Οργανισμοί ιαματικών νερών. Ακραία στον κόσμο των ζώων Βακτήρια που ζουν σε θερμές πηγές
Ορισμένοι οργανισμοί, σε σύγκριση με άλλους, έχουν μια σειρά από αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα, για παράδειγμα, την ικανότητα να αντέχουν σε εξαιρετικά υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες. Υπάρχουν πολλά τέτοια ανθεκτικά ζωντανά πλάσματα στον κόσμο. Στο παρακάτω άρθρο θα γνωρίσετε τα πιο εκπληκτικά από αυτά. Χωρίς υπερβολές, μπορούν να επιβιώσουν ακόμη και σε ακραίες συνθήκες.
1. Αράχνες που πηδούν Ιμαλαΐων
Οι χήνες του βουνού είναι γνωστό ότι είναι από τα πιο ψηλά πουλιά στον κόσμο. Είναι σε θέση να πετάξουν σε υψόμετρο άνω των 6 χιλιάδων μέτρων πάνω από το έδαφος.
Ξέρετε πού είναι το υψηλότερο τοποθεσίαστο ΕΔΑΦΟΣ? Στο Περού. Πρόκειται για την πόλη La Rinconada, που βρίσκεται στις Άνδεις κοντά στα σύνορα με τη Βολιβία σε υψόμετρο περίπου 5100 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.
Εν τω μεταξύ, το ρεκόρ για τα υψηλότερα ζωντανά πλάσματα στον πλανήτη Γη πήγε στις αράχνες των Ιμαλαΐων που πηδούν Euophrys omnisuperstes (Euophrys omnisuperstes - «πάνω από όλα»), που ζουν σε απομονωμένες γωνιές και σχισμές στις πλαγιές του Έβερεστ. Οι ορειβάτες τα βρήκαν ακόμη και σε υψόμετρο 6700 μέτρων. Αυτές οι μικροσκοπικές αράχνες τρέφονται με έντομα που μεταφέρονται στην κορυφή ενός βουνού. δυνατός άνεμος. Είναι τα μόνα ζωντανά πλάσματα που ζουν μόνιμα σε τόσο μεγάλο ύψος, εκτός φυσικά από κάποια είδη πτηνών. Είναι επίσης γνωστό ότι οι αράχνες των Ιμαλαΐων που πηδούν είναι σε θέση να επιβιώσουν ακόμη και σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου.
2. Γιγαντιαίος άλτης καγκουρό
Όταν μας ζητείται να ονομάσουμε ένα ζώο που μπορεί να το κάνει χωρίς πόσιμο νερόγια μεγάλες χρονικές περιόδους, το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι μια καμήλα. Ωστόσο, στην έρημο χωρίς νερό, δεν μπορεί να διαρκέσει περισσότερο από 15 ημέρες. Και όχι, οι καμήλες δεν αποθηκεύουν νερό στις καμπούρες τους, όπως λανθασμένα πιστεύουν πολλοί. Εν τω μεταξύ, στη Γη υπάρχουν ακόμα τέτοια ζώα που ζουν στην έρημο και μπορούν να ζήσουν χωρίς ούτε μια σταγόνα νερό σε όλη τους τη ζωή!
Τα γιγάντια καγκουρό που πηδούν σχετίζονται με τους κάστορες. Η διάρκεια ζωής τους είναι τρία έως πέντε χρόνια. Οι γιγάντιες άλτες καγκουρό παίρνουν νερό με φαγητό και τρέφονται κυρίως με σπόρους.
Οι γιγάντιες άλτες καγκουρό, όπως σημειώνουν οι επιστήμονες, δεν ιδρώνουν καθόλου, επομένως δεν χάνουν, αλλά, αντίθετα, συσσωρεύουν νερό στο σώμα. Μπορείτε να τα βρείτε στην Κοιλάδα του Θανάτου (Καλιφόρνια). Το γιγάντιο καγκουρό μπαίνει μέσα αυτή τη στιγμήκινδυνεύουν με εξαφάνιση.
3. Σκουλήκια ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες
Δεδομένου ότι το νερό μεταφέρει τη θερμότητα μακριά από το ανθρώπινο σώμα περίπου 25 φορές πιο αποτελεσματικά από τον αέρα, μια θερμοκρασία 50 βαθμών Κελσίου στα βάθη της θάλασσας θα είναι πολύ πιο επικίνδυνη από ό,τι στην ξηρά. Αυτός είναι ο λόγος που τα βακτήρια ευδοκιμούν κάτω από το νερό και όχι οι πολυκύτταροι οργανισμοί που δεν αντέχουν τις πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις...
Θαλάσσια βαθιά θάλασσα ανελίδες Paralvinella sulfincola (Paralvinella sulfincola), που ζουν κοντά σε υδροθερμικές πηγές στο βυθό Ειρηνικός ωκεανόςείναι ίσως τα πιο θερμόφιλα ζωντανά πλάσματα στον πλανήτη. Τα αποτελέσματα ενός πειράματος που διεξήχθη από επιστήμονες με τη θέρμανση του ενυδρείου έδειξαν ότι αυτά τα σκουλήκια προτιμούν να εγκαθίστανται εκεί όπου η θερμοκρασία φτάνει τους 45-55 βαθμούς Κελσίου.
4 Καρχαρίας Γροιλανδίας
Οι καρχαρίες της Γροιλανδίας είναι ένα από τα μεγαλύτερα ζωντανά πλάσματα στον πλανήτη Γη, αλλά οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν σχεδόν τίποτα γι 'αυτούς. Κολυμπούν πολύ αργά, στο ίδιο επίπεδο με τον μέσο ερασιτέχνη κολυμβητή. Ωστόσο, είναι σχεδόν αδύνατο να δεις τους καρχαρίες της Γροιλανδίας στα νερά του ωκεανού, αφού συνήθως ζουν σε βάθος 1200 μέτρων.
Οι καρχαρίες της Γροιλανδίας θεωρούνται επίσης τα πιο κρύα πλάσματα στον κόσμο. Προτιμούν να ζουν σε μέρη που η θερμοκρασία φτάνει τους 1-12 βαθμούς Κελσίου.
Οι καρχαρίες της Γροιλανδίας ζουν σε κρύα νερά, επομένως, πρέπει να εξοικονομούν ενέργεια. αυτό εξηγεί το γεγονός ότι κολυμπούν πολύ αργά - με ταχύτητα όχι μεγαλύτερη από δύο χιλιόμετρα την ώρα. Οι καρχαρίες της Γροιλανδίας ονομάζονται επίσης «κοιμισμένοι καρχαρίες». Στο φαγητό, δεν είναι επιλεκτικοί: τρώνε ό,τι μπορούν να πιάσουν.
Σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες, το προσδόκιμο ζωής των πολικών καρχαριών της Γροιλανδίας μπορεί να φτάσει τα 200 χρόνια, αλλά μέχρι στιγμής αυτό δεν έχει αποδειχθεί.
5. Devil Worms
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι μόνο μονοκύτταροι οργανισμοί μπορούσαν να επιβιώσουν σε πολύ μεγάλα βάθη. Θεωρήθηκε ότι οι πολυκύτταρες μορφές ζωής δεν μπορούσαν να ζήσουν εκεί λόγω έλλειψης οξυγόνου, πίεσης και υψηλών θερμοκρασιών. Ωστόσο, πιο πρόσφατα, οι ερευνητές ανακάλυψαν μικροσκοπικά σκουλήκια σε βάθος αρκετών χιλιάδων μέτρων από την επιφάνεια της γης.
Το νηματώδες Halicephalobus mephisto, που πήρε το όνομά του από έναν δαίμονα από τη γερμανική λαογραφία, ανακαλύφθηκε από τους Gaetan Borgoni και Tallis Onstott το 2011 σε δείγματα νερού που ελήφθησαν σε βάθος 3,5 χιλιομέτρων σε μια σπηλιά στη Νότια Αφρική. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι δείχνουν υψηλή ανθεκτικότητα σε διάφορες ακραίες συνθήκες, όπως εκείνα τα στρογγυλά σκουλήκια που επέζησαν από την καταστροφή του λεωφορείου στην Κολούμπια την 1η Φεβρουαρίου 2003. Η ανακάλυψη των σκουληκιών του διαβόλου θα μπορούσε να επεκτείνει την αναζήτηση ζωής στον Άρη και σε κάθε άλλο πλανήτη του γαλαξία μας.
6. Βάτραχοι
Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι ορισμένοι τύποι βατράχων κυριολεκτικά παγώνουν με την έναρξη του χειμώνα και, ξεπαγώνοντας την άνοιξη, επιστρέφουν στο γεμάτη ζωή. ΣΕ Βόρεια ΑμερικήΥπάρχουν πέντε είδη τέτοιων βατράχων, το πιο κοινό από τα οποία είναι ο Rana sylvatica ή ο Δασικός Βάτραχος.
Οι δασικοί βάτραχοι δεν ξέρουν πώς να τρυπώνουν στο έδαφος, έτσι με την έναρξη του κρύου καιρού, απλώς κρύβονται κάτω από πεσμένα φύλλα και παγώνουν, όπως όλα γύρω. Μέσα στο σώμα, έχουν έναν φυσικό προστατευτικό μηχανισμό «αντιψυκτικού» και, όπως ένας υπολογιστής, περνούν σε «λειτουργία ύπνου». Για να επιβιώσουν το χειμώνα τους επιτρέπεται σε μεγάλο βαθμό από τα αποθέματα γλυκόζης στο συκώτι. Αλλά το πιο εκπληκτικό είναι ότι οι Wood Frogs δείχνουν την εκπληκτική τους ικανότητα και στα δύο άγρια φύσηκαθώς και σε εργαστηριακές συνθήκες.
7 Βακτήρια βαθέων υδάτων
Όλοι γνωρίζουμε ότι το βαθύτερο σημείο του Παγκόσμιου Ωκεανού είναι η Τάφρος των Μαριανών, η οποία βρίσκεται σε βάθος μεγαλύτερο από 11 χιλιάδες μέτρα. Στον πυθμένα του, η πίεση του νερού φτάνει τα 108,6 MPa, που είναι περίπου 1072 φορές υψηλότερη από το κανονικό. ατμοσφαιρική πίεσηστο επίπεδο των ωκεανών. Πριν από μερικά χρόνια, επιστήμονες χρησιμοποιώντας κάμερες υψηλής ανάλυσης τοποθετημένες σε γυάλινες σφαίρες ανακάλυψαν γιγάντιες αμοιβάδες στην Τάφρο των Μαριανών. Σύμφωνα με τον Τζέιμς Κάμερον, ο οποίος ηγήθηκε της αποστολής, και άλλες μορφές ζωής ευδοκιμούν σε αυτήν.
Αφού μελέτησαν δείγματα νερού από τον πυθμένα της τάφρου των Μαριανών, οι επιστήμονες βρήκαν μια τεράστια ποσότητα βακτηρίων σε αυτό, τα οποία, παραδόξως, πολλαπλασιάστηκαν ενεργά, παρά το μεγάλο βάθος και την ακραία πίεση.
8. Bdelloidea
Τα Bdelloidea rotifers είναι μικρά ασπόνδυλα που βρίσκονται συνήθως στο γλυκό νερό.
Από τους εκπροσώπους των στροφέων Bdelloidea λείπουν αρσενικά και οι πληθυσμοί αντιπροσωπεύονται μόνο από παρθενογενετικά θηλυκά. Ράτσα Bdelloidea ασεξουαλικά, το οποίο, σύμφωνα με τους επιστήμονες, επηρεάζει αρνητικά το DNA τους. Και ποιο είναι το πιο Ο καλύτερος τρόποςξεπεραστούν αυτές οι βλαβερές συνέπειες; Απάντηση: φάτε το DNA άλλων μορφών ζωής. Μέσω αυτής της προσέγγισης, η Bdelloidea έχει αναπτύξει μια εκπληκτική ικανότητα να αντέχει την ακραία αφυδάτωση. Επιπλέον, μπορούν να επιβιώσουν ακόμη και μετά τη λήψη μιας θανατηφόρας δόσης ακτινοβολίας για τους περισσότερους ζωντανούς οργανισμούς.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ικανότητα της Bdelloidea να επιδιορθώνει το DNA τους είχε αρχικά δοθεί για να επιβιώσουν σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών.
9. Κατσαρίδες
Υπάρχει ένας δημοφιλής μύθος ότι μετά από έναν πυρηνικό πόλεμο, μόνο οι κατσαρίδες θα επιβιώσουν στη Γη. Αυτά τα έντομα μπορούν να περάσουν εβδομάδες χωρίς τροφή και νερό, αλλά αυτό που είναι ακόμα πιο εκπληκτικό είναι το γεγονός ότι μπορούν να ζήσουν πολλές μέρες αφότου χάσουν το κεφάλι τους. Οι κατσαρίδες εμφανίστηκαν στη Γη πριν από 300 εκατομμύρια χρόνια, ακόμη και νωρίτερα από τους δεινόσαυρους.
Οι οικοδεσπότες των MythBusters σε ένα από τα προγράμματα αποφάσισαν να δοκιμάσουν τη δυνατότητα επιβίωσης των κατσαρίδων κατά τη διάρκεια πολλών πειραμάτων. Πρώτον, εξέθεσαν έναν ορισμένο αριθμό εντόμων σε 1.000 rads ακτινοβολίας, μια δόση που θα μπορούσε να σκοτώσει υγιές άτομομεσα σε λιγα λεπτα. Σχεδόν οι μισοί από αυτούς κατάφεραν να επιβιώσουν. Αφού οι MythBusters αύξησαν την ισχύ ακτινοβολίας σε 10 χιλιάδες rad (όπως στο ατομική βόμβαΧιροσίμα). Αυτή τη φορά, μόνο το 10 τοις εκατό των κατσαρίδων επέζησε. Όταν η ισχύς της ακτινοβολίας έφτασε τα 100 χιλιάδες rads, ούτε μια κατσαρίδα, δυστυχώς, δεν κατάφερε να μείνει ζωντανή.
Μερικοί οργανισμοί έχουν ένα ιδιαίτερο πλεονέκτημα που τους επιτρέπει να αντέχουν στις πιο ακραίες συνθήκες, όπου άλλοι απλά δεν μπορούν να αντεπεξέλθουν. Μεταξύ αυτών των ικανοτήτων, μπορεί να σημειωθεί αντοχή σε τεράστια πίεση, ακραίες θερμοκρασίες και άλλες. Αυτά τα δέκα πλάσματα από τη λίστα μας θα δώσουν πιθανότητες σε όποιον τολμήσει να διεκδικήσει τον τίτλο του πιο ανθεκτικού οργανισμού.
10 Himalayan Jumping Spider
Η ασιατική αγριόχηνα φημίζεται για το ότι πετάει πάνω από 6,5 χιλιόμετρα, ενώ ο υψηλότερος ανθρώπινος οικισμός βρίσκεται στα 5.100 μέτρα στις περουβιανές Άνδεις. Ωστόσο, το ρεκόρ μεγάλου υψομέτρου δεν ανήκει καθόλου σε χήνες, αλλά στην αράχνη των Ιμαλαΐων που πηδούν (Euophrys omnisuperstes). Ζώντας σε υψόμετρο άνω των 6700 μέτρων, αυτή η αράχνη τρέφεται κυρίως με μικρά έντομα που φέρνουν εκεί οι ριπές του ανέμου. Βασικό χαρακτηριστικό αυτού του εντόμου είναι η ικανότητα επιβίωσης σε συνθήκες σχεδόν πλήρους απουσίας οξυγόνου.
9 Giant Kangaroo Jumper
Συνήθως, όταν σκεφτόμαστε τα ζώα που μπορούν να ζήσουν περισσότερο χωρίς νερό, αμέσως έρχεται στο μυαλό η καμήλα. Αλλά οι καμήλες μπορούν να επιβιώσουν χωρίς νερό στην έρημο μόνο για 15 ημέρες. Εν τω μεταξύ, θα εκπλαγείτε όταν ανακαλύψετε ότι υπάρχει ένα ζώο στον κόσμο που μπορεί να ζήσει όλη του τη ζωή χωρίς να πιει ούτε μια σταγόνα νερό. Γιγαντιαίος άλτης καγκουρό - κοντινός συγγενήςκάστορες. Ο μέσος όρος ζωής τους είναι συνήθως 3 έως 5 χρόνια. Συνήθως παίρνουν υγρασία από τα τρόφιμα τρώγοντας διάφορους σπόρους. Επιπλέον, αυτά τα τρωκτικά δεν ιδρώνουν, αποφεύγοντας έτσι την πρόσθετη απώλεια νερού. Συνήθως αυτά τα ζώα ζουν στην Κοιλάδα του Θανάτου και επί του παρόντος απειλούνται με εξαφάνιση.
Δεδομένου ότι η θερμότητα στο νερό μεταφέρεται πιο αποτελεσματικά στους οργανισμούς, μια θερμοκρασία νερού 50 βαθμών Κελσίου θα είναι πολύ πιο επικίνδυνη από την ίδια θερμοκρασία του αέρα. Για το λόγο αυτό, τα βακτήρια ευδοκιμούν κυρίως σε θερμές υποβρύχιες πηγές, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για τις πολυκύτταρες μορφές ζωής. Ωστόσο, υπάρχει ιδιαίτερο είδοςσκουλήκια, που ονομάζονται paralvinella sulfincola, τα οποία με χαρά εγκαθίστανται σε μέρη όπου το νερό φτάνει σε θερμοκρασία 45-55 βαθμών. Οι επιστήμονες διεξήγαγαν ένα πείραμα όπου ένας από τους τοίχους του ενυδρείου θερμάνθηκε, με αποτέλεσμα να αποδειχθεί ότι τα σκουλήκια προτιμούσαν να μείνουν σε αυτό το μέρος, αγνοώντας τα πιο δροσερά μέρη. Πιστεύεται ότι αυτό το χαρακτηριστικό έχει αναπτυχθεί στα σκουλήκια, έτσι ώστε να μπορούν να γλεντούν με βακτήρια που είναι άφθονα στις θερμές πηγές. Γιατί δεν το είχαν πριν. φυσικούς εχθρούς, τα βακτήρια ήταν σχετικά εύκολη λεία.
7 Καρχαρίας Γροιλανδίας
Ο καρχαρίας της Γροιλανδίας είναι ένας από τους μεγαλύτερους και λιγότερο μελετημένους καρχαρίες στον πλανήτη. Παρά το γεγονός ότι κολυμπούν αρκετά αργά (κάθε ερασιτέχνης κολυμβητής μπορεί να τα προσπεράσει), είναι εξαιρετικά σπάνια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτό το είδος καρχαρία, κατά κανόνα, ζει σε βάθος 1200 μέτρων. Επιπλέον, αυτός ο καρχαρίας είναι ένας από τους πιο ανθεκτικούς στο κρύο. Συνήθως προτιμά να μένει σε νερό, η θερμοκρασία του οποίου κυμαίνεται μεταξύ 1 και 12 βαθμών Κελσίου. Δεδομένου ότι αυτοί οι καρχαρίες ζουν σε κρύα νερά, πρέπει να κινούνται εξαιρετικά αργά για να ελαχιστοποιήσουν τη χρήση της ενέργειάς τους. Στο φαγητό είναι δυσανάγνωστοι και τρώνε ό,τι μπαίνει στο δρόμο τους. Φήμες λένε ότι η διάρκεια ζωής τους είναι περίπου 200 χρόνια, αλλά κανείς δεν έχει καταφέρει ακόμη να το επιβεβαιώσει ή να το διαψεύσει.
6. Σκουλήκι του Διαβόλου
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι μόνο μονοκύτταροι οργανισμοί μπορούσαν να επιβιώσουν σε μεγάλα βάθη. Σύμφωνα με αυτούς, η υψηλή αρτηριακή πίεση, η έλλειψη οξυγόνου και ακραίες θερμοκρασίεςστάθηκε εμπόδιο στα πολυκύτταρα πλάσματα. Στη συνέχεια όμως ανακαλύφθηκαν μικροσκοπικά σκουλήκια σε βάθος αρκετών χιλιομέτρων. Ονομάστηκε halicephalobus mephisto, από έναν δαίμονα από τη γερμανική λαογραφία, βρέθηκε σε δείγματα νερού 2,2 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της γης, σε μια από τις σπηλιές του Νότια Αφρική. Κατάφεραν να επιβιώσουν σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες, υποδηλώνοντας ότι η ζωή είναι δυνατή στον Άρη και σε άλλους πλανήτες του γαλαξία μας.
5. Βάτραχοι
Ορισμένα είδη βατράχων είναι ευρέως γνωστά για την ικανότητά τους να παγώνουν κυριολεκτικά για όλη τη χειμερινή περίοδο και να ζωντανεύουν με την έλευση της άνοιξης. Πέντε είδη αυτών των βατράχων έχουν βρεθεί στη Βόρεια Αμερική, το πιο κοινό από τα οποία είναι ο κοινός δενδροβάτραχος. Επειδή η δεντροβάτραχοιδεν είναι πολύ δυνατοί στο σκάψιμο, τότε απλώς κρύβονται κάτω από τα πεσμένα φύλλα. Έχουν μια ουσία σαν αντιψυκτικό στις φλέβες τους, και παρόλο που η καρδιά τους σταματά τελικά, αυτό είναι προσωρινό. Η βάση της τεχνικής επιβίωσής τους είναι η τεράστια συγκέντρωση γλυκόζης που εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος από το συκώτι του βατράχου. Αυτό που προκαλεί ακόμη μεγαλύτερη έκπληξη είναι το γεγονός ότι οι βάτραχοι είναι σε θέση να επιδείξουν την ικανότητά τους να παγώνουν όχι μόνο μέσα φυσικό περιβάλλον, αλλά και στο εργαστήριο, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ανακαλύψουν τα μυστικά τους.
(banner_ads_inline)
4 Μικρόβια βαθιάς θάλασσας
Όλοι γνωρίζουμε ότι το βαθύτερο σημείο στον κόσμο είναι η Τάφρος των Μαριανών. Το βάθος του φτάνει σχεδόν τα 11 χιλιόμετρα και η πίεση εκεί υπερβαίνει την ατμοσφαιρική πίεση κατά 1100 φορές. Πριν από μερικά χρόνια, οι επιστήμονες κατάφεραν να βρουν εκεί γιγάντιες αμοιβάδες, τις οποίες κατάφεραν να απαθανατίσουν με μια κάμερα με υψηλής ανάλυσηςκαι προστατεύεται από μια γυάλινη σφαίρα από την τεράστια πίεση που βασιλεύει στον πυθμένα. Επιπλέον, μια πρόσφατη αποστολή που έστειλε ο ίδιος ο Τζέιμς Κάμερον έδειξε ότι μπορεί να υπάρχουν και άλλες μορφές ζωής στα βάθη της τάφρου των Μαριάνων. Ελήφθησαν δείγματα ιζημάτων βυθού, τα οποία απέδειξαν ότι η κατάθλιψη κυριολεκτικά βρίθει από μικρόβια. Το γεγονός αυτό εξέπληξε τους επιστήμονες, γιατί οι ακραίες συνθήκες που επικρατούν εκεί, καθώς και η τεράστια πίεση, απέχουν πολύ από τον παράδεισο.
3. Bdelloidea
Τα rotifers Bdelloidea είναι απίστευτα μικροσκοπικά θηλυκά ασπόνδυλα, που συνήθως βρίσκονται στο γλυκό νερό. Από την ανακάλυψή τους, δεν έχουν βρεθεί αρσενικά αυτού του είδους και τα ίδια τα rotifers αναπαράγονται ασεξουαλικά, γεγονός που με τη σειρά του καταστρέφει το δικό τους DNA. Αποκαθιστούν το εγγενές DNA τους τρώγοντας άλλους τύπους μικροοργανισμών. Χάρη σε αυτή την ικανότητα, τα rotifers μπορούν να αντέξουν την ακραία αφυδάτωση, επιπλέον, είναι σε θέση να αντέξουν επίπεδα ακτινοβολίας που θα σκότωναν τους περισσότερους ζωντανούς οργανισμούς στον πλανήτη μας. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ικανότητά τους να επιδιορθώνουν το DNA τους προέκυψε ως αποτέλεσμα της ανάγκης να επιβιώσουν σε ένα εξαιρετικά άνυδρο περιβάλλον.
2. Κατσαρίδα
Υπάρχει ένας μύθος ότι οι κατσαρίδες θα είναι οι μόνοι ζωντανοί οργανισμοί που θα επιβιώσουν πυρηνικός πόλεμος. Στην πραγματικότητα, αυτά τα έντομα μπορούν να ζήσουν χωρίς νερό και τροφή για αρκετές εβδομάδες, και επιπλέον, μπορούν να ζήσουν για εβδομάδες χωρίς κεφάλι. Οι κατσαρίδες υπάρχουν εδώ και 300 εκατομμύρια χρόνια, ακόμη και περισσότερο από τους δεινόσαυρους. Το Discovery Channel διεξήγαγε μια σειρά από πειράματα που υποτίθεται ότι έδειχναν εάν οι κατσαρίδες θα επιβιώσουν ή όχι με ένα ισχυρό πυρηνική ακτινοβολία. Ως αποτέλεσμα, αποδείχθηκε ότι σχεδόν τα μισά από όλα τα έντομα ήταν σε θέση να επιβιώσουν σε ακτινοβολία 1000 ραδιοσυχνοτήτων (αυτή η ακτινοβολία μπορεί να σκοτώσει έναν ενήλικα υγιή άνθρωπο σε μόλις 10 λεπτά έκθεσης), επιπλέον, το 10% των κατσαρίδων επέζησε όταν εκτέθηκε σε ακτινοβολία 10.000 ραδιοσυχνοτήτων , που ισούται με την ακτινοβολία στο πυρηνική έκρηξηστη Χιροσίμα. Δυστυχώς, κανένα από αυτά τα μικρά έντομα δεν επέζησε από 100.000 rads ακτινοβολίας.
1. Tardigrades
Μικροσκοπικός υδρόβιους οργανισμούς, που ονομάζεται tardigrades, αποδείχθηκε ότι ήταν οι πιο ανθεκτικοί οργανισμοί στον πλανήτη μας. Αυτά τα, με την πρώτη ματιά, χαριτωμένα ζώα μπορούν να επιβιώσουν σχεδόν σε κάθε ακραία κατάσταση, είτε είναι ζέστη είτε κρύο, τεράστια πίεση ή υψηλή ακτινοβολία. Είναι σε θέση να επιβιώσουν για κάποιο χρονικό διάστημα ακόμη και στο διάστημα. Κάτω από ακραίες συνθήκες και σε κατάσταση ακραίας αφυδάτωσης, αυτά τα πλάσματα μπορούν να παραμείνουν ζωντανά για αρκετές δεκαετίες. Ζωντανεύουν, δεν έχει παρά να τα τοποθετήσει σε μια λιμνούλα.
Οι υψηλές θερμοκρασίες είναι επιβλαβείς για όλα σχεδόν τα έμβια όντα. Η αύξηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος στους +50 °C είναι αρκετά αρκετή για να προκαλέσει την καταπίεση και τον θάνατο μιας μεγάλης ποικιλίας οργανισμών. Δεν χρειάζεται να μιλήσουμε για περισσότερα υψηλές θερμοκρασίες.
Το όριο της εξάπλωσης της ζωής θεωρείται ότι είναι ένα σημάδι θερμοκρασίας +100 ° C, στο οποίο συμβαίνει η μετουσίωση της πρωτεΐνης, δηλαδή η καταστροφή της δομής των μορίων πρωτεΐνης. Για μεγάλο χρονικό διάστημα πίστευαν ότι δεν υπάρχουν πλάσματα στη φύση που θα άντεχαν ήρεμα σε θερμοκρασίες στην περιοχή από 50 έως 100 ° C. Ωστόσο τελευταίες ανακαλύψειςοι επιστήμονες λένε το αντίθετο.
Πρώτον, ανακαλύφθηκαν βακτήρια προσαρμοσμένα στη ζωή σε θερμές πηγές με θερμοκρασίες νερού έως +90 ºС. Το 1983, άλλος ταγματάρχης επιστημονική ανακάλυψη. Μια ομάδα Αμερικανών βιολόγων μελέτησε τις πηγές ιαματικών νερών κορεσμένων με μέταλλα που βρίσκονται στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού.
Παρόμοια με τους κόλουρους κώνους, οι μαύροι καπνιστές βρίσκονται σε βάθος 2000 μ. Το ύψος τους είναι 70 μ. και η διάμετρος της βάσης είναι 200 μ. Για πρώτη φορά ανακαλύφθηκαν καπνιστές κοντά στα νησιά Γκαλαπάγκος.
Βρίσκονται σε μεγάλα βάθη, αυτοί οι «μαύροι καπνιστές», όπως τους αποκαλούν οι γεωλόγοι, απορροφούν ενεργά το νερό. Εδώ θερμαίνεται λόγω της θερμότητας που προέρχεται από τη βαθιά καυτή ουσία της Γης και παίρνει θερμοκρασία μεγαλύτερη από +200 °C.
Το νερό στις πηγές δεν βράζει μόνο γιατί είναι υπό υψηλή πίεση και είναι εμπλουτισμένο με μέταλλα από τα έγκατα του πλανήτη. Μια στήλη νερού υψώνεται πάνω από τους «μαύρους καπνιστές». Η πίεση που δημιουργείται εδώ, σε βάθος περίπου 2000 m (και πολύ περισσότερο), είναι 265 atm. Σε τόσο υψηλή πίεση, ακόμη και τα μεταλλικά νερά ορισμένων πηγών, που έχουν θερμοκρασία έως +350 ° C, δεν βράζουν.
Ως αποτέλεσμα της ανάμειξης με το νερό των ωκεανών, τα ιαματικά νερά ψύχονται σχετικά γρήγορα, αλλά τα βακτήρια που ανακάλυψαν οι Αμερικανοί σε αυτά τα βάθη προσπαθούν να μείνουν μακριά από το ψυχρό νερό. Καταπληκτικοί μικροοργανισμοί έχουν προσαρμοστεί να τρώνε μεταλλικά στοιχείασε εκείνα τα νερά που θερμαίνονται στους +250 ° C. Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες έχουν καταθλιπτική επίδραση στα μικρόβια. Ήδη σε νερό με θερμοκρασία περίπου +80 ° C, τα βακτήρια, αν και παραμένουν βιώσιμα, σταματούν να πολλαπλασιάζονται.
Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακριβώς ποιο είναι το μυστικό της φανταστικής αντοχής αυτών των μικροσκοπικών ζωντανών πλασμάτων, που ανέχονται εύκολα τη θέρμανση μέχρι το σημείο τήξης του κασσίτερου.
Το σχήμα του σώματος των βακτηρίων που κατοικούν στους μαύρους καπνιστές είναι εσφαλμένο. Συχνά οι οργανισμοί είναι εξοπλισμένοι με μακριές εκβολές. Τα βακτήρια απορροφούν το θείο, μετατρέποντάς το σε οργανική ύλη. Τα Pogonophores και τα vestimentifera σχημάτισαν μια συμβίωση μαζί τους για να φάνε αυτή την οργανική ύλη.
Προσεκτικές βιοχημικές μελέτες αποκάλυψαν την παρουσία ενός προστατευτικού μηχανισμού στα βακτηριακά κύτταρα. Το μόριο της ουσίας της κληρονομικότητας του DNA, στο οποίο αποθηκεύονται οι γενετικές πληροφορίες, σε ορισμένα είδη περιβάλλεται από ένα στρώμα πρωτεΐνης που απορροφά την περίσσεια θερμότητας.
Το ίδιο το DNA περιλαμβάνει μια ασυνήθιστα υψηλή περιεκτικότητα σε ζεύγη γουανίνης-κυτοσίνης. Σε όλα τα άλλα έμβια όντα στον πλανήτη μας, ο αριθμός αυτών των συσχετισμών μέσα στο DNA είναι πολύ μικρότερος. Αποδεικνύεται ότι ο δεσμός μεταξύ γουανίνης και κυτοσίνης είναι πολύ δύσκολο να καταστραφεί με θέρμανση.
Επομένως, οι περισσότερες από αυτές τις ενώσεις εξυπηρετούν απλώς τον σκοπό της ενίσχυσης του μορίου και μόνο τότε τον σκοπό της κωδικοποίησης γενετικών πληροφοριών.
Τα αμινοξέα εξυπηρετούν συστατικά μέρημόρια πρωτεΐνης που συγκρατούνται μεταξύ τους με ειδικούς χημικούς δεσμούς. Εάν συγκρίνουμε τις πρωτεΐνες των βακτηρίων βαθέων υδάτων με τις πρωτεΐνες άλλων ζωντανών οργανισμών παρόμοιες ως προς τις παραμέτρους που αναφέρονται παραπάνω, αποδεικνύεται ότι υπάρχουν πρόσθετοι δεσμοί στις πρωτεΐνες των μικροβίων υψηλής θερμοκρασίας λόγω πρόσθετων αμινοξέων.
Αλλά οι ειδικοί είναι σίγουροι ότι το μυστικό των βακτηρίων δεν βρίσκεται καθόλου σε αυτό. Η θέρμανση των κυττάρων στους +100 - 120º C είναι αρκετά αρκετή για να βλάψει το DNA που προστατεύεται από τις αναφερόμενες χημικές συσκευές. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχουν άλλοι τρόποι μέσα στα βακτήρια για να αποφευχθεί η καταστροφή των κυττάρων τους. Η πρωτεΐνη που συνθέτει τους μικροσκοπικούς κατοίκους θερμικές πηγές, περιλαμβάνει ειδικά σωματίδια - αμινοξέα τέτοιου είδους που δεν βρίσκονται σε κανένα άλλο πλάσμα που ζει στη Γη.
Τα μόρια πρωτεΐνης των βακτηριακών κυττάρων, τα οποία έχουν ειδικά προστατευτικά (ενδυναμωτικά) συστατικά, έχουν ειδική προστασία. Τα λιπίδια, δηλαδή τα λίπη και οι ουσίες που μοιάζουν με λίπος, είναι διατεταγμένα ασυνήθιστα. Τα μόριά τους είναι συνδυασμένες αλυσίδες ατόμων. Η χημική ανάλυση των λιπιδίων των βακτηρίων υψηλής θερμοκρασίας έδειξε ότι σε αυτούς τους οργανισμούς οι λιπιδικές αλυσίδες είναι αλληλένδετες, γεγονός που χρησιμεύει στην περαιτέρω ενίσχυση των μορίων.
Ωστόσο, τα δεδομένα των αναλύσεων μπορούν να γίνουν κατανοητά με διαφορετικό τρόπο, επομένως η υπόθεση των αλληλένδετων αλυσίδων παραμένει μέχρι στιγμής αναπόδεικτη. Αλλά ακόμα κι αν το πάρουμε ως αξίωμα, είναι αδύνατο να εξηγήσουμε πλήρως τους μηχανισμούς προσαρμογής σε θερμοκρασίες της τάξης των +200 °C.
Τα πιο ανεπτυγμένα έμβια όντα δεν μπορούσαν να επιτύχουν την επιτυχία των μικροοργανισμών, αλλά οι ζωολόγοι γνωρίζουν πολλά ασπόνδυλα, ακόμη και ψάρια που έχουν προσαρμοστεί στη ζωή σε ιαματικά νερά.
Μεταξύ των ασπόνδυλων, πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να αναφέρουμε μια ποικιλία κατοίκων σπηλαίων που κατοικούν σε δεξαμενές που τροφοδοτούνται από υπόγεια ύδατα, τα οποία θερμαίνονται από υπόγεια θερμότητα. Αυτά είναι στις περισσότερες περιπτώσεις τα μικρότερα μονοκύτταρα φύκια και όλα τα είδη καρκινοειδών.
Το Thermospheroma thermal, εκπρόσωπος των ισόποδων καρκινοειδών, ανήκει στην οικογένεια των σφαιροματιδών. Ζει σε μια θερμή πηγή στο Sokkoro (Νέο Μεξικό, ΗΠΑ). Το μήκος του καρκινοειδούς είναι μόνο 0,5-1 εκ. Κινείται κατά μήκος του πυθμένα της πηγής και έχει ένα ζεύγος κεραιών σχεδιασμένων για προσανατολισμό στο διάστημα.
Τα ψάρια σπηλαίων, προσαρμοσμένα στη ζωή σε ιαματικές πηγές, αντέχουν θερμοκρασίες έως +40 °C. Ανάμεσα σε αυτά τα πλάσματα, τα πιο αξιοσημείωτα είναι κάποιοι κυπρίνοι που κατοικούν Τα υπόγεια νεράΒόρεια Αμερική. Το Cyprinodon macularis ξεχωρίζει ανάμεσα στα είδη αυτής της τεράστιας ομάδας.
Αυτό είναι ένα από τα πιο σπάνια ζώα στη Γη. Ένας μικρός πληθυσμός αυτών των μικροσκοπικών ψαριών ζει σε μια θερμή πηγή που έχει βάθος μόλις 50 εκατοστά. Αυτή η πηγήπου βρίσκεται μέσα στο Σπήλαιο του Διαβόλου στην Κοιλάδα του Θανάτου (Καλιφόρνια), ένα από τα πιο άνυδρα και ζεστά μέρη του πλανήτη.
Στενός συγγενής του Cyprinodon, το τυφλό μάτι δεν έχει προσαρμοστεί στη ζωή σε ιαματικές πηγές, αν και κατοικεί στα υπόγεια νερά καρστικών σπηλαίων στην ίδια γεωγραφική περιοχή εντός των Ηνωμένων Πολιτειών. Τα τυφλά μάτια και τα συγγενικά είδη ανήκουν στην οικογένεια των τυφλών ματιών, ενώ τα κυπρινοδόντια σε μια ξεχωριστή οικογένεια κυπρινοδοντιών.
Σε αντίθεση με άλλους ημιδιαφανείς ή γαλακτώδεις κατοίκους των σπηλαίων, συμπεριλαμβανομένων άλλων κυπρίνων, οι κυπρίνοδοι είναι βαμμένοι με λαμπερό μπλε. Παλαιότερα, αυτά τα ψάρια βρίσκονταν σε πολλές πηγές και μπορούσαν να μετακινηθούν ελεύθερα μέσω των υπόγειων υδάτων από τη μια δεξαμενή στην άλλη.
Τον 19ο αιώνα, οι ντόπιοι κάτοικοι παρατήρησαν περισσότερες από μία φορές πώς οι κυπρινόδονες εγκαταστάθηκαν στις λακκούβες που προέκυψαν ως αποτέλεσμα της πλήρωσης των αυλακώσεων από τον τροχό του βαγονιού με υπόγειο νερό. Παρεμπιπτόντως, μέχρι σήμερα παραμένει ασαφές πώς και γιατί αυτά τα όμορφα ψάρια πέρασαν μαζί με την υπόγεια υγρασία μέσα από ένα στρώμα χαλαρού εδάφους.
Ωστόσο, αυτό το μυστήριο δεν είναι το κύριο. Δεν είναι σαφές πώς τα ψάρια μπορούν να αντέξουν σε θερμοκρασίες νερού έως +50 °C. Όπως και να έχει, ήταν μια περίεργη και ανεξήγητη προσαρμογή που βοήθησε τους Κυπρινόδων να επιβιώσουν. Αυτά τα πλάσματα εμφανίστηκαν στη Βόρεια Αμερική πριν από πάνω από 1 εκατομμύριο χρόνια. Με την έναρξη του παγετώνα, όλα τα ζώα που έμοιαζαν με δόντια κυπρίνου πέθαναν, εκτός από εκείνα που κατέκτησαν τα υπόγεια ύδατα, συμπεριλαμβανομένων των θερμικών.
Σχεδόν όλα τα είδη της οικογένειας των stenazellid, που αντιπροσωπεύονται από μικρά (όχι περισσότερο από 2 cm) ισόποδα καρκινοειδή, ζουν σε ιαματικά νερά με θερμοκρασία τουλάχιστον +20 C.
Όταν ο παγετώνας έφυγε και το κλίμα στην Καλιφόρνια έγινε πιο άνυδρο, η θερμοκρασία, η αλατότητα, ακόμη και η ποσότητα της τροφής - τα φύκια - παρέμειναν σχεδόν αμετάβλητες στις πηγές των σπηλαίων για 50 χιλιάδες χρόνια. Ως εκ τούτου, τα ψάρια, χωρίς να αλλάξουν, επέζησαν ήρεμα από τους προϊστορικούς κατακλυσμούς εδώ. Σήμερα, όλα τα είδη κυπρινοδόνων σπηλαίων προστατεύονται από το νόμο για το συμφέρον της επιστήμης.
.(Πηγή: "Biological Encyclopedic Dictionary." Αρχισυντάκτης M. S. Gilyarov; Συντακτική επιτροπή: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin και άλλοι - 2η έκδ., διορθώθηκε. - M .: Sov. Encyclopedia, 1986.)
Δείτε τι είναι οι "ΘΕΡΜΟΦΙΛΟΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ" σε άλλα λεξικά:
- (θερμο ... γρ. phileo love) θερμόφιλοι οργανισμοί (κυρίως μικροσκοπικοί), ικανοί να ζουν σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες (έως 70)· τα φυσικά τους ενδιαιτήματα είναι διάφορες θερμές πηγές και ιαματικά νερά βλ. κρυόφιλο...... Λεξικό ξένων λέξεων της ρωσικής γλώσσας
- (από το thermo (Βλ. Thermo ...) ... και το ελληνικό philéo I love) θερμόφιλοι, οργανισμοί που ζουν σε θερμοκρασίες που ξεπερνούν τους 45 ° C (μοιραίο για τα περισσότερα ζωντανά όντα). Αυτά είναι μερικά ψάρια, εκπρόσωποι διαφόρων ασπόνδυλων (σκουλήκια, ... ... Μεγάλο σοβιετική εγκυκλοπαίδεια
- ... Βικιπαίδεια
Οργανισμοί Επιστημονική ταξινόμηση Ταξινόμηση: Οργανισμοί του Βασιλείου Πυρηνικός μη πυρηνικός οργανισμός (Υστερα λατινικά organismus από τα ύστερα λατινικά organizo ... Wikipedia
Οι κατώτεροι οργανισμοί, όπως όλα τα έμβια όντα γενικά, μπορούν να ζήσουν μόνο κάτω από επακριβώς καθορισμένες συνθήκες. εξωτερικές συνθήκεςτην ύπαρξή τους, δηλαδή τις συνθήκες του περιβάλλοντος στο οποίο ζουν, και για κάθε εξωτερικό παράγοντα, για θερμοκρασία, πίεση, υγρασία κ.λπ.
Αυτό είναι το όνομα των βακτηρίων που έχουν την ικανότητα να αναπτύσσονται σε θερμοκρασίες πάνω από 55 60 ° C. Ο Miquel (Miquel) ήταν ο πρώτος που βρήκε και απομόνωσε από το νερό του Σηκουάνα έναν ακίνητο βάκιλλο που μπορεί να ζήσει και να πολλαπλασιαστεί σε θερμοκρασία 70 ° C Van Tieghem... εγκυκλοπαιδικό λεξικόΦΑ. Brockhaus και I.A. Έφρον
Οργανισμοί Επιστημονική ταξινόμηση Ταξινόμηση: Οργανισμοί του Βασιλείου Πυρηνικός μη πυρηνικός οργανισμός (Ύστερα λατινικά organismus από τα ύστερα λατινικά organizo ... Wikipedia - Δείτε επίσης: Οι μεγαλύτεροι οργανισμοί Οι μικρότεροι οργανισμοί είναι όλοι εκπρόσωποι βακτηρίων, ζώων, φυτών και άλλων οργανισμών που βρίσκονται σε Earth, που έχουν ελάχιστες τιμές στις τάξεις τους (αποσπάσεις) σύμφωνα με παραμέτρους όπως ... Wikipedia
Τα βακτήρια είναι η παλαιότερη γνωστή ομάδα οργανισμών.
Πολυεπίπεδες πέτρινες κατασκευές - στρωματόλιθοι - χρονολογούνται σε ορισμένες περιπτώσεις στις αρχές του Αρχαιοζωικού (Αρχαϊκού), δηλ. που προέκυψε πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, είναι το αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων, συνήθως φωτοσυνθετικών, τα λεγόμενα. γαλαζοπράσινα φύκια. Παρόμοιες δομές (βακτηριακές μεμβράνες εμποτισμένες με ανθρακικά) εξακολουθούν να σχηματίζονται, κυρίως στα ανοικτά των ακτών της Αυστραλίας, Μπαχάμες, στον κόλπο της Καλιφόρνια και στον Περσικό Κόλπο όμως είναι σχετικά σπάνια και δεν φτάνουν μεγάλα μεγέθη, γιατί τρέφονται με φυτοφάγους οργανισμούς π.χ. γαστερόποδα. Τα πρώτα πυρηνικά κύτταρα εξελίχθηκαν από βακτήρια πριν από περίπου 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Τα Archaeobacteria thermoacidophiles θεωρούνται οι αρχαιότεροι ζωντανοί οργανισμοί. Ζουν σε ζεστό νερό πηγής με υψηλή περιεκτικότητα σε οξύ. Κάτω από τους 55oC (131oF) πεθαίνουν!
Το 90% της βιομάζας στις θάλασσες, αποδεικνύεται, είναι μικρόβια.
Εμφανίστηκε η ζωή στη Γη
Πριν από 3,416 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή 16 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από ό,τι πιστεύεται συνήθως επιστημονικό κόσμο. Η ανάλυση ενός από τα κοράλλια, ηλικίας άνω των 3,416 δισεκατομμυρίων ετών, απέδειξε ότι τη στιγμή του σχηματισμού αυτού του κοραλλιού, υπήρχε ήδη ζωή στη Γη σε μικροβιακό επίπεδο.
Το παλαιότερο μικροαλίθωμα
Η Kakabekia barghoorniana (1964-1986) βρέθηκε στο Harich, Gunedd, Ουαλία και υπολογίζεται ότι είναι πάνω από 4.000.000.000 ετών.
Η πιο παλιά μορφή ζωής
Απολιθωμένα αποτυπώματα μικροσκοπικών κυττάρων έχουν βρεθεί στη Γροιλανδία. Αποδείχθηκε ότι ήταν 3.800 εκατομμυρίων ετών, καθιστώντας τις τις παλαιότερες γνωστές μορφές ζωής.
Βακτήρια και ευκαρυώτες
Η ζωή μπορεί να υπάρχει με τη μορφή βακτηρίων - οι απλούστεροι οργανισμοί που δεν έχουν πυρήνα στο κύτταρο, οι παλαιότεροι (αρχαία), σχεδόν τόσο απλοί όσο τα βακτήρια, αλλά διακρίνονται από μια ασυνήθιστη μεμβράνη, οι ευκαρυώτες θεωρούνται ως η κορυφή της Στην πραγματικότητα, όλοι οι άλλοι οργανισμοί των οποίων ο γενετικός κώδικας είναι αποθηκευμένος στον κυτταρικό πυρήνα.
Οι παλαιότεροι κάτοικοι της Γης βρέθηκαν στο Mariana Trench
Στον πυθμένα της βαθύτερης τάφρου των Μαριανών στον κόσμο στο κέντρο του Ειρηνικού Ωκεανού, ανακαλύφθηκαν 13 είδη μονοκύτταρων οργανισμών άγνωστων στην επιστήμη που υπάρχουν αμετάβλητα για σχεδόν ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Μικροοργανισμοί βρέθηκαν σε δείγματα εδάφους που λήφθηκαν το φθινόπωρο του 2002 στο Challenger Fault από τον ιαπωνικό αυτόματο βαθυσκάφο Kaiko σε βάθος 10.900 μέτρων. Σε 10 κυβικά εκατοστά εδάφους, βρέθηκαν 449 άγνωστα μέχρι τότε πρωτόγονα μονοκύτταρα στρογγυλά ή επιμήκη μεγέθους 0,5 - 0,7 mm. Μετά από αρκετά χρόνια έρευνας, χωρίστηκαν σε 13 είδη. Όλοι αυτοί οι οργανισμοί αντιστοιχούν σχεδόν πλήρως στο λεγόμενο. «άγνωστα βιολογικά απολιθώματα» που ανακαλύφθηκαν στη Ρωσία, τη Σουηδία και την Αυστρία τη δεκαετία του '80 σε στρώματα εδάφους ηλικίας από 540 εκατομμύρια έως ένα δισεκατομμύριο ετών.
Με βάση τη γενετική ανάλυση, Ιάπωνες ερευνητές ισχυρίζονται ότι οι μονοκύτταροι οργανισμοί που βρέθηκαν στον πυθμένα της τάφρου των Μαριανών υπάρχουν αμετάβλητοι για περισσότερα από 800 εκατομμύρια, ή ακόμα και ένα δισεκατομμύριο χρόνια. Προφανώς, αυτοί είναι οι αρχαιότεροι από όλους τους κατοίκους της Γης που είναι γνωστοί τώρα. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί από το ρήγμα Challenger αναγκάστηκαν να πάνε σε ακραία βάθη για να επιβιώσουν, επειδή στα ρηχά στρώματα του ωκεανού δεν μπορούσαν να ανταγωνιστούν νεότερους και πιο επιθετικούς οργανισμούς.
Τα πρώτα βακτήρια εμφανίστηκαν στην Αρχαιοζωική εποχή
Η ανάπτυξη της Γης χωρίζεται σε πέντε χρονικές περιόδους, οι οποίες ονομάζονται εποχές. Οι δύο πρώτες εποχές, η Αρχαιοζωική και η Πρωτοζωική, διήρκεσαν 4 δισεκατομμύρια χρόνια, δηλαδή σχεδόν το 80% της ιστορίας ολόκληρης της γης. Κατά τη διάρκεια του Αρχαιοζωικού σχηματίστηκε η Γη, προέκυψε νερό και οξυγόνο. Πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, εμφανίστηκαν τα πρώτα μικροσκοπικά βακτήρια και φύκια. Στην Πρωτοζωική εποχή, πριν από περίπου 700 χρόνια, εμφανίστηκαν τα πρώτα ζώα στη θάλασσα. Ήταν πρωτόγονα ασπόνδυλα όπως τα σκουλήκια και οι μέδουσες. Παλαιοζωικόςξεκίνησε πριν από 590 εκατομμύρια χρόνια και διήρκεσε 342 εκατομμύρια χρόνια. Τότε η Γη καλύφθηκε με βάλτους. Κατά τη διάρκεια του Παλαιοζωικού εμφανίστηκαν μεγάλα φυτά, ψάρια και αμφίβια. Μεσοζωική εποχήξεκίνησε πριν από 248 εκατομμύρια χρόνια και διήρκεσε 183 εκατομμύρια χρόνια. Εκείνη την εποχή, στη Γη κατοικούσαν τεράστιοι δεινόσαυροι σαύρες. Εμφανίστηκαν επίσης τα πρώτα θηλαστικά και πτηνά. Καινοζωική εποχήξεκίνησε πριν από 65 εκατομμύρια χρόνια και συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Αυτή την εποχή προέκυψαν τα φυτά και τα ζώα που μας περιβάλλουν σήμερα.
Πού ζουν τα βακτήρια
Υπάρχουν πολλά βακτήρια στο έδαφος, στον πυθμένα των λιμνών και των ωκεανών - παντού όπου συσσωρεύεται οργανική ύλη. Ζουν στο κρύο, όταν το θερμόμετρο είναι ελαφρώς πάνω από το μηδέν, και σε θερμές όξινες πηγές με θερμοκρασίες πάνω από 90 ° C. Ορισμένα βακτήρια ανέχονται πολύ υψηλή αλατότητα του περιβάλλοντος. συγκεκριμένα, είναι οι μόνοι οργανισμοί που βρέθηκαν στη Νεκρά Θάλασσα. Στην ατμόσφαιρα, υπάρχουν σε σταγονίδια νερού και η αφθονία τους εκεί συνήθως συσχετίζεται με τη σκόνη του αέρα. Έτσι, στις πόλεις, το νερό της βροχής περιέχει πολύ περισσότερα βακτήρια από ό,τι στις αγροτικές περιοχές. Υπάρχουν λίγα από αυτά στον ψυχρό αέρα των ορεινών περιοχών και των πολικών περιοχών· ωστόσο, βρίσκονται ακόμη και στο κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας σε υψόμετρο 8 km.
Τα βακτήρια συμμετέχουν στην πέψη
Το πεπτικό σύστημα των ζώων είναι πυκνοκατοικημένο με βακτήρια (συνήθως αβλαβή). Για τη ζωή των περισσότερων ειδών, δεν απαιτούνται, αν και μπορούν να συνθέσουν ορισμένες βιταμίνες. Ωστόσο, στα μηρυκαστικά (αγελάδες, αντιλόπες, πρόβατα) και σε πολλούς τερμίτες, συμμετέχουν στην πέψη των φυτικών τροφών. Επιπλέον, το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ζώου που εκτρέφεται σε στείρες συνθήκες δεν αναπτύσσεται κανονικά λόγω της έλλειψης διέγερσης από βακτήρια. Η φυσιολογική βακτηριακή «χλωρίδα» του εντέρου είναι επίσης σημαντική για την καταστολή των επιβλαβών μικροοργανισμών που εισέρχονται εκεί.
Μια κουκκίδα χωράει ένα τέταρτο του εκατομμυρίου βακτηρίων
Τα βακτήρια είναι πολύ μικρότερα από τα κύτταρα των πολυκύτταρων φυτών και ζώων. Το πάχος τους είναι συνήθως 0,5–2,0 μm και το μήκος τους είναι 1,0–8,0 μm. Ορισμένες μορφές μετά βίας μπορούν να φανούν με την ανάλυση τυπικών μικροσκοπίων φωτός (περίπου 0,3 μικρά), αλλά υπάρχουν επίσης είδη μεγαλύτερα από 10 μικρά και πλάτος που υπερβαίνει επίσης αυτά τα όρια, και ένας αριθμός πολύ λεπτών βακτηρίων μπορεί να ξεπεράσει τα 50 μικρά μήκος. Ένα τέταρτο εκατομμυρίου βακτηρίων μεσαίου μεγέθους θα χωρέσουν στην επιφάνεια που αντιστοιχεί στην κουκκίδα που σχεδιάστηκε με ένα μολύβι.
Τα βακτήρια δίνουν μαθήματα αυτοοργάνωσης
Σε αποικίες βακτηρίων που ονομάζονται στρωματόλιθοι, τα βακτήρια αυτοοργανώνονται και σχηματίζουν μια τεράστια ομάδα εργασίας, αν και κανένα από αυτά δεν ηγείται των υπολοίπων. Ένας τέτοιος συσχετισμός είναι πολύ σταθερός και ανακάμπτει γρήγορα σε περίπτωση βλάβης ή αλλαγής του περιβάλλοντος. Επίσης ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι τα βακτήρια στον στρωματόλιθο έχουν διαφορετικούς ρόλους ανάλογα με το πού βρίσκονται στην αποικία και μοιράζονται κοινές γενετικές πληροφορίες. Όλες αυτές οι ιδιότητες μπορούν να είναι χρήσιμες για μελλοντικά δίκτυα επικοινωνίας.
Η ικανότητα των βακτηρίων
Πολλά βακτήρια έχουν χημικούς υποδοχείς που ανιχνεύουν αλλαγές στην οξύτητα του περιβάλλοντος και στη συγκέντρωση σακχάρων, αμινοξέων, οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Πολλά κινητικά βακτήρια ανταποκρίνονται επίσης στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τα φωτοσυνθετικά είδη στις αλλαγές στο φως. Μερικά βακτήρια αντιλαμβάνονται την κατεύθυνση των γραμμών πεδίου μαγνητικό πεδίο, συμπεριλαμβανομένου του μαγνητικού πεδίου της Γης, με τη βοήθεια σωματιδίων μαγνητίτη (μαγνητικό σιδηρομετάλλευμα - Fe3O4) που υπάρχουν στα κύτταρά τους. Στο νερό, τα βακτήρια χρησιμοποιούν αυτή την ικανότητα για να κολυμπήσουν κατά μήκος των γραμμών δύναμης αναζητώντας ένα ευνοϊκό περιβάλλον.
Μνήμη βακτηρίων
Τα εξαρτημένα αντανακλαστικά στα βακτήρια είναι άγνωστα, αλλά έχουν ένα ορισμένο είδος πρωτόγονης μνήμης. Ενώ κολυμπούν, συγκρίνουν την αντιληπτή ένταση του ερεθίσματος με την προηγούμενη τιμή του, δηλ. προσδιορίστε εάν έχει γίνει μεγαλύτερο ή μικρότερο και, με βάση αυτό, διατηρήστε την κατεύθυνση κίνησης ή αλλάξτε την.
Τα βακτήρια διπλασιάζονται σε αριθμό κάθε 20 λεπτά
Εν μέρει λόγω του μικρού μεγέθους των βακτηρίων, η ένταση του μεταβολισμού τους είναι πολύ υψηλή. Κάτω από τις πιο ευνοϊκές συνθήκες, ορισμένα βακτήρια μπορούν να διπλασιάσουν τη συνολική μάζα και την αφθονία τους περίπου κάθε 20 λεπτά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ορισμένα από τα πιο σημαντικά ενζυμικά τους συστήματα λειτουργούν με πολύ υψηλή ταχύτητα. Έτσι, ένα κουνέλι χρειάζεται λίγα λεπτά για να συνθέσει ένα μόριο πρωτεΐνης και τα βακτήρια - δευτερόλεπτα. Ωστόσο, στο φυσικό περιβάλλον, για παράδειγμα, στο έδαφος, τα περισσότερα βακτήρια είναι «σε δίαιτα λιμοκτονίας», οπότε αν τα κύτταρά τους διαιρούνται, τότε όχι κάθε 20 λεπτά, αλλά κάθε λίγες μέρες.
Μέσα σε μια μέρα, 1 βακτήριο θα μπορούσε να σχηματίσει άλλα 13 τρισεκατομμύρια
Ένα βακτήριο του E. coli (Esherichia coli) κατά τη διάρκεια της ημέρας θα μπορούσε να παράγει απογόνους, ο συνολικός όγκος των οποίων θα ήταν αρκετός για την κατασκευή μιας πυραμίδας με έκταση 2 τ.χλμ. και ύψος 1 χλμ. Υπό ευνοϊκές συνθήκες, σε 48 ώρες, ένα vibrio χολέρας (Vibrio cholerae) θα έδινε απογόνους βάρους 22 * 1024 τόνων, δηλαδή 4 χιλιάδες φορές περισσότερο από τη μάζα την υδρόγειο. Ευτυχώς, μόνο ένας μικρός αριθμός βακτηρίων επιβιώνει.
Πόσα βακτήρια υπάρχουν στο έδαφος
ΣΕ πάνω στρώμαΤο έδαφος περιέχει από 100.000 έως 1 δισεκατομμύριο βακτήρια ανά 1 g, δηλ. περίπου 2 τόνοι ανά εκτάριο. Συνήθως, όλα τα οργανικά υπολείμματα, μόλις μπουν στο έδαφος, οξειδώνονται γρήγορα από βακτήρια και μύκητες.
Τα βακτήρια τρώνε φυτοφάρμακα
Ένα γενετικά τροποποιημένο κοινό E. coli είναι ικανό να τρώει οργανοφωσφορικές ενώσεις - δηλητηριώδεις ουσίες που είναι τοξικές όχι μόνο για τα έντομα, αλλά και για τον άνθρωπο. Η κατηγορία των οργανοφωσφορικών ενώσεων περιλαμβάνει ορισμένους τύπους χημικών όπλων, όπως το αέριο σαρίν, το οποίο έχει παραλυτική δράση των νεύρων.
Ένα ειδικό ένζυμο, ένα είδος υδρολάσης, που αρχικά βρέθηκε σε ορισμένα «άγρια» βακτήρια του εδάφους, βοηθά το τροποποιημένο E. coli να αντιμετωπίσει τον οργανοφωσφόρο. Αφού δοκίμασαν πολλές γενετικά συγγενείς ποικιλίες βακτηρίων, οι επιστήμονες επέλεξαν ένα στέλεχος που ήταν 25 φορές πιο αποτελεσματικό στο να σκοτώνει το φυτοφάρμακο μεθυλ παραθείο από τα αρχικά βακτήρια του εδάφους. Για να μην «ξεφύγουν» οι τοξινοφάγοι, στερεώθηκαν σε μια μήτρα κυτταρίνης - δεν είναι γνωστό πώς θα συμπεριφερθεί το διαγονιδιακό E. coli μόλις απελευθερωθεί.
Τα βακτήρια θα φάνε ευχαρίστως το πλαστικό με τη ζάχαρη
Το πολυαιθυλένιο, το πολυστυρένιο και το πολυπροπυλένιο, που αποτελούν το ένα πέμπτο των αστικών απορριμμάτων, έχουν γίνει ελκυστικά για τα βακτήρια του εδάφους. Κατά την ανάμειξη των μονάδων στυρολίου του πολυστυρολίου με μια μικρή ποσότητα άλλης ουσίας, σχηματίζονται «άγκιστρα», για τα οποία μπορούν να πιάσουν σωματίδια σακχαρόζης ή γλυκόζης. Τα σάκχαρα «κρέμονται» σε αλυσίδες στυρολίου σαν μενταγιόν, αποτελώντας μόνο το 3% του συνολικού βάρους του πολυμερούς που προκύπτει. Όμως τα βακτήρια Pseudomonas και Bacillus παρατηρούν την παρουσία σακχάρων και, τρώγοντας τα, καταστρέφουν τις πολυμερείς αλυσίδες. Ως αποτέλεσμα, μέσα σε λίγες μέρες, τα πλαστικά αρχίζουν να αποσυντίθενται. Τα τελικά προϊόντα της επεξεργασίας είναι το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό, αλλά οργανικά οξέα και αλδεΰδες εμφανίζονται στο δρόμο προς αυτά.
Ηλεκτρικό οξύ από βακτήρια
Στην κοιλιά - ένα τμήμα του πεπτικού σωλήνα των μηρυκαστικών - βρέθηκε το νέο είδοςβακτήρια που παράγουν ηλεκτρικό οξύ. Τα μικρόβια ζουν και πολλαπλασιάζονται τέλεια χωρίς οξυγόνο, σε μια ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα. Εκτός από το ηλεκτρικό οξύ, παράγουν οξικό και μυρμηκικό. Ο κύριος διατροφικός πόρος για αυτούς είναι η γλυκόζη. Από 20 γραμμάρια γλυκόζης, τα βακτήρια δημιουργούν σχεδόν 14 γραμμάρια ηλεκτρικού οξέος.
Κρέμα βακτηρίων βαθιάς θάλασσας
Τα βακτήρια που συλλέγονται σε μια υδροθερμική σχισμή βάθους δύο χιλιομέτρων στον Ειρηνικό Κόλπο της Καλιφόρνια θα βοηθήσουν στη δημιουργία μιας λοσιόν για αποτελεσματική προστασίαδέρμα από τις βλαβερές ακτίνες του ήλιου. Μεταξύ των μικροβίων που ζουν εδώ σε υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, υπάρχει ο Thermus thermophilus. Οι αποικίες τους ευδοκιμούν στους 75 βαθμούς Κελσίου. Οι επιστήμονες πρόκειται να χρησιμοποιήσουν τη διαδικασία ζύμωσης αυτών των βακτηρίων. Το αποτέλεσμα είναι ένα «κοκτέιλ πρωτεϊνών» που περιλαμβάνει ένζυμα που είναι ιδιαίτερα ζήλο στην καταστροφή των εξαιρετικά αντιδραστικών χημικών ουσιών που παράγονται από τις ακτίνες UV και εμπλέκονται σε αντιδράσεις υποβάθμισης του δέρματος. Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, τα νέα συστατικά μπορούν να καταστρέψουν το υπεροξείδιο του υδρογόνου τρεις φορές γρηγορότερα στους 40 βαθμούς Κελσίου παρά στους 25.
Οι άνθρωποι είναι υβρίδια του Homo sapiens και των βακτηρίων
Ο άνθρωπος είναι μια συλλογή, στην πραγματικότητα, ανθρώπινων κυττάρων, καθώς και μορφών ζωής βακτηρίων, μυκήτων και ιών, λένε οι Βρετανοί, και το ανθρώπινο γονιδίωμα δεν επικρατεί καθόλου σε αυτό το συγκρότημα. Παρεμπιπτόντως, στο ανθρώπινο σώμα υπάρχουν πολλά τρισεκατομμύρια κύτταρα και περισσότερα από 100 τρισεκατομμύρια βακτήρια, πεντακόσια είδη. Τα βακτήρια, όχι τα ανθρώπινα κύτταρα, οδηγούν όσον αφορά την ποσότητα του DNA στο σώμα μας. Αυτή η βιολογική συμβίωση είναι ευεργετική και για τα δύο μέρη.
Τα βακτήρια συσσωρεύουν ουράνιο
Ένα στέλεχος του βακτηρίου Pseudomonas είναι σε θέση να δεσμεύσει αποτελεσματικά το ουράνιο και άλλα βαρέα μέταλλα από το περιβάλλον. Οι ερευνητές έχουν απομονώσει αυτό το είδος βακτηρίων από τα λύματα ενός από τα μεταλλουργικά εργοστάσια της Τεχεράνης. Η επιτυχία των εργασιών καθαρισμού εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την οξύτητα του περιβάλλοντος και την περιεκτικότητα σε βαρέα μέταλλα. Τα καλύτερα αποτελέσματα ήταν στους 30 βαθμούς Κελσίου σε ελαφρώς όξινο περιβάλλον με συγκέντρωση ουρανίου 0,2 γραμμάρια ανά λίτρο. Οι κόκκοι του συσσωρεύονται στα τοιχώματα των βακτηρίων, φτάνοντας τα 174 mg ανά γραμμάριο ξηρού βάρους βακτηρίων. Επιπλέον, το βακτήριο δεσμεύει χαλκό, μόλυβδο και κάδμιο και άλλα βαρέα μέταλλα από το περιβάλλον. Η ανακάλυψη μπορεί να χρησιμεύσει ως βάση για την ανάπτυξη νέων μεθόδων επεξεργασίας λυμάτων από βαρέα μέταλλα.
Δύο είδη βακτηρίων άγνωστα στην επιστήμη βρέθηκαν στην Ανταρκτική
Οι νέοι μικροοργανισμοί Sejongia jeonnii και Sejongia antarctica είναι αρνητικά κατά gram βακτήρια που περιέχουν μια κίτρινη χρωστική ουσία.
Τόσα πολλά βακτήρια στο δέρμα!
Στο δέρμα των τρωκτικών αρουραίων, υπάρχουν έως και 516.000 βακτήρια ανά τετραγωνική ίντσα· σε ξηρές περιοχές του δέρματος του ίδιου ζώου, για παράδειγμα, στα μπροστινά πόδια, υπάρχουν μόνο 13.000 βακτήρια ανά τετραγωνική ίντσα.
Βακτήρια κατά της ιονίζουσας ακτινοβολίας
Ο μικροοργανισμός Deinococcus radiodurans είναι ικανός να αντέξει 1,5 εκατομμύρια rad. ιονίζουσα ακτινοβολία που υπερβαίνει το θανατηφόρο επίπεδο για άλλες μορφές ζωής κατά περισσότερες από 1000 φορές. Ενώ το DNA άλλων οργανισμών θα καταστραφεί και θα καταστραφεί, το γονιδίωμα αυτού του μικροοργανισμού δεν θα καταστραφεί. Το μυστικό μιας τέτοιας σταθερότητας βρίσκεται στο συγκεκριμένο σχήμα του γονιδιώματος, το οποίο μοιάζει με κύκλο. Αυτό είναι το γεγονός που συμβάλλει σε μια τέτοια αντίσταση στην ακτινοβολία.
Μικροοργανισμοί κατά των τερμιτών
Ο παράγοντας ελέγχου τερμιτών "Formosan" (ΗΠΑ) χρησιμοποιεί φυσικούς εχθρούςτερμίτες - διάφορα είδη βακτηρίων και μυκήτων που τους μολύνουν και τους σκοτώνουν. Αφού μολυνθεί ένα έντομο, μύκητες και βακτήρια εγκαθίστανται στο σώμα του, σχηματίζοντας αποικίες. Όταν ένα έντομο πεθαίνει, τα υπολείμματά του γίνονται πηγή σπορίων που μολύνουν άλλα έντομα. Επιλέχθηκαν μικροοργανισμοί που αναπαράγονται σχετικά αργά - το μολυσμένο έντομο θα πρέπει να έχει χρόνο να επιστρέψει στη φωλιά, όπου η μόλυνση θα μεταδοθεί σε όλα τα μέλη της αποικίας.
Οι μικροοργανισμοί ζουν στον πόλο
Μικροβιακές αποικίες βρέθηκαν σε πέτρες στα βόρεια και νότιους πόλους. Αυτά τα μέρη δεν είναι πολύ κατάλληλα για ζωή - ο συνδυασμός εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών, ισχυρών ανέμων και σκληρής υπεριώδους ακτινοβολίας φαίνεται φοβερός. Αλλά το 95 τοις εκατό των βραχωδών πεδιάδων που μελετήθηκαν από επιστήμονες κατοικούνται από μικροοργανισμούς!
Αυτοί οι μικροοργανισμοί έχουν αρκετό φως που εισέρχεται κάτω από τις πέτρες μέσω των κενών μεταξύ τους, αντανακλώντας από τις επιφάνειες των γειτονικών λίθων. Λόγω των αλλαγών της θερμοκρασίας (οι πέτρες θερμαίνονται από τον ήλιο και κρυώνουν όταν δεν είναι), συμβαίνουν μετατοπίσεις σε πέτρες, μερικές πέτρες βρίσκονται σε απόλυτο σκοτάδι, ενώ άλλες, αντίθετα, πέφτουν στο φως. Μετά από τέτοιες μετατοπίσεις, οι μικροοργανισμοί «μεταναστεύουν» από τις σκοτεινές πέτρες στις φωτισμένες.
Τα βακτήρια ζουν σε σωρούς σκωρίας
Οι πιο αλκαλικοί ζωντανοί οργανισμοί στον πλανήτη ζουν σε μολυσμένα νερά στις Ηνωμένες Πολιτείες. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μικροβιακές κοινότητες που ευδοκιμούν σε σωρούς σκωρίας στην περιοχή της λίμνης Calume στο νοτιοδυτικό Σικάγο, όπου το pH του νερού είναι 12,8. Η ζωή σε ένα τέτοιο περιβάλλον είναι συγκρίσιμη με τη ζωή σε καυστική σόδα ή υγρό πλυσίματος δαπέδου. Σε τέτοιες χωματερές, ο αέρας και το νερό αντιδρούν με σκωρίες, στις οποίες σχηματίζεται υδροξείδιο του ασβεστίου (καυστική σόδα), το οποίο αυξάνει το pH. Τα βακτήρια ανακαλύφθηκαν κατά τη διάρκεια της μελέτης των μολυσμένων υπόγεια νεράσυσσώρευσε πάνω από έναν αιώνα αποθήκευσης βιομηχανικών χωματερών σιδήρου που προέρχονταν από την Ιντιάνα και το Ιλινόις.
Η γενετική ανάλυση έδειξε ότι ορισμένα από αυτά τα βακτήρια είναι στενοί συγγενείς των ειδών Clostridium και Bacillus. Αυτά τα είδη έχουν βρεθεί προηγουμένως στα όξινα νερά της λίμνης Mono στην Καλιφόρνια, σε στύλους τάφρου στη Γροιλανδία και στα μολυσμένα με τσιμέντο νερά ενός βαθιού ορυχείου χρυσού στην Αφρική. Μερικοί από αυτούς τους οργανισμούς χρησιμοποιούν υδρογόνο που απελευθερώνεται κατά τη διάβρωση μεταλλικών σκωριών σιδήρου. Το πώς ακριβώς μπήκαν τα ασυνήθιστα βακτήρια στους σωρούς σκωρίας παραμένει ένα μυστήριο. Είναι πιθανό τα τοπικά βακτήρια να έχουν προσαρμοστεί σε αυτά ακραίο περιβάλλονκατοίκηση τον περασμένο αιώνα.
Τα μικρόβια καθορίζουν τη ρύπανση του νερού
Τα τροποποιημένα βακτήρια E. coli αναπτύσσονται σε περιβάλλον με ρύπους και η ποσότητα τους προσδιορίζεται σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Τα βακτήρια έχουν ένα ενσωματωμένο γονίδιο που επιτρέπει στα κύτταρα να λάμπουν στο σκοτάδι. Από τη φωτεινότητα της λάμψης, μπορείτε να κρίνετε τον αριθμό τους. Τα βακτήρια καταψύχονται σε πολυβινυλική αλκοόλη, τότε μπορούν να αντέξουν τις χαμηλές θερμοκρασίες χωρίς σοβαρές ζημιές. Στη συνέχεια αποψύχονται, αναπτύσσονται σε εναιώρημα και χρησιμοποιούνται στην έρευνα. Σε ένα μολυσμένο περιβάλλον, τα κύτταρα μεγαλώνουν χειρότερα και πεθαίνουν πιο συχνά. Ο αριθμός των νεκρών κυττάρων εξαρτάται από τον χρόνο και τον βαθμό μόλυνσης. Αυτά τα στοιχεία διαφέρουν για βαριά μέταλλακαι οργανικές ουσίες. Για οποιαδήποτε ουσία, το ποσοστό θανάτου και η εξάρτηση του αριθμού των νεκρών βακτηρίων από τη δόση είναι διαφορετικά.
Οι ιοί έχουν
... μια πολύπλοκη δομή οργανικών μορίων, αυτό που είναι ακόμα πιο σημαντικό - η παρουσία του δικού της, ιικού γενετικού κώδικα και η ικανότητα αναπαραγωγής.
Προέλευση ιών
Είναι γενικά αποδεκτό ότι οι ιοί προήλθαν ως αποτέλεσμα της απομόνωσης (αυτονομοποίησης) μεμονωμένων γενετικών στοιχείων του κυττάρου, τα οποία, επιπλέον, έλαβαν την ικανότητα να μεταδίδονται από οργανισμό σε οργανισμό. Το μέγεθος των ιών κυμαίνεται από 20 έως 300 nm (1 nm = 10–9 m). Σχεδόν όλοι οι ιοί είναι μικρότεροι σε μέγεθος από τα βακτήρια. Ωστόσο, οι μεγαλύτεροι ιοί, όπως ο ιός της δαμαλίτιδας, έχουν το ίδιο μέγεθος με τα μικρότερα βακτήρια (χλαμύδια και ρικέτσια.
Ιοί - μια μορφή μετάβασης από την απλή χημεία στη ζωή στη Γη
Υπάρχει μια εκδοχή ότι οι ιοί εμφανίστηκαν μια φορά πριν από πολύ καιρό - χάρη στα ενδοκυτταρικά συμπλέγματα που απέκτησαν ελευθερία. Μέσα σε ένα φυσιολογικό κύτταρο, υπάρχει μια κίνηση πολλών διαφορετικών γενετικών δομών (αγγελιοφόρος RNA, κ.λπ., κ.λπ.), που μπορεί να είναι οι πρόγονοι των ιών. Αλλά ίσως ήταν ακριβώς το αντίθετο - και οι ιοί - παλαιότερη μορφήζωή, ή μάλλον το μεταβατικό στάδιο από την «απλή χημεία» στη ζωή στη Γη.
Ακόμη και η προέλευση των ίδιων των ευκαρυωτών (και, επομένως, όλων των μονοκύτταρων και πολυκύτταρων οργανισμών, συμπεριλαμβανομένου εσάς και εμένα), ορισμένοι επιστήμονες συσχετίζουν με ιούς. Είναι πιθανό να εμφανιστήκαμε ως αποτέλεσμα της «συνεργασίας» ιών και βακτηρίων. Το πρώτο παρείχε γενετικό υλικό και το δεύτερο - ριβοσώματα - πρωτεϊνικά ενδοκυτταρικά εργοστάσια.
Οι ιοί δεν μπορούν
... αναπαράγονται μόνα τους - γι' αυτούς γίνεται από τους εσωτερικούς μηχανισμούς του κυττάρου που μολύνει ο ιός. Ο ίδιος ο ιός δεν μπορεί να λειτουργήσει ούτε με τα γονίδιά του - δεν είναι σε θέση να συνθέσει πρωτεΐνες, αν και έχει πρωτεϊνικό κέλυφος. Απλώς κλέβει έτοιμες πρωτεΐνες από τα κύτταρα. Ορισμένοι ιοί περιέχουν ακόμη και υδατάνθρακες και λίπη - αλλά και πάλι κλεμμένους. Έξω από το κύτταρο-θύμα, ο ιός είναι απλώς μια τεράστια συσσώρευση πολύ σύνθετων μορίων, αλλά δεν έχετε μεταβολισμό ή άλλες ενεργές ενέργειες.
Παραδόξως, τα πιο απλά πλάσματα στον πλανήτη (συμβατικά θα αποκαλούμε τους ιούς πλάσματα) είναι ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της επιστήμης.
Ο μεγαλύτερος ιός Mimi, ή Mimivirus
... (που προκαλεί ξέσπασμα γρίπης) είναι 3 φορές περισσότερο από άλλους ιούς, 40 φορές περισσότερο από άλλους. Φέρει 1260 γονίδια (1,2 εκατομμύρια βάσεις «γράμματος», δηλαδή περισσότερες από άλλα βακτήρια), ενώ οι γνωστοί ιοί έχουν μόνο τρία έως εκατό γονίδια. Ταυτόχρονα, ο γενετικός κώδικας ενός ιού αποτελείται από DNA και RNA, ενώ όλοι οι γνωστοί ιοί χρησιμοποιούν μόνο ένα από αυτά τα «δισκία της ζωής», αλλά ποτέ και τα δύο μαζί. 50 Τα γονίδια Mimi είναι υπεύθυνα για πράγματα που δεν έχουν ξαναδει στους ιούς. Συγκεκριμένα, η Mimi είναι σε θέση να συνθέσει ανεξάρτητα 150 τύπους πρωτεϊνών και ακόμη και να επισκευάσει το δικό της κατεστραμμένο DNA, κάτι που είναι γενικά ανοησία για τους ιούς.
Οι αλλαγές στον γενετικό κώδικα των ιών μπορεί να τους καταστήσουν θανατηφόρους
Αμερικανοί επιστήμονες πειραματίστηκαν με τον σύγχρονο ιό της γρίπης -μια δυσάρεστη και σοβαρή, αλλά όχι πολύ θανατηφόρα ασθένεια- διασταυρώνοντάς τον με τον ιό της διαβόητης «ισπανικής γρίπης» του 1918. Ο τροποποιημένος ιός σκότωσε ποντίκια επί τόπου με συμπτώματα χαρακτηριστικά της «ισπανικής γρίπης» (οξεία πνευμονία και εσωτερική αιμορραγία). Ταυτόχρονα, οι διαφορές του από τον σύγχρονο ιό σε γενετικό επίπεδο αποδείχθηκαν ελάχιστες.
Από την επιδημία της «ισπανικής γρίπης» το 1918 πέθανε περισσότεροι άνθρωποιαπό ό,τι κατά τη διάρκεια των πιο τρομερών μεσαιωνικών επιδημιών πανώλης και χολέρας, και ακόμη περισσότερο από τις απώλειες στην πρώτη γραμμή στην πρώτη Παγκόσμιος πόλεμος. Οι επιστήμονες προτείνουν ότι ο ιός της ισπανικής γρίπης θα μπορούσε να έχει προκύψει από τον λεγόμενο ιό της «γρίπης των πτηνών», σε συνδυασμό με έναν κοινό ιό, για παράδειγμα, στο σώμα των χοίρων. Εάν η γρίπη των πτηνών διασταυρωθεί επιτυχώς με τον άνθρωπο και έχει την ευκαιρία να περάσει από άτομο σε άτομο, τότε θα πάθουμε μια ασθένεια που μπορεί να προκαλέσει παγκόσμια πανδημία και να σκοτώσει αρκετά εκατομμύρια ανθρώπους.
Το πιο δυνατό δηλητήριο
... θεωρείται πλέον η τοξίνη του βάκιλλου D. 20 mg από αυτό είναι αρκετά για να δηλητηριάσει ολόκληρο τον πληθυσμό της Γης.
Οι ιοί μπορούν να κολυμπήσουν
Οκτώ τύποι ιών φάγων ζουν στα νερά της Λάντογκα, που διαφέρουν ως προς το σχήμα, το μέγεθος και το μήκος των ποδιών. Ο αριθμός τους είναι πολύ μεγαλύτερος από τον τυπικό για το γλυκό νερό: από δύο έως δώδεκα δισεκατομμύρια σωματίδια ανά λίτρο δείγματος. Σε ορισμένα δείγματα υπήρχαν μόνο τρεις τύποι φάγων, η υψηλότερη περιεκτικότητα και ποικιλομορφία τους ήταν στο κεντρικό τμήμα της δεξαμενής, και οι οκτώ τύποι. Συνήθως συμβαίνει το αντίθετο, υπάρχουν περισσότεροι μικροοργανισμοί στις παράκτιες περιοχές των λιμνών.
Σιωπή των ιών
Πολλοί ιοί, όπως ο έρπης, έχουν δύο φάσεις στην ανάπτυξή τους. Η πρώτη εμφανίζεται αμέσως μετά τη μόλυνση του νέου ξενιστή και δεν διαρκεί πολύ. Τότε ο ιός, όπως λέγαμε, «σιωπά» και αθόρυβα συσσωρεύεται στο σώμα. Το δεύτερο μπορεί να ξεκινήσει σε λίγες μέρες, εβδομάδες ή χρόνια, όταν ο «σιωπηλός» ιός για την ώρα αρχίσει να πολλαπλασιάζεται σαν χιονοστιβάδα και να προκαλέσει ασθένεια. Η παρουσία μιας «λανθάνουσας» φάσης προστατεύει τον ιό από την εξαφάνιση όταν ο πληθυσμός ξενιστής αποκτήσει γρήγορα ανοσία σε αυτόν. Όσο πιο απρόβλεπτο είναι το εξωτερικό περιβάλλον από την άποψη του ιού, τόσο πιο σημαντικό είναι να έχει μια περίοδο «σιωπής».
Οι ιοί παίζουν σημαντικός ρόλος
Στη ζωή οποιασδήποτε δεξαμενής, οι ιοί παίζουν σημαντικό ρόλο. Ο αριθμός τους φτάνει τα πολλά δισεκατομμύρια σωματίδια ανά λίτρο. θαλασσινό νερόσε πολικά, εύκρατα και τροπικά γεωγραφικά πλάτη. Στις λίμνες γλυκού νερού, η περιεκτικότητα σε ιούς είναι συνήθως λιγότερο από 100 φορές. Γιατί υπάρχουν τόσοι πολλοί ιοί στη Λάντογκα και είναι τόσο ασυνήθιστα κατανεμημένοι, μένει να το δούμε. Αλλά οι ερευνητές δεν έχουν καμία αμφιβολία ότι οι μικροοργανισμοί έχουν σημαντικό αντίκτυπο οικολογική κατάστασηφυσικό νερό.
Μια θετική αντίδραση σε μια πηγή μηχανικών δονήσεων βρέθηκε σε μια συνηθισμένη αμοιβάδα
Η Amoeba proteus είναι μια αμοιβάδα του γλυκού νερού μήκους περίπου 0,25 mm, ένα από τα πιο κοινά είδη της ομάδας. Χρησιμοποιείται συχνά σε σχολικά πειράματα και για εργαστηριακή έρευνα. Η κοινή αμοιβάδα βρίσκεται στη λάσπη στον πυθμένα των λιμνών με μολυσμένο νερό. Μοιάζει με ένα μικρό, άχρωμο ζελατινώδες κομμάτι, μόλις ορατό με γυμνό μάτι.
Στην κοινή αμοιβάδα (Amoeba proteus) βρέθηκε η λεγόμενη vibrotaxis με τη μορφή θετικής αντίδρασης σε πηγή μηχανικών δονήσεων με συχνότητα 50 Hz. Αυτό γίνεται σαφές αν αναλογιστούμε ότι σε ορισμένα είδη βλεφαρίδων που χρησιμεύουν ως τροφή για την αμοιβάδα, η συχνότητα του χτυπήματος των βλεφαρίδων κυμαίνεται μεταξύ 40 και 60 Hz. Η αμοιβάδα παρουσιάζει επίσης αρνητική φωτοταξία. Αυτό το φαινόμενο συνίσταται στο γεγονός ότι το ζώο προσπαθεί να μετακινηθεί από τη φωτισμένη περιοχή στη σκιά. Η θερμοταξία στην αμοιβάδα είναι επίσης αρνητική: μετακινείται από ένα θερμότερο σε ένα λιγότερο θερμαινόμενο μέρος του υδάτινου σώματος. Είναι ενδιαφέρον να παρατηρήσουμε τη γαλβανοταξία της αμοιβάδας. Εάν ένα ασθενές ηλεκτρικό ρεύμα περάσει μέσα από το νερό, η αμοιβάδα απελευθερώνει ψευδόποδα μόνο από την πλευρά που βλέπει στον αρνητικό πόλο - την κάθοδο.
Η μεγαλύτερη αμοιβάδα
Μία από τις μεγαλύτερες αμοιβάδες είναι το είδος του γλυκού νερού Pelomyxa (Chaos) carolinensis, μήκους 2–5 mm.
Η αμοιβάδα κινείται
Το κυτταρόπλασμα του κυττάρου βρίσκεται σε συνεχή κίνηση. Εάν το ρεύμα του κυτταροπλάσματος ορμήσει σε ένα σημείο στην επιφάνεια της αμοιβάδας, εμφανίζεται μια προεξοχή στο σώμα της σε αυτό το σημείο. Αυξάνεται, γίνεται απόφυση του σώματος - ένα ψευδόποδο, ο κυτταρολασμός ρέει σε αυτό και η αμοιβάδα κινείται με αυτόν τον τρόπο.
Μαία για αμοιβάδα
Η αμοιβάδα είναι ένας πολύ απλός οργανισμός, που αποτελείται από ένα μόνο κύτταρο που αναπαράγεται με απλή διαίρεση. Πρώτα, το κύτταρο της αμοιβάδας διπλασιάζει το γενετικό του υλικό, δημιουργώντας έναν δεύτερο πυρήνα, και στη συνέχεια αλλάζει σχήμα, σχηματίζοντας μια συστολή στη μέση, η οποία σταδιακά το χωρίζει σε δύο θυγατρικά κύτταρα. Ανάμεσά τους υπάρχει μια λεπτή δέσμη, την οποία τραβούν προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Τελικά ο σύνδεσμος σπάει και αρχίζουν τα θυγατρικά κύτταρα ανεξάρτητη ζωή.
Αλλά σε ορισμένα είδη αμοιβάδας, η διαδικασία αναπαραγωγής δεν είναι καθόλου τόσο απλή. Τα θυγατρικά τους κύτταρα δεν μπορούν να σπάσουν τον σύνδεσμο από μόνα τους και μερικές φορές συγχωνεύονται ξανά σε ένα κύτταρο με δύο πυρήνες. Οι διχαστικές αμοιβάδες φωνάζουν για βοήθεια, τονίζοντας ένα συγκεκριμένο Χημική ουσία, στο οποίο αντιδρά η «αμοιβάδα-μαία». Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι, πιθανότατα, πρόκειται για ένα σύμπλεγμα ουσιών, συμπεριλαμβανομένων θραυσμάτων πρωτεϊνών, λιπιδίων και σακχάρων. Προφανώς, όταν ένα κύτταρο αμοιβάδας διαιρείται, η μεμβράνη του πιέζεται, γεγονός που προκαλεί την απελευθέρωση ενός χημικού σήματος στο εξωτερικό περιβάλλον. Στη συνέχεια, η διαχωριστική αμοιβάδα βοηθείται από μια άλλη, η οποία έρχεται ως απόκριση σε ένα ειδικό χημικό σήμα. Εισάγεται μεταξύ των διαιρούμενων κυττάρων και ασκεί πίεση στον σύνδεσμο μέχρι να σπάσει.
ζωντανά απολιθώματα
Οι αρχαιότεροι από αυτούς είναι οι ραδιολάρυνες, μονοκύτταροι οργανισμοί καλυμμένοι με κελύφη με ανάμειξη πυριτίου, τα υπολείμματα των οποίων βρέθηκαν σε προκάμβρια κοιτάσματα, των οποίων η ηλικία είναι από ένα έως δύο δισεκατομμύρια χρόνια.
Το πιο ανθεκτικό
Το όψιμο, ένα ζώο μήκους λιγότερο από μισό χιλιοστό, θεωρείται η πιο ανθεκτική μορφή ζωής στη Γη. Αυτό το ζώο μπορεί να αντέξει θερμοκρασίες από 270 βαθμούς Κελσίου έως 151 βαθμούς, έκθεση σε ακτίνες Χ, συνθήκες κενού και πιέσεις έξι φορές μεγαλύτερη από την πίεση στον πυθμένα του βαθύτερου ωκεανού. Τα Tardigrades μπορούν να ζήσουν σε υδρορροές και σε ρωγμές στην τοιχοποιία. Μερικά από αυτά τα μικρά πλάσματα ήρθαν στη ζωή μετά από έναν αιώνα χειμερίας νάρκη στα ξερά βρύα των συλλογών μουσείων.
Η Ακανθάρια (Acantharia), οι απλούστεροι οργανισμοί που σχετίζονται με τα ραδιολάρια, φτάνουν σε μήκος τα 0,3 mm. Ο σκελετός τους αποτελείται από θειικό στρόντιο.
Η συνολική μάζα του φυτοπλαγκτόν είναι μόνο 1,5 δισεκατομμύρια τόνοι, ενώ η μάζα του ζωοπλαγκτόν είναι 20 δισεκατομμύρια τόνοι.
Η ταχύτητα κίνησης των βλεφαρίδων-παπουτσιών (Paramecium caudatum) είναι 2 mm ανά δευτερόλεπτο. Αυτό σημαίνει ότι το παπούτσι κολυμπά σε ένα δευτερόλεπτο μια απόσταση 10-15 φορές μεγαλύτερη από το μήκος του σώματός του. Υπάρχουν 12 χιλιάδες βλεφαρίδες στην επιφάνεια των βλεφαρίδων-παπουτσιών.
Το Euglena green (Euglena viridis) μπορεί να σερβίρει καλός δείκτηςβαθμό βιολογικής επεξεργασίας νερού. Με τη μείωση της βακτηριακής ρύπανσης, ο αριθμός της αυξάνεται απότομα.
Ποιες ήταν οι πρώτες μορφές ζωής στη γη;
Τα πλάσματα που δεν είναι ούτε φυτά ούτε ζώα ονομάζονται ρανομορφικά. Εγκαταστάθηκαν για πρώτη φορά στον πυθμένα του ωκεανού πριν από περίπου 575 εκατομμύρια χρόνια, μετά τον τελευταίο παγκόσμιο παγετώνα (αυτή τη φορά ονομάζεται περίοδος Ediacaran), και ήταν από τα πρώτα πλάσματα με μαλακό σώμα. Αυτή η ομάδα υπήρχε μέχρι πριν από 542 εκατομμύρια χρόνια, όταν τα σύγχρονα ζώα που αναπαράγονταν γρήγορα εκτόπισαν τα περισσότερα από αυτά τα είδη.
Οι οργανισμοί συλλέχθηκαν σε σχήματα φράκταλ διακλαδιζόμενων μερών. Δεν μπορούσαν να κινηθούν και δεν είχαν αναπαραγωγικά όργανα, αλλά πολλαπλασιάζονταν, δημιουργώντας προφανώς νέες παραφυάδες. Κάθε στοιχείο διακλάδωσης αποτελούνταν από πολλούς σωλήνες που συγκρατούνταν μεταξύ τους από έναν ημιάκαμπτο οργανικό σκελετό. Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει rangeomorphs που συλλέγονται σε πολλά διαφορετικές μορφές, το οποίο, πιστεύει, συγκέντρωνε τρόφιμα σε διαφορετικά στρώματα της στήλης του νερού. Το μοτίβο φράκταλ φαίνεται να είναι αρκετά περίπλοκο, αλλά η ομοιότητα των οργανισμών μεταξύ τους έκανε ένα απλό γονιδίωμα αρκετό για να δημιουργήσει νέους ελεύθερα επιπλέοντες κλάδους και να συνδέσει κλάδους σε πιο σύνθετες δομές, σύμφωνα με τον ερευνητή.
Ο fractal οργανισμός που βρέθηκε στη Newfoundland είχε πλάτος 1,5 εκατοστά και μήκος 2,5 εκατοστά.
Τέτοιοι οργανισμοί αντιπροσώπευαν έως και το 80% του συνόλου που ζούσαν στο Ediacaran όταν δεν υπήρχαν κινητά ζώα. Ωστόσο, με την εμφάνιση περισσότερων κινητών οργανισμών, άρχισε η παρακμή τους, με αποτέλεσμα να αντικατασταθούν πλήρως.
Βαθιά κάτω από τον πυθμένα του ωκεανού υπάρχει αθάνατη ζωή
Κάτω από την επιφάνεια του πυθμένα των θαλασσών και των ωκεανών υπάρχει μια ολόκληρη βιόσφαιρα. Αποδεικνύεται ότι σε βάθη 400-800 μέτρων κάτω από τον πυθμένα, στο πάχος αρχαίων ιζημάτων και βράχων, ζουν μυριάδες βακτήρια. Η ηλικία ορισμένων συγκεκριμένων δειγμάτων υπολογίζεται στα 16 εκατομμύρια χρόνια. Είναι πρακτικά αθάνατοι, λένε οι επιστήμονες.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι σε τέτοιες συνθήκες, στα βάθη των βράχων του πυθμένα, η ζωή ξεκίνησε πριν από περισσότερα από 3,8 δισεκατομμύρια χρόνια και μόνο αργότερα, όταν το περιβάλλον στην επιφάνεια έγινε κατοικήσιμο, κυρίευσε τον ωκεανό και τη γη. Ίχνη ζωής (απολιθώματα) σε βράχους βυθού που έχουν ληφθεί από πολύ μεγάλο βάθος κάτω από την επιφάνεια του πυθμένα έχουν βρεθεί από τους επιστήμονες εδώ και πολύ καιρό. Συγκεντρώθηκε μάζα δειγμάτων στα οποία βρήκαν ζωντανούς μικροοργανισμούς. Συμπεριλαμβανομένου - σε βράχους που υψώνονται από βάθη άνω των 800 μέτρων κάτω από τον πυθμένα του ωκεανού. Μερικά δείγματα ιζημάτων ήταν πολλών εκατομμυρίων ετών, πράγμα που σήμαινε ότι, για παράδειγμα, ένα βακτήριο παγιδευμένο σε ένα τέτοιο δείγμα είχε την ίδια ηλικία. Περίπου το ένα τρίτο των βακτηρίων που έχουν βρει οι επιστήμονες σε βράχους με βαθύ βυθό είναι ζωντανά. Στην απουσία ηλιακό φωςη πηγή ενέργειας για αυτά τα πλάσματα είναι διάφορες γεωχημικές διεργασίες.
Η βακτηριακή βιόσφαιρα που βρίσκεται κάτω από τον βυθό της θάλασσας είναι πολύ μεγάλη και υπερτερεί αριθμητικά όλων των βακτηρίων που ζουν στην ξηρά. Επομένως, έχει αισθητή επίδραση στις γεωλογικές διεργασίες, στην ισορροπία του διοξειδίου του άνθρακα κ.λπ. Ίσως, οι ερευνητές προτείνουν, χωρίς τέτοια υπόγεια βακτήρια, δεν θα είχαμε πετρέλαιο και φυσικό αέριο.
