvjetima temperature i tlaka).

U prirodi postoji dnevni ritam vlage. Vlažnost zraka varira okomito i vodoravno. Ovaj čimbenik, uz svjetlost i temperaturu, igra važnu ulogu u reguliranju aktivnosti organizama i njihove distribucije. Vlažnost također mijenja učinak temperature.

Sušenje zraka važan je čimbenik okoliša. Posebno za kopnene organizme, učinak sušenja zraka je od velike važnosti. Životinje se prilagođavaju, kreću se na zaštićena mjesta i noću vode aktivan način života.

Biljke upijaju vodu iz tla i gotovo potpuno isparavaju (97-99%) kroz lišće. Taj se proces naziva transpiracija. Isparavanje hladi lišće. Zbog isparavanja ioni se transportiraju kroz tlo do korijena, ioni se transportiraju između stanica itd.

Određena količina vlage apsolutno je neophodna za kopnene organizme. Mnogima od njih za normalan život potrebna je relativna vlažnost od 100%, i obrnuto, organizam u normalnom stanju ne može dugo živjeti na apsolutno suhom zraku, jer stalno gubi vodu. Voda je bitan dio žive tvari. Stoga gubitak vode u poznatoj količini dovodi do smrti.

Biljke suhe klime prilagođavaju se morfološkim promjenama, redukcijom vegetativnih organa, osobito listova.

Kopnene životinje se također prilagođavaju. Mnogi od njih piju vodu, drugi je usisavaju kroz kožu tijela u tekućem ili parnom stanju. Na primjer, većina vodozemaca, neki kukci i krpelji. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije, svoje potrebe zadovoljavaju na račun vode opskrbljene hranom. Druge životinje dobivaju vodu oksidacijom masti.

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

Sa stajališta ekološke valencije, hidrofiti i higrofiti pripadaju skupini stenogigera. Vlaga snažno utječe na vitalne funkcije organizama, npr. 70% relativna vlažnost bio vrlo povoljan za poljsko sazrijevanje i plodnost ženki migratornih skakavaca. Uz povoljnu reprodukciju, uzrokuju ogromne ekonomske štete usjevima u mnogim zemljama.

Za ekološku ocjenu rasprostranjenosti organizama koristi se pokazatelj suhoće klime. Suhoća je selektivni faktor za ekološka klasifikacija organizmi.

Dakle, ovisno o karakteristikama vlažnosti lokalne klime, vrste organizama raspoređene su u ekološke skupine:

1. Hydatophytes su vodene biljke.

2. Hidrofiti su kopnene vodene biljke.

3. Higrofiti su kopnene biljke koje žive u uvjetima visoke vlažnosti.

4. Mezofiti su biljke koje rastu sa srednjom vlagom

5. Kserofiti su biljke koje rastu s nedostatkom vlage. Oni se, pak, dijele na: sukulente - sukulentne biljke (kaktusi); sklerofiti su biljke s uskim i malim listovima, uvijene u cijevi. Također se dijele na eukserofite i stipakserofite. Euxerophytes su stepske biljke. Stipakserofiti su skupina uskolisnih travnatih trava (perjanica, vlasulja, finonoga itd.). Zauzvrat, mezofiti se također dijele na mezohigrofite, mezokserofite itd.

Iako je inferiorna u odnosu na temperaturu, vlažnost je ipak jedan od glavnih čimbenika okoliša. Kroz veći dio povijesti žive prirode organski svijet predstavljali su isključivo vodne norme organizama. Voda je sastavni dio velike većine živih bića i gotovo svim im je potreban vodeni okoliš za reprodukciju ili spajanje spolnih stanica. Kopnene životinje prisiljene su stvoriti umjetni vodeni okoliš u svojim tijelima za oplodnju, a to dovodi do činjenice da potonji postaje unutarnji.

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

Svjetlost kao okolišni čimbenik. Uloga svjetlosti u životu organizama

Svjetlost je jedan od oblika energije. Prema prvom zakonu termodinamike, odnosno zakonu održanja energije, energija može prijeći iz jednog oblika u drugi. Prema tom zakonu, organizmi su termodinamički sustav koji neprestano izmjenjuje energiju i materiju s okolinom. Organizmi na površini Zemlje izloženi su protoku energije, uglavnom sunčeve energije, kao i dugovalnom toplinskom zračenju iz svemirskih tijela.

Oba ova faktora određuju klimatskim uvjetima okoliš (temperatura, brzina isparavanja vode, kretanje zraka i vode). Sunčeva svjetlost s energijom od 2 cal pada na biosferu iz svemira. 1cm 2 u 1 min. To je takozvana solarna konstanta. Ova svjetlost, prolazeći kroz atmosferu, je oslabljena i najviše 67% njezine energije može doći do površine Zemlje u vedro podne, t.j. 1,34 kal. po cm 2 u 1 min. Prolazeći kroz naoblaku, vodu i vegetaciju, sunčeva svjetlost dodatno slabi, a raspodjela energije u njoj značajno se mijenja u različitim dijelovima spektra.

Slabljenje sunčeve svjetlosti i kozmičkog zračenja ovisi o valnoj duljini (frekvenciji) svjetlosti. Ultraljubičasto zračenje valne duljine manje od 0,3 mikrona teško prolazi kroz ozonski omotač (na visini od oko 25 km). Takvo zračenje opasno je za živi organizam, posebice za protoplazmu.

U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije; sve biljke, osim bakterija, fotosintetiziraju, tj. sintetizirati organske tvari iz ne organska tvar(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 ovise o kopnenoj fotosintezi za prehranu, tj. biljke koje nose klorofil.

Svjetlost kao okolišni čimbenik dijeli se na ultraljubičastu valne duljine 0,40 - 0,75 mikrona i infracrvenu s valnom duljinom dužom od ovih veličina.

Učinak ovih čimbenika ovisi o svojstvima organizama. Svaka vrsta organizma prilagođena je određenom spektru valne duljine svjetlosti. Neke vrste organizama prilagodile su se ultraljubičastom, a druge infracrvenom.

Neki organizmi mogu razlikovati valne duljine. Imaju posebne sustave za percepciju svjetlosti i imaju vid boja, koji su od velike važnosti u njihovom životu. Mnogi insekti osjetljivi su na kratkovalno zračenje, koje ljudi ne mogu uočiti. Moljci su vrlo osjetljivi na ultraljubičaste zrake. Pčele i ptice točno lociraju i orijentirati se na terenu čak i noću.

Organizmi također snažno reagiraju na intenzitet svjetlosti. Prema ovim karakteristikama biljke se dijele u tri ekološke skupine:

1. Svjetloljubivi, sunceljubivi ili heliofiti – koji se mogu normalno razvijati samo pod sunčevim zrakama.

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

Sa smanjenjem intenziteta svjetlosti usporava se i fotosinteza. Svi živi organizmi imaju prag osjetljivosti na intenzitet svjetlosti, kao i na druge čimbenike okoliša. Imati različitih organizama prag osjetljivosti na čimbenike okoliša nije isti. Na primjer, intenzivno svjetlo inhibira razvoj Drosophila muha, čak uzrokuje njihovu smrt. Žohari i drugi insekti ne vole svjetlost. U većini fotosintetskih biljaka, pri slabom intenzitetu svjetlosti, inhibirana je sinteza proteina, a kod životinja procesi biosinteze.

3. Sjenu tolerantni ili fakultativni heliofiti. Biljke koje dobro rastu i u sjeni i na svjetlu. Kod životinja se ta svojstva organizama nazivaju svjetloljubivi (fotofili), sjenoljubivi (fotofobi), eurifobični - stenofobični.

Ekološka valencija

stupanj prilagodljivosti živog organizma promjenama okolišnih uvjeta. E. In. je specifično svojstvo. Kvantitativno se izražava rasponom promjena u okolišu unutar kojih određena vrsta održava normalnu vitalnu aktivnost. E. In. može se razmatrati kako u odnosu na reakciju vrste na pojedine čimbenike okoliša, tako i u odnosu na kompleks čimbenika.

U prvom slučaju, vrste koje podnose velike promjene u snazi ​​faktora utjecaja označavaju se pojmom koji se sastoji od naziva ovog faktora s prefiksom "eury" (eurythermal - u odnosu na učinak temperature, euryhaline - na salinitet , euribat - do dubine itd.); vrste prilagođene samo malim promjenama u ovom faktoru označene su sličnim pojmom s prefiksom "steno" (stenotermni, stenohalin itd.). Vrste sa širokim E. stoljeća. u odnosu na kompleks čimbenika nazivaju se euribiontima (vidi Euribiontima), za razliku od stenobionata (vidi Stenobiontima), koji imaju malu prilagodljivost. Budući da euribiontičnost omogućuje naseljavanje na različitim staništima, a stenobiontnost naglo sužava raspon stanica prikladnih za ovu vrstu, ove dvije skupine često se nazivaju euri- odnosno stenotopima.

Euribiontima, životinja i biljnih organizama koji mogu postojati pod značajnim promjenama okolišnih uvjeta. Na primjer, stanovnici morskog primorja podnose redovitu drenažu u vrijeme oseke, ljeti - snažno zagrijavanje, a zimi - hlađenje, a ponekad i smrzavanje (euritermne životinje); stanovnici ušća rijeka podnose sredstva. fluktuacije u slanosti vode (eurihalne životinje); brojne životinje postoje u širokom rasponu hidrostatskih pritisaka (euribatske životinje). Mnogi kopneni stanovnici umjerene geografske širine može izdržati velike sezonske temperaturne fluktuacije.

Euribionizam vrste povećava se sposobnošću toleriranja nepovoljnih uvjeta u stanju suspendirane animacije (mnoge bakterije, spore i sjemenke mnogih biljaka, odrasle trajnice hladnih i umjerenih geografskih širina, zimujuće pupoljke slatkovodnih spužvi i briozoana, jajašca rakova , odrasle tardigrade i neke rotifere itd.) ili hibernaciju (neki sisavci).

PRAVILO ČETVERIKOVA, u pravilu, prema kojem sve vrste živih organizama u prirodi nisu predstavljene zasebnim izoliranim jedinkama, već u obliku agregata niza (ponekad vrlo velikih) pojedinaca-populacija. Uzgajao S. S. Chetverikov (1903).

Pogled- Ovo je povijesno utemeljen skup populacija jedinki, sličnih po morfo-fiziološkim svojstvima, sposobnih da se međusobno slobodno križaju i daju plodno potomstvo, zauzimajući određeno područje. Svaki tip živog organizma može se opisati totalitetom karakteristične značajke, svojstva, koja se nazivaju obilježjima vrste. Karakteristike vrste po kojima se jedna vrsta može razlikovati od druge nazivaju se kriteriji vrste.

Najčešće korišteno je sedam općih kriterija oblika:

1. Specifična vrsta organizacije: agregatna karakteristične značajke, omogućujući razlikovanje pojedinaca određene vrste od jedinki druge.

2. Geografska sigurnost: postojanje jedinki neke vrste na određenom mjestu na kugli zemaljskoj; stanište - područje stanovanja pojedinaca ove vrste.

3. Ekološka sigurnost: jedinke vrste žive u određenom rasponu vrijednosti fizičkih čimbenika okoliša, kao što su temperatura, vlažnost, tlak itd.

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

5. Diskretnost: jedinke određene vrste su odvojene od jedinki razmakom - hiatusom.Prekid je određen djelovanjem izolacijskih mehanizama, kao što su neusklađenost datuma razmnožavanja, korištenje specifičnih reakcija ponašanja, sterilnost hibrida itd.

6. Reproducibilnost: razmnožavanje jedinki može se vršiti aseksualno (stupanj varijabilnosti je nizak) i spolno (stupanj varijabilnosti je visok, budući da svaki organizam kombinira karakteristike oca i majke).

7. Određena razina stanovništva: broj prolazi periodične (valovi života) i neperiodične promjene.

Pojedinci bilo koje vrste raspoređeni su u prostoru krajnje neravnomjerno. Na primjer, kopriva se u svom dometu nalazi samo na vlažnim sjenovitim mjestima s plodnim tlom, stvarajući šikare u poplavnim ravnicama rijeka, potoka, oko jezera, uz rubove močvara, u mješovitim šumama i šikarama grmlja. Kolonije europske krtice, jasno vidljive na humcima kopna, nalaze se na rubovima šuma, livadama i poljima. Pogodno za život
staništa, iako se često nalaze unutar areala, ne pokrivaju cijeli raspon, pa se jedinke ove vrste ne nalaze u drugim njegovim dijelovima. Nema smisla tražiti koprivu u borovoj šumi ili krticu u močvari.

Dakle, neravnomjerna distribucija vrste u prostoru izražava se u obliku "otoka gustoće", "kondenzacija". Područja s relativno velikom brojnošću ove vrste izmjenjuju se s područjima s niskom brojnošću. Takvi "centri gustoće" populacije svake vrste nazivaju se populacijama. Populacija je skup jedinki određene vrste, dugo vremena ( veliki broj generacije) koji nastanjuju određeni prostor (dio rasprostranjenja), a izolirani su od drugih sličnih populacija.

Unutar populacije praktički se provodi slobodno križanje (panmiksija). Drugim riječima, populacija je skupina pojedinaca koji se međusobno slobodno vežu, žive dugo na određenom teritoriju i relativno izolirani od drugih sličnih skupina. Dakle, vrsta je skup populacija, a populacija je strukturna jedinica vrste.

Razlika između populacije i vrste:

1) jedinke različitih populacija slobodno se međusobno križaju,

2) jedinke različitih populacija malo se međusobno razlikuju,

3) između dvije susjedne populacije nema jaza, odnosno postoji postupni prijelaz između njih.

Proces specijacije. Pretpostavimo da ova vrsta zauzima određeno područje, određeno prirodom njezina hranjenja. Kao rezultat divergencije među pojedincima, raspon se povećava. Novo stanište sadržavat će područja s različitim krmnim biljem, fizikalno-kemijskim svojstvima itd. Jedinke u različitim dijelovima područja će formirati populacije. U budućnosti, kao rezultat sve veće razlike među pojedincima populacija, postajat će sve očitije da se pojedinci jedne populacije na neki način razlikuju od jedinki druge populacije. Postoji proces divergencije stanovništva. U svakom se od njih nakupljaju mutacije.

Predstavnici bilo koje vrste u lokalnom dijelu areala čine lokalnu populaciju. Ukupnost lokalnih populacija povezanih s područjima staništa homogena po životnim uvjetima je ekološka populacija... Dakle, ako neka vrsta živi na livadi i u šumi, onda govore o njezinim gumama i livadskim populacijama. Populacije unutar raspona vrste povezane s određenim geografskim granicama nazivaju se zemljopisnim populacijama.
Veličine i granice stanovništva mogu se dramatično promijeniti. Tijekom izbijanja masovne reprodukcije, vrsta se vrlo široko širi i nastaju divovske populacije.

Skup zemljopisnih populacija sa stabilnim osobinama, sposobnošću križanja i stvaranja plodnog potomstva naziva se podvrsta. Darwin je rekao da stvaranje novih vrsta ide kroz sorte (podvrste).

Treba, međutim, imati na umu da u prirodi neki element često nema.
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 populacijom, budući da jedinke podvrste, 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 križanja, mutacije se nakupljaju u populacijama. Prema teoriji I.I.Shmalgauzena, stvara se rezerva nasljedne varijabilnosti, odnosno velika većina novonastalih mutacija je recesivna i ne manifestira se fenotipski. Nakon postizanja visoke koncentracije mutacija u heterozigotnom stanju, postaje moguće križati rasplodne jedinke koje nose recesivne gene. U tom slučaju pojavljuju se homozigotne jedinke kod kojih se mutacije već fenotipski manifestiraju. U tim slučajevima, mutacije su već pod kontrolom prirodne selekcije.
Ali to još nije presudno za proces specijacije, jer su prirodne populacije otvorene i u njih se neprestano unose izvanzemaljski geni iz susjednih populacija.

Postoji protok gena koji je dovoljan za održavanje velike sličnosti genskih fondova (ukupnost svih genotipova) svih lokalnih populacija. Procjenjuje se da je nadopuna 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 ne može se dramatično promijeniti sve dok je podložna normalizirajućem utjecaju protoka gena. Otpor populacije na promjenu njenog genetskog sastava pod utjecajem selekcije naziva se genetska homeostaza.

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

Stanovništvo je često izolirano kao posljedica migracije. U ovom slučaju pojavljuje se izolirana populacija. Međutim, budući da je broj jedinki u populaciji izolata obično velik, postoji opasnost od inbreedinga - degeneracije povezane s blisko povezanim križanjem. Specifikacija koja se temelji na prostornoj izolaciji naziva se geografskom.

Privremeni oblik izolacije uključuje promjenu vremena reprodukcije i pomake u cijelom životnom ciklusu. Specifikacija koja se temelji na privremenoj izolaciji naziva se ekološkom.
Odlučujući čimbenik u oba slučaja je stvaranje novog, nespojivog sa starim, genetskog sustava. Evolucija se ostvaruje kroz specijaciju, zbog čega kažu da je vrsta elementarni evolucijski sustav. Stanovništvo 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), koja zauzima relativno homogen prostor i sposobna je za samoregulaciju i održavanje određenog broja. Svaka vrsta unutar okupiranog teritorija dijeli se na populacije.Ako uzmemo u obzir utjecaj okolišnih čimbenika na jedan organizam, tada će na određenoj razini faktora (na primjer, temperatura) ispitana jedinka ili preživjeti ili umrijeti. Slika se mijenja kada se proučava učinak istog čimbenika na skupinu organizama iste vrste.

Neki će pojedinci umrijeti ili smanjiti svoju vitalnu aktivnost na jednoj određenoj temperaturi, drugi na nižoj, a treći na višoj. Stoga se može dati drugačija definicija populacije: svi živi organizmi, da bi preživjeli i dali potomstvo, moraju pod dinamičkim ekološkim režimima. čimbenici postoje u obliku skupina, odnosno populacija, tj. skup jedinki koje žive zajedno sa sličnim naslijeđem Najvažnije obilježje populacije je zajednički teritorij koji zauzima. Ali unutar populacije može postojati manje ili više izolirano različitih razloga grupiranja.

Stoga je teško dati iscrpnu definiciju populacije zbog nejasnih granica između pojedinih skupina pojedinaca. Svaka vrsta se sastoji od jedne ili više populacija, pa je populacija, dakle, oblik postojanja vrste, njezina najmanja evoluirajuća jedinica. Za populacije različiti tipovi postoje dopuštene granice za smanjenje broja jedinki, izvan kojih opstanak stanovništva postaje nemoguć. U literaturi nema točnih podataka o kritičnim vrijednostima veličine populacije. Navedene vrijednosti su kontradiktorne. Ostaje, međutim, nesumnjiva činjenica da što su jedinke manje, to su veće kritične vrijednosti njihovog broja. Za mikroorganizme su to milijuni jedinki, za insekte - desetke i stotine tisuća, a za veliki sisavci- Nekoliko desetaka.

Broj se ne bi trebao smanjiti ispod granica iza kojih je vjerojatnost susreta sa seksualnim partnerima naglo smanjena. Kritični broj ovisi i o drugim čimbenicima. Primjerice, za neke organizme specifičan je grupni način života (kolonije, jata, stada). Skupine unutar populacije su relativno izolirane. Mogući su slučajevi kada je populacija u cjelini još uvijek prilično velika, a broj pojedinih skupina pao ispod kritičnih granica.

Na primjer, kolonija (skupina) peruanskog kormorana trebala bi imati populaciju od najmanje 10 tisuća jedinki, a stado sobova - 300 - 400 glava. Za razumijevanje mehanizama funkcioniranja i rješavanja problema korištenja populacija od velike su važnosti informacije o njihovoj strukturi. Razlikovati spolnu, dobnu, teritorijalnu i druge vrste strukture. U teoretskom i primijenjenom smislu, najvažniji podaci o dobnoj strukturi - omjer pojedinaca (često grupiranih) različite dobi.

Kod životinja se razlikuju sljedeće dobne skupine:

Juvenilna skupina (dječja) senilna skupina (senilna, ne sudjeluje u reprodukciji)

Skupina odraslih (pojedinci koji provode reprodukciju).

Obično su najizdržljivije normalne populacije, u kojima su sve dobi zastupljene relativno ravnomjerno. U regresivnoj (odumirajućoj) populaciji prevladavaju senilne jedinke, što ukazuje na prisutnost negativnih čimbenika koji remete reproduktivne funkcije. Potrebne su hitne mjere za utvrđivanje i uklanjanje uzroka ovog stanja. Uvedene (invazivne) populacije zastupljene su uglavnom od mladih jedinki. Njihova vitalnost obično ne zabrinjava, ali je vjerojatnost izbijanja pretjerano velikog broja jedinki velika, budući da u takvim populacijama nisu stvorene trofičke i druge veze.

Posebno je opasno ako se radi o populaciji vrsta koje su prije bile odsutne na tom području. U tom slučaju populacije obično pronalaze i zauzimaju slobodnu ekološku nišu i ostvaruju svoj reproduktivni potencijal, intenzivno povećavajući svoju brojnost. Ako je populacija u normalnom ili blizu normalnom stanju, osoba može iz nje povući broj jedinki (kod životinja). ) ili biomase (u biljkama), koja se povećava tijekom vremenskog intervala između napadaja. Prije svega, treba ukloniti jedinke postproduktivne dobi (one koji su završili uzgoj). Ako je cilj dobiti određeni proizvod, tada se dob, spol i druge karakteristike populacije prilagođavaju uzimajući u obzir zadatak.

Iskorištavanje populacija biljnih zajednica (primjerice, za dobivanje drvne građe) obično se vremenski poklapa s razdobljem usporavanja rasta (akumulacije proizvodnje) zbog starenja. To se razdoblje obično poklapa s maksimalnom akumulacijom drvne mase po jedinici površine. Populaciju također karakterizira određeni omjer spolova, a omjer muškaraca i ženki nije jednak 1:1. Poznati su slučajevi oštre prevlasti jednog ili drugog spola, izmjena generacija s odsutnošću muškaraca. Svaka populacija može imati složenu prostornu strukturu (podijeljenu u više ili manje velike hijerarhijske skupine – od zemljopisnih do elementarnih (mikropopulacija).

Dakle, ako stopa smrtnosti ne ovisi o dobi pojedinaca, tada je krivulja preživljavanja opadajuća linija (vidi sliku, tip I). Odnosno, smrt pojedinaca u ovoj vrsti događa se ravnomjerno, stopa smrtnosti ostaje konstantna tijekom života. Takva krivulja preživljavanja karakteristična je za vrste čiji se razvoj odvija bez metamorfoze s dovoljnom stabilnošću nastajajućeg potomstva. Ovaj tip se obično naziva tipom hidre - karakterizira ga krivulja preživljavanja koja se približava ravnoj liniji. Kod vrsta kod kojih je uloga vanjskih čimbenika u smrtnosti mala, krivulju preživljavanja karakterizira blagi pad do određene dobi, nakon čega dolazi do oštrog pada kao posljedica prirodne (fiziološke) smrtnosti.

Tip II na slici. Krivulja preživljavanja slična ovom tipu svojstvena je ljudima (iako je krivulja ljudskog preživljavanja nešto ravnija i stoga je nešto između tipova I i II). Ovaj tip se naziva tipom Drosophila: to je ono što Drosophila prikazuje u laboratorijskim uvjetima (ne jedu grabežljivci). Vrlo mnoge vrste karakterizira visoka smrtnost u ranim fazama ontogeneze. Kod ovih vrsta krivulju preživljavanja karakterizira nagli pad područja mlađe dobi... Pojedinci koji su preživjeli "kritičnu" dob pokazuju nisku smrtnost i dožive veliku dob. Vrsta se zove vrsta kamenice. Tip III na slici. Proučavanje krivulja preživljavanja od velikog je interesa za ekologa. Omogućuje vam da procijenite u kojoj dobi je određena vrsta najranjivija. Ako učinak uzroka koji mogu promijeniti natalitet ili smrtnost padne na najranjiviju fazu, tada će njihov utjecaj na kasniji razvoj stanovništva biti najveći. Ovaj obrazac se mora uzeti u obzir pri organiziranju lova ili u suzbijanju štetnika.

Dobna i spolna struktura stanovništva.

Određena organizacija svojstvena je svakoj populaciji. Raspodjela jedinki po teritoriju, omjer grupa jedinki prema spolu, dobi, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetskim karakteristikama odražavaju odgovarajuće struktura stanovništva : prostorni, spol, dob, itd. Struktura se formira, s jedne strane, na temelju općih bioloških svojstava vrsta, as druge, pod utjecajem abiotskih čimbenika okoliša i populacija drugih vrsta.

Struktura stanovništva je stoga prilagodljiva. Različite populacije iste vrste imaju i slična obilježja i karakteristična obilježja koja karakteriziraju specifičnosti ekoloških uvjeta u njihovim staništima.

Općenito, osim adaptivnih sposobnosti pojedinih jedinki, na pojedinim se teritorijima formiraju i adaptivne značajke grupne adaptacije populacije kao supraindividualnog sustava, što sugerira da su adaptivne karakteristike populacije puno veće od onih njezinih sastavnica. pojedinci.

Dobni sastav- bitan je za egzistenciju stanovništva. Prosječni životni vijek organizama i omjer broja (ili biomase) jedinki različite dobi karakterizira dobna struktura populacije. Formiranje dobne strukture nastaje kao rezultat zajedničkog djelovanja procesa reprodukcije i smrtnosti.

U bilo kojoj populaciji uvjetno se razlikuju 3 dobne ekološke skupine:

Predreproduktivni;

Reproduktivni;

Postreproduktivna.

Predreproduktivna skupina uključuje jedinke koje još nisu sposobne za reprodukciju. Reproduktivne - jedinke sposobne za reprodukciju. Postreproduktivne - jedinke koje su izgubile sposobnost razmnožavanja. Trajanje tih razdoblja uvelike varira ovisno o vrsti organizma.

Pod povoljnim uvjetima populacija sadrži sve dobne skupine i održava se manje-više stabilan dobni sastav. U brzorastućim populacijama prevladavaju mlade jedinke, a u opadajućim populacijama prevladavaju stare, više nesposobne za intenzivno razmnožavanje. Takve populacije su neproduktivne i nedovoljno stabilne.

Postoje pogledi sa jednostavna dobna struktura populacije koje se sastoje od jedinki gotovo iste dobi.

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

U vrstama sa složena dobna struktura populacije žive istovremeno nekoliko generacija.

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

Populacije koje uključuju mnoge generacije (različite dobne skupine) su stabilnije, manje podložne utjecaju čimbenika koji utječu na reprodukciju ili smrtnost u određenoj godini. Ekstremni uvjeti mogu dovesti do smrti najranjivijih dobnih skupina, ali one najotpornije preživljavaju i daju nove generacije.

Na primjer, osoba se smatra biološkom vrstom s kompleksom dobna struktura... Stabilnost populacija vrsta očitovala se, primjerice, tijekom Drugog svjetskog rata.

Za proučavanje dobne strukture stanovništva koriste se grafičke metode, na primjer, dobne piramide stanovništva, koje se široko koriste u demografskim istraživanjima (slika 3.9).

Slika 3.9. Dobne piramide stanovništva.

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

Stabilnost populacija vrste uvelike ovisi o genitalna struktura , tj. omjer pojedinaca različitih spolova. Spolne skupine unutar populacija formiraju se na temelju razlika u morfologiji (oblik i građa tijela) i ekologiji različitih spolova.

Na primjer, kod nekih insekata mužjaci imaju krila, ali ženke nemaju, mužjaci nekih sisavaca imaju rogove, ali ih nema kod ženki, mužjaci ptica imaju svijetlo perje, a ženke imaju maskirno perje.

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

Genetski mehanizam osigurava približno jednak omjer jedinki oba spola pri rođenju. Međutim, izvorni odnos ubrzo biva narušen kao rezultat fizioloških, bihevioralnih i ekoloških razlika između mužjaka i ženki, uzrokujući neravnomjernu smrtnost.

Analizom dobne i spolne strukture populacija moguće je predvidjeti njen broj za niz narednih generacija i godina. To je važno kod procjene mogućnosti ribolova, odstrela životinja, spašavanja usjeva od najezde 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 dobro poznata i općepriznata činjenica. Ali kako je krivo ispalo!

Krajem 1970-ih, pojavom prvih dubokomorskih vozila na dnu oceana, hidrotermalni izvori, iz kojeg su neprestano šikljali potoci supervruće visoko mineralizirane vode. Temperatura takvih potoka doseže nevjerojatnih 200-400°C. Isprva nitko nije mogao zamisliti da na dubini od nekoliko tisuća metara od površine, u vječnom mraku, pa čak i na takvoj temperaturi, može postojati život. Ali ona je tamo postojala. Štoviše, ne primitivni jednostanični život, već cijeli neovisni ekosustavi koji se sastoje od vrsta koje su dosad bile nepoznate znanosti.

Hidrotermalni izvor pronađen na dnu Kajmanskog rova ​​na dubini od oko 5000 metara. Takvi izvori nazivaju se crnim pušačima zbog erupcije vode nalik crnom dimu.

Osnovu ekosustava koji žive u blizini hidrotermalnih izvora čine kemosintetske bakterije, mikroorganizmi koji dobivaju potrebne hranjive tvari oksidacijom raznih kemijski elementi; u konkretnom slučaju, oksidacijom ugljičnog dioksida. O tim bakterijama ovise i svi ostali predstavnici termalnih ekosustava, uključujući rakove filtere, škampe, razne mekušce, pa čak i ogromne morske crve.

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

Organizmi koji žive u " crni pušači"potpuno ovise o lokalnim uvjetima i nisu u stanju preživjeti u staništu poznatom ogromnoj većini morski život... Iz tog razloga, dugo vremena nije bilo moguće izdignuti nijedno živo biće na površinu, svi su umrli kada je temperatura vode pala.

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

Prvo živo biće podiglo je podvodno bespilotno vozilo ISIS pod kontrolom britanskih oceanografa. Znanstvenici su otkrili da su temperature ispod 70°C smrtonosne za ova nevjerojatna stvorenja. To je prilično nevjerojatno, jer je temperatura od 70 ° C kobna za 99% organizama koji žive na Zemlji.

Otkriće podvodnih termalnih ekosustava bilo je iznimno važno za znanost. Prvo, proširene su granice unutar kojih život može postojati. Drugo, otkriće je naišlo na znanstvenike nova verzija o nastanku života na Zemlji, prema kojem je život nastao u hidrotermalnim izvorima. I treće, ovo otkriće nam je još jednom dalo do znanja da o svijetu oko sebe znamo zanemarivo malo.

Bakterije su najstarija poznata skupina organizama
Slojevite kamene strukture - stromatoliti - datirani u nekim slučajevima na početak arheozoika (arheja), t.j. nastao prije 3,5 milijardi godina - rezultat vitalne aktivnosti bakterija, obično fotosintetizirajućih, tzv. plavo-zelene alge. Takve strukture (bakterijski filmovi zasićeni karbonatima) nastaju i danas, uglavnom uz obale Australije, Bahama, u Kalifornijskom i Perzijskom zaljevu, ali su relativno rijetke i ne dosežu velike veličine, jer se hrane biljojedima, na primjer, puževi. Prve nuklearne stanice evoluirale su iz bakterija prije oko 1,4 milijarde godina.

Archeobacteria thermoacidophiles smatraju se najstarijim živim organizmima. Žive u toploj izvorskoj vodi s visokim sadržajem kiseline. Umiru na temperaturama ispod 55oC (131oF)!

Pokazalo se da su 90% biomase u morima mikrobi.

Pojavio se život na Zemlji
Prije 3,416 milijardi godina, odnosno 16 milijuna godina ranije nego što se uobičajeno vjeruje u znanstvenom svijetu. Analize jednog od koralja, starih više od 3,416 milijardi godina, pokazale su da je u vrijeme nastanka ovog koralja na Zemlji već postojao život na razini mikroba.

Najstariji mikrofosil
Kakabekia barghoorniana (1964-1986) pronađena je u Harichu, Gunedd, Wales, za koju se procjenjuje da je stara preko 4.000.000.000 godina.
Najstariji oblik života
Na Grenlandu su pronađeni fosilizirani otisci mikroskopskih stanica. Ispostavilo se da je njihova starost 3800 milijuna godina, što ih čini najstarijim poznatim oblicima života.

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

Najstariji stanovnici Zemlje pronađeni u Marijanskom rovu
Na dnu najdubljeg na svijetu Marijanski rov u središtu Tihog oceana otkriveno je 13 vrsta jednostaničnih organizama nepoznatih znanosti, koji postoje nepromijenjeni gotovo milijardu godina. Mikroorganizmi su pronađeni u uzorcima tla uzetim iz rasjeda Challenger japanskim automatskim batiskafom Kaiko u jesen 2002. na dubini od 10.900 metara. U 10 kubičnih centimetara tla pronađeno je 449 dosad nepoznatih primitivnih jednoćelija okruglog ili izduženog oblika, veličine 0,5 - 0,7 mm. Nakon nekoliko godina istraživanja podijeljeni su u 13 tipova. Svi ti organizmi gotovo su u potpunosti u skladu s tzv. "nepoznati biološki fosili", koji su 80-ih godina otkriveni u Rusiji, Švedskoj i Austriji u slojevima tla s antikom od 540 milijuna do milijardu godina.

Na temelju genetske analize, japanski istraživači tvrde da jednostanični organizmi pronađeni na dnu Marijanske brazde postoje nepromijenjeni više od 800 milijuna, ili čak milijardu godina. Očigledno, ovo su najstariji od svih trenutno poznatih stanovnika Zemlje. Jednostanični iz rasjeda Challenger bili su prisiljeni otići u ekstremne dubine kako bi preživjeli, jer u plitkim slojevima oceana nisu mogli konkurirati mlađim i agresivnijim organizmima.

Prve bakterije pojavile su se u eri arheozoika
Razvoj Zemlje podijeljen je na pet vremenskih razdoblja, koja se nazivaju era. Prve dvije ere, arheozoik i proterozoik, trajale su 4 milijarde godina, odnosno gotovo 80% cjelokupne povijesti Zemlje. Tijekom arheozoika došlo je do formiranja Zemlje, pojavile su se voda i kisik. 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 beskralješnjaci kao što su crvi i meduze. Paleozojska era započela je prije 590 milijuna godina i trajala je 342 milijuna godina. Tada je zemlja bila prekrivena močvarama. Tijekom paleozoika pojavile su se velike biljke, ribe i vodozemci. Mezozojska era započela je prije 248 milijuna godina i trajala 183 milijuna godina. U to vrijeme Zemlju su naseljavali ogromni dinosauri. Pojavili su se i prvi sisavci i ptice. Kenozojska era započela je prije 65 milijuna godina i traje do danas. U to vrijeme nastale su biljke i životinje koje nas danas okružuju.

Gdje žive bakterije?
Mnogo je bakterija u tlu, na dnu jezera i oceana – gdje god se nakuplja organska tvar. Žive u hladnom vremenu, kada je termometar malo iznad nule, te u vrućim kiselim izvorima s temperaturama iznad 90 ° C. Neke bakterije podnose vrlo visoku slanost; posebice, oni su jedini organizmi pronađeni u Mrtvom moru. U atmosferi su prisutni u kapljicama vode, a njihovo obilje tamo obično je u korelaciji s zaprašenošću zraka. Dakle, u gradovima kišnica sadrži puno više bakterija nego u ruralnim područjima. Malo ih je u hladnom zraku gorja i polarnih područja, ali se nalaze čak iu donjem sloju stratosfere na visini od 8 km.

Bakterije sudjeluju u probavi
Probavni trakt životinja gusto je naseljen bakterijama (obično bezopasnim). Nisu nužni za vitalne funkcije većine vrsta, iako mogu sintetizirati neke vitamine. Međutim, kod preživača (krave, antilope, ovce) i mnogih termita sudjeluju u probavi biljne hrane. Štoviše, imunološki sustavživotinja uzgojena u sterilnim uvjetima ne razvija se normalno zbog nedostatka stimulacije bakterijama. Za suzbijanje štetnih mikroorganizama koji u njega ulaze važna je i normalna bakterijska "flora" crijeva.

Točka odgovara četvrt milijuna bakterija
Bakterije su mnogo manje od stanica višestaničnih biljaka i životinja. Njihova debljina je obično 0,5-2,0 µm, a duljina 1,0-8,0 µm. Neki se oblici teško mogu vidjeti razlučivosti standardnih svjetlosnih mikroskopa (oko 0,3 μm), ali poznate su vrste duljine veće od 10 μm i širine koje također prelaze naznačeni raspon, a mogu se naći i brojne vrlo tanke bakterije. duljine premašuju 50 μm. Na površinu koja odgovara točki postavljenoj olovkom, stati će četvrt milijuna bakterija srednje veličine.

Bakterije podučavaju samoorganizirajuće lekcije
U kolonijama bakterija zvanim stromatoliti, bakterije se samoorganiziraju i tvore ogromnu radnu skupinu, iako nitko od njih nije zadužen za ostalo. Takva kombinacija je vrlo stabilna i brzo se oporavlja u slučaju oštećenja ili promjene okoline. Zanimljiva je i činjenica da bakterije u stromatolitu imaju različite uloge, ovisno o tome gdje se nalaze u koloniji, a sve koriste zajedničke genetske informacije. Sva ova svojstva mogu biti korisna za buduće komunikacijske mreže.

Sposobnosti bakterija
Mnoge bakterije imaju kemijske receptore koji bilježe promjene u kiselosti okoliša i koncentraciji šećera, aminokiselina, kisika i ugljičnog dioksida. Mnoge pokretne bakterije također reagiraju na temperaturne fluktuacije, dok fotosintetske vrste reagiraju na promjene u osvjetljenju. Neke bakterije percipiraju smjer linija magnetskog polja, uključujući i Zemljino magnetsko polje, uz pomoć čestica magnetita (magnetska 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 su nepoznati kod bakterija, ali imaju određenu vrstu primitivnog pamćenja. Tijekom plivanja uspoređuju percipirani intenzitet podražaja s njegovom prethodnom vrijednošću, t.j. utvrditi je li postalo više ili manje i na temelju toga zadržati smjer kretanja ili ga promijeniti.

Broj bakterija se udvostručuje svakih 20 minuta
Djelomično zbog male veličine bakterija, njihov je metabolizam vrlo visok. U najpovoljnijim uvjetima neke bakterije mogu udvostručiti svoju ukupnu masu i broj otprilike svakih 20 minuta. To je zbog činjenice da brojni njihovi najvažniji enzimski sustavi funkcioniraju vrlo velikom brzinom. Dakle, zecu treba nekoliko minuta da sintetizira proteinsku molekulu, a bakterijama - sekunde. No, u prirodnom okruženju, primjerice u tlu, većina bakterija je "na obrocima gladovanja", pa ako im se stanice dijele, onda ne svakih 20 minuta, nego svakih nekoliko dana.

U roku od jednog dana, od 1 bakterije, moglo bi se formirati 13 trilijuna drugih
Jedna bakterija Escherichia coli (Esherichia coli) u roku od jednog dana mogla bi proizvesti potomstvo, čiji bi ukupni volumen bio dovoljan za izgradnju piramide površine 2 četvorna kilometra i visine od 1 km. Pod povoljnim uvjetima, za 48 sati jedan Vibrio cholerae dao bi potomstvo težine 22 * ​​1024 tone, što je 4 tisuće puta više od mase globus... Srećom, samo mali broj bakterija preživi.

Koliko je bakterija u tlu
Gornji sloj tla sadrži između 100.000 i 1 milijardu bakterija po gramu, t.j. oko 2 tone po hektaru. Obično sve organske ostatke, jednom u zemlji, brzo oksidiraju bakterije i gljive.

Bakterije jedu pesticide
Genetski modificirana obična Escherichia coli je sposobna jesti organofosforne spojeve - otrovne tvari koje su otrovne ne samo za kukce, već i za ljude. Određene vrste pripadaju klasi organofosfornih spojeva kemijsko oružje na primjer, živčani agens sarin plin.

Poseban enzim, vrsta hidrolaze, izvorno pronađen u nekim "divljim" bakterijama tla, pomaže modificiranoj E. coli da se nosi s organofosfatom. Nakon testiranja mnogih genetski srodnih bakterija, znanstvenici su odabrali soj koji ubija pesticid metilparation 25 puta učinkovitije od izvornih bakterija u tlu. Kako bi se spriječili "razlivanje" toksina izjedačima, fiksirani su na matricu od celuloze - nije poznato kako će se transgena E. coli ponašati kada je slobodna.

Bakterije će rado jesti plastiku punu šećera
Polietilen, polistiren i polipropilen, koji čine petinu komunalnog otpada, postali su privlačni bakterijama u tlu. Kada se stirenske jedinice polistirena pomiješaju s malom količinom druge tvari, nastaju "kuke" na koje se mogu uhvatiti čestice saharoze ili glukoze. Šećeri "vise" na stirenskim lančićima poput privjesaka, čineći samo 3% ukupne težine dobivenog polimera. Ali bakterije Pseudomonas i Bacillus primjećuju prisutnost šećera i jedući ih razgrađuju polimerne lance. Kao rezultat toga, plastika se počinje raspadati u roku od nekoliko dana. Konačni proizvodi prerade su ugljični dioksid i voda, ali se na putu do njih pojavljuju organske kiseline i aldehidi.

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

Krema od bakterija dubokog mora
Bakterije prikupljene iz hidrotermalne pukotine u dubini od 2 km u kalifornijskom zaljevu Tihog oceana pomoći će stvoriti losion koji učinkovito štiti kožu od štetnih sunčevih zraka. Među mikrobima koji ovdje žive na visokim temperaturama i pritiscima su Thermus thermophilus. Njihove kolonije uspijevaju na 75 stupnjeva Celzija. Znanstvenici će koristiti proces fermentacije ovih bakterija. Rezultat će biti "koktel proteina", uključujući enzime koji su posebno željni uništavanja visoko reaktivnih kemijskih spojeva nastalih pri izlaganju ultraljubičastim zrakama i uključenih u reakcije koje uništavaju kožu. Prema riječima programera, nove komponente mogu uništiti vodikov peroksid tri puta brže na 40 stupnjeva Celzija nego na 25 stupnjeva.

Ljudi su hibridi Homo sapiensa i bakterija
Osoba je skup, zapravo, ljudskih stanica, kao i bakterijskih, gljivičnih i virusnih oblika života, kažu Britanci, a ljudski genom u ovom konglomeratu uopće ne prevladava. U ljudskom tijelu postoji nekoliko bilijuna stanica i više od 100 trilijuna bakterija, petsto, usput, vrsta. Što se tiče količine DNK u našim tijelima, vodeće su bakterije, a ne ljudske stanice. Ova biološka kohabitacija je korisna za obje strane.

Bakterije akumuliraju uran
Jedan od sojeva bakterije Pseudomonas sposoban je učinkovito uhvatiti uran i druge teške metale iz okoliša. Istraživači su izolirali ovu vrstu bakterija iz Otpadne vode jedna od teheranskih metalurških tvornica. Uspješnost čišćenja ovisi o temperaturi, kiselosti okoliša i sadržaju teških metala. Najbolji rezultati postignuti su na 30 stupnjeva Celzija u blago kiseloj sredini s koncentracijom urana od 0,2 grama po litri. Njegove se granule nakupljaju u stijenkama bakterija, dostižući 174 mg po gramu suhe težine bakterija. Osim toga, bakterije hvataju bakar, olovo i kadmij te druge teške metale iz okoliša. Otkriće može poslužiti kao temelj za razvoj novih metoda pročišćavanja otpadnih voda od teških metala.

Dvije nepoznate vrste bakterija 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 nalazi se do 516.000 bakterija po kvadratnom inču, dok suhi dijelovi kože iste životinje, poput prednjih nogu, imaju ukupno 13.000 bakterija po kvadratnom inču.

Bakterije protiv ionizirajućeg zračenja
Mikroorganizam Deinococcus radiodurans sposoban je izdržati 1,5 milijuna rad. ionizirajuće zračenje, koje premašuje smrtonosnu razinu za druge oblike života za više od 1000 puta. Dok će DNK drugih organizama biti uništena i uništena, genom tog mikroorganizma neće biti oštećen. Tajna ove otpornosti leži u specifičan oblik genom koji nalikuje krugu. Upravo ta činjenica doprinosi takvoj otpornosti na zračenje.

Mikroorganizmi protiv termita
Pripravak za borbu protiv termita "Formosan" (SAD) koristi prirodne neprijatelje termita - nekoliko vrsta bakterija i gljivica koje ih inficiraju i ubijaju. Nakon infekcije kukca, gljivice i bakterije se naseljavaju u njegovom tijelu, stvarajući kolonije. Kada kukac ugine, njegovi ostaci postaju izvor spora koje inficiraju druge insekte. Odabrani su mikroorganizmi koji se relativno sporo razmnožavaju – zaraženi kukac mora 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 oko sjevernog i južnog pola. Ova mjesta nisu baš pogodna za život - kombinacija ekstremno niskih temperatura, jaki vjetrovi i tvrdo ultraljubičasto zračenje izgledaju zastrašujuće. Ali 95 posto stjenovitih ravnica koje su proučavali znanstvenici naseljeno je mikroorganizmima!

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

Bakterije žive u hrpama troske
Živi organizmi na planeti koji najviše vole lužine žive u zagađenoj vodi u Sjedinjenim Državama. Znanstvenici su otkrili da mikrobne zajednice uspijevaju na deponijama troske u području jezera Calume u jugozapadnom Chicagu, gdje je kiselost vode (pH) 12,8. Život u takvom okruženju usporediv je sa životom u kaustičnoj sodi ili čistaču za podove. U takvim odlagalištima zrak i voda reagiraju sa troskom u kojoj nastaje kalcijev hidroksid (kaustična soda) koji povećava pH. Bakterije su otkrivene u studiji kontaminirane podzemne vode koja se nakupila tijekom više od stoljeća skladištenja industrijskih odlagališta željeza iz Indiane i Illinoisa.

Genetska analiza pokazala je da su neke od ovih bakterija bliski rođaci vrsta Clostridium i Bacillus. Ove su vrste ranije pronađene u kiselim vodama jezera Mono u Kaliforniji, stupovima od tufa na Grenlandu i cementom zagađenim vodama iz dubokog rudnika zlata u Africi. Neki od ovih organizama koriste vodik koji se oslobađa tijekom korozije metalne željezne troske. Kako su točno neobične bakterije dospjele u odlagališta troske, ostaje misterij. Moguće je da su se lokalne bakterije prilagodile svom ekstremnom staništu za posljednje stoljeće.

Mikrobi određuju onečišćenje vode
Modificirane bakterije E. coli uzgajaju se u kontaminiranom okolišu i kvantificiraju u različitim vremenskim trenucima. Bakterije imaju ugrađen gen koji omogućuje stanicama da svijetle u mraku. Po svjetlini sjaja može se suditi o njihovom broju. Bakterije su smrznute u polivinil alkoholu, tada mogu podnijeti niske temperature bez ozbiljnih oštećenja. Zatim se odmrzavaju, uzgajaju u suspenziji i koriste u istraživanju. U zagađenom okolišu stanice se pogoršavaju, češće umiru. Broj mrtvih stanica ovisi o vremenu i stupnju kontaminacije. Ove vrijednosti se razlikuju za teške metale i organske tvari. Za bilo koju tvar, stopa smrti i ovisnost broja mrtvih bakterija o dozi su različiti.

Virusi posjeduju
... sa složenom strukturom organskih molekula, što je još važnije – prisutnost vlastitog, virusnog genetskog koda i sposobnost razmnožavanja.

Podrijetlo virusa
Općenito je prihvaćeno da su virusi nastali kao rezultat izolacije (autonomizacije) pojedinih genetskih elemenata stanice, koji su uz to dobili sposobnost prijenosa 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 su oblik prijelaza s jednostavne kemije na život na Zemlji
Postoji verzija da su virusi nastali nekada davno, zahvaljujući intracelularnim kompleksima koji su oslobođeni. Unutar normalne stanice postoji kretanje mnogih različitih genetskih struktura (informacijske RNA, i tako dalje, i tako dalje...), koje mogu biti progenitori virusa. No, možda je sve bilo sasvim suprotno – a virusi su najstariji oblik života, točnije, prijelazni stadij iz “samo kemije” u život na Zemlji.
Čak i podrijetlo samih eukariota (i, prema tome, svih jednostaničnih i višestaničnih organizama, uključujući vas i mene), neki znanstvenici povezuju s virusima. Moguće je da smo nastali kao rezultat “suradnje” virusa i bakterija. Prvi su davali genetski materijal, a drugi ribosome, proteinske unutarstanične tvornice.

Virusi su nesposobni
... da se samostalno razmnožavaju - za njih to rade unutarnji mehanizmi stanice, koje virus inficira. Ni sam virus ne može raditi sa svojim genima – nije u stanju sintetizirati proteine, iako ima proteinsku ovojnicu. Jednostavno krade gotove proteine ​​iz stanica. Neki virusi čak sadrže ugljikohidrate i masti - ali opet ukradeni. Izvan stanice žrtve, virus je samo ogromna nakupina premda vrlo složenih molekula, ali ni vaš metabolizam, niti bilo koje druge aktivne akcije.

Iznenađujuće, najjednostavnija stvorenja na planetu (konvencionalno ćemo viruse još uvijek zvati stvorenjima) jedna je od najvećih misterija znanosti.

Najveći virus Mimi, odnosno Mimivirus
... (uzrokuje izbijanje gripe) više od ostalih virusa 3 puta, drugi - 40 puta. Nosi 1260 gena (1,2 milijuna osnovnih slova, što je više od ostalih bakterija), dok poznati virusi imaju samo tri do stotinu gena. Štoviše, genetski kod virusa sastoji se od DNK i RNA, dok svi poznati virusi koriste samo jednu od ovih "tableta života", ali nikada obje zajedno. 50 Mimi gena odgovorni su za stvari koje dosad 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 znanstvenici eksperimentirali su s suvremenim virusom gripe - neugodnom i teškom, ali ne previše smrtonosnom bolešću - križajući je s virusom zloglasne "španjolske gripe" 1918. godine. Modificirani virus ubio je miševe sa simptomima tipičnim za "španjolsku gripu" (akutna upala pluća i unutarnje krvarenje). Istodobno, njegove razlike od modernog virusa na genetskoj razini pokazale su se minimalnim.

Od epidemije "španjolske gripe" 1918. umro više ljudi nego tijekom najstrašnijih srednjovjekovnih epidemija kuge i kolere, pa čak i više od gubitaka na bojišnici u I. svjetski rat... Znanstvenici nagađaju da je virus španjolske gripe mogao nastati iz takozvanog virusa ptičje gripe, kombinirajući se s uobičajenim virusom, na primjer, u tijelu svinja. Ako se ptičja gripa uspješno križa s ljudskom i dobije priliku prijeći s osobe na osobu, tada dobivamo bolest koja može izazvati globalnu pandemiju i ubiti nekoliko milijuna ljudi.

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

Virusi mogu plivati
Fagi virusi osam vrsta, koji se razlikuju po obliku, veličini i duljini nogu, žive u vodama Ladoge. Njihov je broj mnogo veći od onog tipičnog za slatku vodu: od dvije do dvanaest milijardi čestica po litri uzorka. U pojedinim uzorcima bilo je samo tri vrste faga, njihov najveći sadržaj i raznolikost je bio u središnjem dijelu akumulacije, svih osam tipova. Obično je obrnuto, u obalnim područjima jezera ima više mikroorganizama.

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 se čini da virus "prestaje" i tiho se nakuplja u tijelu. Drugi može početi za nekoliko dana, tjedana ili godina, kada se zasad "tiši", virus se počne lavina množiti i uzrokovati bolest. Prisutnost "latentne" faze štiti virus od izumiranja kada populacija domaćina brzo postane imuna na njega. Što je vanjsko okruženje sa stajališta virusa nepredvidljivije, to mu je važnije da ima razdoblje "šutnje".

Virusi se igraju važna uloga
Virusi igraju važnu ulogu u životu bilo kojeg vodenog tijela. Njihov broj doseže nekoliko milijardi čestica po litri. morska voda u polarnim, umjerenim i tropskim širinama. U slatkovodnim jezerima sadržaj virusa je obično manji od jedan na 100. Zašto ima toliko virusa u Ladogi i oni su tako neobično rasprostranjeni, ostaje za vidjeti. No, istraživači ne sumnjaju da mikroorganizmi imaju značajan utjecaj na ekološko stanje prirodne vode.

Obična ameba je pokazala pozitivnu reakciju na izvor mehaničkih vibracija
Amoeba proteus je slatkovodna ameba duga oko 0,25 mm, jedna od najčešćih vrsta ove skupine. Često se koristi u školskim eksperimentima i za laboratorijska istraživanja. Obična ameba nalazi se u mulju na dnu zagađenih ribnjaka. Izgleda kao mala, bezbojna, želatinasta grudica, jedva vidljiva golim okom.

Kod obične amebe (Amoeba proteus) utvrđena je takozvana vibrotaksija u obliku pozitivne reakcije na izvor mehaničkih vibracija frekvencije 50 Hz. To postaje jasno ako uzmemo u obzir da kod nekih vrsta cilijata koje služe kao hrana za amebe, frekvencija udara trepavica varira između 40 i 60 Hz. Ameba također ima negativnu fototaksiju. Ovaj fenomen sastoji se u činjenici da se životinja pokušava premjestiti iz osvijetljenog područja u sjenu. Termotaksija u amebi je također negativna: prelazi iz toplijeg u manje zagrijani dio vodenog tijela. Zanimljivo je promatrati galvanotaksiju amebe. Prođete li kroz vodu slabu 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 stanice je u stalnom pokretu. Ako struja citoplazme juri u jednu točku na površini amebe, na tom mjestu na njenom tijelu pojavljuje se izbočina. Povećava se, postaje izdanak tijela - pseudopod, u njega se ulijeva citolazma, a ameba se na taj način kreće.

Babica za amebu
Ameba je vrlo jednostavan organizam koji se sastoji od jedne stanice koja se razmnožava jednostavnom diobom. Prvo, stanica amebe udvostručuje svoj genetski materijal, stvarajući drugu jezgru, a zatim mijenja oblik, stvarajući suženje u sredini, koje je postupno dijeli na dvije stanice kćeri. Između njih ostaje tanak ligament koji povlače u različitim smjerovima. Na kraju, ligament pukne, a stanice kćeri počinju živjeti same.

Ali kod nekih vrsta ameba proces razmnožavanja uopće nije tako jednostavan. Njihove stanice kćeri ne mogu same prekinuti ligament i ponekad se ponovno spoje u jednu stanicu s dvije jezgre. Fisijske amebe vape za pomoć, ispuštajući posebnu kemikaliju na koju reagira "ameba primalja". Znanstvenici vjeruju da je, najvjerojatnije, riječ o kompleksu tvari, uključujući fragmente proteina, lipida i šećera. Očigledno, kada se stanica amebe podijeli, njena membrana je podvrgnuta napetosti, što uzrokuje oslobađanje kemijskog signala tijekom vanjsko okruženje... Tada amebi koja se dijeli pomaže druga, koja dolazi na poseban kemijski signal. Umeće se između stanica koje se dijele i pritišće ligament sve dok ne pukne.

Živi fosili
Najstariji od njih su radiolarije, jednostanični organizmi prekriveni školjkastim izrastom s primjesom silicija, čiji su ostaci pronađeni u pretkambrijskim naslagama, čija je starost od jedne do dvije milijarde godina.

Najotporniji
Tardigrad, životinja manja od pola milimetra, smatra se najtežim oblikom života na Zemlji. Ova životinja može izdržati temperature u rasponu od 270 stupnjeva Celzija do 151 stupanj, izloženost rendgenskim zrakama, vakuumskim uvjetima i tlaku koji je šest puta veći od tlaka na dnu najdubljeg oceana. Tardigradi mogu naseljavati oluke i pukotine u zidu. Neka od tih malih stvorenja oživjela su nakon stoljeća hibernacije u suhoj mahovini muzejskih zbirki.

Acantharia, najjednostavniji radiolarni organizmi, dosežu duljinu od 0,3 mm. Njihov kostur se sastoji od stroncij sulfata.

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

Brzina kretanja cilijatne cipelice (Paramecium caudatum) je 2 mm u sekundi. To znači da cipela pluta u sekundi na udaljenosti 10-15 puta većoj od duljine njezina tijela. Na površini cilijatne cipele nalazi se 12 tisuća cilija.

Euglena zelena (Euglena viridis) može poslužiti kao dobar pokazatelj stupnja biološke pročišćenosti vode. Sa smanjenjem bakterijske kontaminacije, njegov se broj naglo povećava.

Koji su bili najraniji oblici života na Zemlji
Stvorenja koja nisu ni biljke ni životinje nazivaju se rankomorfi. Prvi put su se naselili na dnu oceana prije oko 575 milijuna godina, nakon posljednje globalne glacijacije (ovo vrijeme se naziva razdoblje Ediacare), i bili su među prvim stvorenjima mekog tijela. Ova skupina je postojala do prije 542 milijuna godina, kada su moderne životinje koje su se brzo razmnožavale potisnule većinu ovih vrsta.

Organizmi skupljeni u fraktalne uzorke iz dijelova grananja. Nisu se mogli kretati i nisu imali reproduktivne organe, već su se razmnožavali, očito stvarajući nove grane. Svaki element grananja sastojao se od mnogih cijevi koje su zajedno držale polukruti organski kostur. Znanstvenici su otkrili rankomorfe, sakupljene u nekoliko različitih oblika, koji su, vjeruje, skupljali hranu u različitim slojevima vodenog stupca. Čini se da je fraktalni uzorak prilično složen, ali, prema istraživaču, sličnost organizama među sobom čini jednostavan gen dovoljnim za stvaranje novih slobodno plutajućih grana i za povezivanje grana u više složene strukture.

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

Besmrtni život postoji duboko ispod oceanskog dna
Pod površinom dna mora i oceana nalazi se cijela biosfera. Ispada da na dubinama od 400-800 metara ispod dna, u debljini drevnih sedimenata i stijena, žive bezbrojne bakterije. Neki specifični primjerci procjenjuju se na 16 milijuna godina. Oni su praktički besmrtni, kažu znanstvenici.

Istraživači vjeruju da se upravo u takvim uvjetima, u dubinama pridnih stijena, rodio život prije više od 3,8 milijardi godina, a tek kasnije, kada je površinski okoliš postao pogodan za život, ovladao je oceanom i kopnom. Znanstvenici su pronašli tragove života (fosile) u stijenama dna dugo vremena uzetim s vrlo velike dubine ispod površine dna. Prikupili su puno uzoraka u kojima su pronašli žive mikroorganizme. Uključujući - u stijenama podignutim s dubina većih od 800 metara ispod razine oceanskog dna. Neki uzorci sedimenta bili su stari mnogo milijuna godina, što je značilo da je, na primjer, bakterija zarobljena u takvom uzorku bila iste starosti. Oko trećine bakterija koje su znanstvenici pronašli u stijenama dubokog dna su žive. U nedostatku sunčeve svjetlosti, različiti geokemijski procesi su izvor energije za ta stvorenja.

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

Danas, 6. listopada, obilježava se Svjetski dan očuvanja životinjskih staništa. U čast ovog praznika, nudimo vam izbor od 5 životinja koje su za svoj dom odabrale mjesta s najekstremnijim uvjetima.

Živi organizmi se nalaze diljem našeg planeta, a mnogi od njih žive na mjestima s ekstremnim uvjetima. Takvi se organizmi nazivaju ekstremofili. To uključuje bakterije, arheje i samo nekoliko životinja. O potonjem govorimo u ovom članku. 1. Pompejski crvi... Ovi dubokomorski poliheti, dužine do 13 cm, među najotpornijim su na visoke temperatureživotinje. Stoga ne čudi što se mogu naći isključivo na hidrotermalnim izvorima na dnu oceana (), iz kojih dolazi visoko mineralizirana topla voda. Dakle, po prvi put kolonija pompejskih crva otkrivena je početkom 1980-ih na hidrotermalnim izvorima u Pacifik u blizini otočja Galapagos, a kasnije, 1997., u blizini Kostarike i ponovno kod hidrotermalnih izvora.

Pompejanski crv obično svoje tijelo smjesti u strukture poput lule crnih pušača, gdje temperatura doseže 80 °C, a isplazi svoju pernatu glavu gdje je temperatura niža (oko 22 °C). Znanstvenici su dugo pokušavali razumjeti kako crv Pompeian može izdržati tako ekstremne temperature. Istraživanja su pokazala da mu u tome pomažu posebne bakterije koje na stražnjoj strani crva tvore sloj debljine do 1 cm koji podsjeća na vuneni pokrivač. U simbiotskom odnosu, crvi luče sluz iz sitnih žlijezda na leđima, kojom se hrane bakterije, koje zauzvrat izoliraju tijelo životinje od visokih temperatura. Vjeruje se da te bakterije imaju posebne proteine ​​koji omogućuju zaštitu crva i samih bakterija od visokih temperatura. 2. Gusjenica Gynaephora... Grenland i Kanada dom su moljca Gynaephora groenlandica, poznatog po svojoj sposobnosti da izdrži ekstremne niska temperatura... Dakle, živeći u hladnoj klimi, gusjenice G. groenlandica, dok hiberniraju, mogu podnijeti temperature do -70 ° C! To je omogućeno spojevima (glicerin i betain) koje gusjenice počinju sintetizirati u kasno ljeto kada temperature padnu. Ove tvari sprječavaju stvaranje kristala leda u stanicama životinje i na taj način sprječavaju njeno smrzavanje do smrti.

Međutim, to nije jedina značajka vrste. Dok je većini drugih vrsta potrebno oko mjesec dana da se transformiraju iz jaja u odraslu osobu, G. groenlandica može proći 7 do 14 godina da se razvije! Ovaj spori rast Gynaephora groenlandica posljedica je ekstremnih uvjeta okoliša u kojima se kukac 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, pupoljcima arktičke vrbe. 3. Ulje leti... Oni su jedini insekti poznati znanosti 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 otrovna tvar za većinu životinja. Međutim, kao ličinke, uljne mušice plivaju u blizini površine nafte i dišu kroz posebne ventile koji strše iznad naftne mrlje. Muhe jedu velike količine ulja, ali uglavnom insekte koji u nju ulaze. Ponekad su crijeva muha potpuno ispunjena uljem. Znanstvenici do sada nisu opisali ponašanje pri parenju ovih muha, 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 ličinke lako podnose te promjene. 4. Artemija... Smješteno u sjeverozapadnom dijelu američke države Utah, Veliko slano jezero ima salinitet do 270 ppm (za usporedbu: najslanije more u Svjetskom oceanu – Crveno more – ima salinitet od samo 41 ppm). Izuzetno visoka slanost akumulacije čini ga neprikladnim za život svih živih bića u njemu, osim ličinki obalnih muha, nekih algi i Artemia - sitnih rakova.

Potonji, inače, žive ne samo u ovom jezeru, već iu drugim vodenim tijelima, čija je slanost najmanje 60 ppm. Ova značajka omogućuje škampima da izbjegnu kohabitaciju s većinom vrsta grabežljivaca, poput ribe. Ti rakovi imaju segmentirano tijelo sa širokim listovima na kraju i obično ne prelaze 12 milimetara u duljinu. Naširoko se koriste kao hrana za akvarijske ribe, a također se uzgajaju u akvarijima. 5. Tardigrade... Ova sićušna stvorenja, ne dulja od 1 milimetra, najotpornije su životinje na visoke temperature. Žive u različitim dijelovima planete. Na primjer, pronađeni su u toplim izvorima, gdje su temperature dosezale 100°C, i na vrhu Himalaje, ispod sloja debelog leda, gdje su temperature bile znatno ispod nule. I ubrzo se pokazalo da ove životinje ne samo da mogu podnijeti ekstremne temperature, već i više od 10 godina bez hrane i vode!


Znanstvenici su otkrili da im u tome pomaže sposobnost obustave metabolizma, ulazeći u stanje kriptobioze, kada se kemijski procesi u tijelu životinje približavaju nuli. U tom stanju sadržaj vode u tijelu tardigrada može pasti na 1%! A osim toga, sposobnost bez vode uvelike ovisi o visoka razina posebna tvar u tijelu ove životinje - nereducirajući šećer trehaloza, koji štiti membrane od uništenja. Zanimljivo je da, iako su tardigradi sposobni živjeti u ekstremnim okruženjima, mnoge se vrste mogu naći u blažim okruženjima kao što su jezera, ribnjaci ili livade. Tardigradi su najčešći u vlažno okruženje, u mahovinama i lišajevima.

Neki organizmi imaju posebnu prednost koja im omogućuje da izdrže najekstremnije uvjete, gdje drugi jednostavno ne mogu. Među takvim sposobnostima su otpornost na ogroman pritisak, ekstremne temperature i druge. Ovih deset stvorenja s našeg popisa dat će izglede svakome tko se usudi tražiti titulu najotpornijeg organizma.

10. Himalajski pauk skakač

Azijska divlja guska poznata je po tome što leti na nadmorskoj visini od preko 6,5 kilometara, dok je najviše ljudsko naselje na 5100 metara u peruanskim Andama. No, visinski rekord ne pripada guskama, već himalajskom pauku skakaču (Euophrys omnisuperstes). Živeći na nadmorskoj visini od preko 6700 metara, ovaj se pauk hrani uglavnom malim kukcima koje su tamo donijeli naleti vjetra. Ključna značajka ovog kukca je njegova sposobnost preživljavanja u gotovo potpunoj odsutnosti kisika.

9. Divovski klokani džemper


Obično, kada pomislimo na životinje koje mogu najduže živjeti bez vode, deva 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 živjeti cijeli život a da ne popije ni kapi vode. Divovski klokan džemper - bliski rođak dabrovi. Njihov prosječni životni vijek je obično 3 do 5 godina. Obično dobivaju vlagu iz hrane jedući razne sjemenke. Osim toga, ovi glodavci se ne znoje, čime se izbjegavaju dodatni gubici vode. Obično ove životinje žive u Dolini smrti i trenutno su pod prijetnjom izumiranja.

8. Crvi "otporni na toplinu".


Budući da se toplina u vodi učinkovitije prenosi na organizme, temperatura vode od 50 stupnjeva Celzija bit će puno opasnija od iste temperature zraka. Iz tog razloga u toplim podvodnim izvorima uspijevaju uglavnom bakterije, što se ne može reći za višestanične oblike života. Međutim, postoji posebna vrsta crva pod nazivom paralvinella sulfincola koji se rado naseljavaju na mjestima gdje voda doseže 45-55 stupnjeva. Znanstvenici su proveli eksperiment u kojem je jedna od stijenki akvarija bila zagrijana, zbog čega se pokazalo da su crvi radije boravili na ovom mjestu, zanemarujući hladnija mjesta. Vjeruje se da se takva osobina razvila u crva kako bi se mogli hraniti bakterijama kojih u toplim izvorima ima u izobilju. Budući da prije nisu imale prirodne neprijatelje, bakterije su bile relativno lak plijen.

7. Grenlandski arktički morski pas


Grenlandski arktički morski pas jedan je od najvećih i najmanje proučavanih morskih pasa na planeti. Unatoč činjenici da plivaju prilično sporo (bilo koji plivač amater može ih prestići), iznimno su rijetki. To je zbog činjenice da ova vrsta morskog psa, u pravilu, živi na dubini od 1200 metara. Osim toga, ovaj morski pas jedan je od najotpornijih na hladnoću. Obično radije boravi u vodi čija temperatura varira između 1 i 12 stupnjeva Celzija. Budući da ovi morski psi žive u hladnim vodama, moraju se kretati iznimno sporo kako bi smanjili potrošnju energije. U hrani su neselektivni i jedu sve što im se nađe na putu. Priča se da im je životni vijek oko 200 godina, ali to još nitko nije uspio ni potvrditi ni demantirati.

6. Vražji crv


Dugi niz desetljeća znanstvenici su vjerovali da samo jednostanični organizmi mogu preživjeti na velikim dubinama. Po njihovom mišljenju, visoki tlak, nedostatak kisika i ekstremne temperature stali su na put višestaničnom stvorenju. Ali tada su mikroskopski crvi otkriveni na dubini od nekoliko kilometara. Nazvan halicephalobus mephisto, prema demonu iz njemačkog folklora, pronađen je u uzorcima vode 2,2 kilometra ispod površine zemlje, u jednoj od špilja u Južna Afrika... Uspjeli su preživjeti ekstremne okolišne uvjete, što je omogućilo pretpostavku da je život na Marsu i drugim planetima u našoj galaksiji moguć.

5. Žabe


Neke vrste žaba nadaleko su poznate po svojoj sposobnosti da se doslovno smrzavaju cijelu zimu i oživljavaju dolaskom proljeća. V Sjeverna Amerika pronađeno je pet vrsta takvih žaba, od kojih je najčešća obična drvena žaba. Ukoliko drveće žabe nisu jako jaki u zakopavanju, onda se jednostavno skrivaju ispod opalog lišća. U svojim venama imaju tvar poput antifriza, a iako im srce na kraju stane, to je privremeno. Temelj njihove tehnike preživljavanja je ogromna koncentracija glukoze koja ulazi u krvotok iz žablje jetre. Ono što je još više iznenađujuće je činjenica da žabe mogu pokazati svoju sposobnost smrzavanja ne samo u prirodnom okruženju, već iu laboratoriju, omogućujući znanstvenicima da otkriju svoje tajne.

(banner_ads_inline)


4. Dubinski morski mikrobi


Svi znamo da je najdublja točka na svijetu Marijanski rov. Njegova dubina doseže gotovo 11 kilometara, a tlak tamo premašuje atmosferski tlak 1100 puta. Prije nekoliko godina znanstvenici su tamo uspjeli pronaći divovske amebe koje su uspjeli fotografirati fotoaparatom s visoka rezolucija i zaštićen staklenom kuglom od golemog pritiska koji vlada na dnu. Štoviše, nedavna ekspedicija koju je poslao sam James Cameron pokazala je da u dubinama Marijanskog rova ​​mogu postojati i drugi oblici života. Otkopani su uzorci donjih sedimenata, što je dokazalo da depresija doslovno vrvi od mikroba. Ta je činjenica zadivila znanstvenike, jer ekstremni uvjeti koji tamo vladaju, kao i ogroman pritisak, daleko su od raja.

3. Bdelloidea


Bdelloidea rotifers su nevjerojatno sićušni ženski beskralješnjaci, obično se nalaze u slatkoj vodi. Od njihova otkrića, niti jedan mužjak ove vrste nije pronađen, a sami rotiferi se razmnožavaju aseksualno, što zauzvrat uništava njihovu vlastitu DNK. Oni obnavljaju svoj izvorni DNK jedući druge vrste mikroorganizama. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, rotiferi mogu izdržati ekstremnu dehidraciju, štoviše, sposobni su izdržati razine zračenja koje bi ubile većinu živih organizama na našem planetu. Znanstvenici vjeruju da je njihova sposobnost da poprave svoju DNK nastala kao rezultat potrebe za preživljavanjem u iznimno sušnom okruženju.

2. Žohar


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

1. Tardigradi


Sićušni vodeni organizmi zvani tardigradi pokazali su se kao najotporniji organizmi na našem planetu. Ove na prvi pogled simpatične životinje sposobne su preživjeti gotovo sve ekstremne uvjete, bilo vrućinu ili hladnoću, ogroman pritisak ili visoko zračenje. Oni su u stanju preživjeti neko vrijeme čak i u svemiru. U ekstremnim uvjetima iu stanju ekstremne dehidracije, ova bića mogu ostati živa nekoliko desetljeća. Oživljavaju, čim se smjeste u ribnjak.