Einige Organismen haben im Vergleich zu anderen eine Reihe unbestreitbarer Vorteile, zum Beispiel die Fähigkeit, extrem hohen oder niedrigen Temperaturen standzuhalten. Es gibt viele solcher robusten Lebewesen auf der Welt. Im folgenden Artikel lernen Sie die erstaunlichsten von ihnen kennen. Ohne Übertreibung können sie auch unter extremen Bedingungen überleben.
1. Himalaya-Springspinnen
Berggänse gehören bekanntermaßen zu den am höchsten fliegenden Vögeln der Welt. Sie können in einer Höhe von mehr als 6.000 Metern über dem Boden fliegen.
Wissen Sie, wo sich die höchste Siedlung der Erde befindet? In Peru. Dies ist die Stadt La Rinconada, die in den Anden nahe der Grenze zu Bolivien auf einer Höhe von etwa 5100 Metern über dem Meeresspiegel liegt.
Der Rekord für die höchsten Lebewesen auf dem Planeten Erde ging derweil an die Himalaya-Springspinne Euophrys omnisuperstes (Euophrys omnisuperstes - „über allem stehend“), die in abgelegenen Winkeln und Spalten an den Hängen des Mount Everest lebt. Kletterer fanden sie sogar in einer Höhe von 6700 Metern. Diese winzigen Spinnen ernähren sich von Insekten, die von starken Winden auf die Spitze des Berges geweht werden. Sie sind die einzigen Lebewesen, die dauerhaft in so großer Höhe leben, abgesehen natürlich von einigen Vogelarten. Es ist auch bekannt, dass Himalaya-Springspinnen auch bei Sauerstoffmangel überleben können.
2. Riesenkänguru-Pullover
Wenn wir nach einem Tier gefragt werden, das längere Zeit ohne Trinkwasser auskommen kann, fällt uns als erstes das Kamel ein. In der Wüste ohne Wasser kann es jedoch nicht länger als 15 Tage dauern. Und nein, Kamele speichern kein Wasser in ihren Höckern, wie viele fälschlicherweise glauben. Inzwischen gibt es auf der Erde immer noch solche Tiere, die in der Wüste leben und ihr Leben lang ohne einen einzigen Tropfen Wasser auskommen können!
Springende Riesenkängurus sind mit Bibern verwandt. Ihre Lebensdauer beträgt drei bis fünf Jahre. Riesenkänguruhspringer bekommen Wasser mit Nahrung und ernähren sich hauptsächlich von Samen.
Riesenkänguru-Springer schwitzen, wie Wissenschaftler bemerken, überhaupt nicht, verlieren also kein Wasser, sondern sammeln im Gegenteil Wasser im Körper an. Sie finden sie im Death Valley (Kalifornien). Springende Riesenkängurus sind derzeit vom Aussterben bedroht.
3. Würmer, die gegen hohe Temperaturen beständig sind
Da Wasser etwa 25-mal besser Wärme vom menschlichen Körper wegleitet als Luft, ist eine Temperatur von 50 Grad Celsius in der Tiefe des Meeres viel gefährlicher als an Land. Deshalb gedeihen unter Wasser Bakterien und keine Vielzeller, die zu hohen Temperaturen nicht standhalten. Aber es gibt Ausnahmen...
Marine Tiefsee-Ringelwürmer Paralvinella sulfincola (Paralvinella sulfincola), die in der Nähe von hydrothermalen Quellen am Grund des Pazifischen Ozeans leben, sind vielleicht die wärmeliebendsten Lebewesen auf dem Planeten. Die Ergebnisse eines von Wissenschaftlern durchgeführten Experiments mit Erwärmung des Aquariums zeigten, dass sich diese Würmer vorzugsweise dort niederlassen, wo die Temperatur 45-55 Grad Celsius erreicht.
4 Grönlandhai
Grönlandhaie sind eines der größten Lebewesen auf dem Planeten Erde, aber Wissenschaftler wissen fast nichts über sie. Sie schwimmen sehr langsam, auf Augenhöhe mit dem durchschnittlichen Amateurschwimmer. Es ist jedoch fast unmöglich, die Grönlandhaie im Meerwasser zu sehen, da sie normalerweise in einer Tiefe von 1200 Metern leben.
Grönlandhaie gelten auch als die kälteliebendsten Kreaturen der Welt. Sie ziehen es vor, an Orten zu leben, an denen die Temperatur 1-12 Grad Celsius erreicht.
Grönlandhaie leben in kalten Gewässern, deshalb müssen sie Energie sparen; Dies erklärt die Tatsache, dass sie sehr langsam schwimmen - mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als zwei Kilometern pro Stunde. Grönlandhaie werden auch „schlafende Haie“ genannt. Beim Essen sind sie nicht wählerisch: Sie fressen alles, was sie fangen können.
Laut einigen Wissenschaftlern kann die Lebenserwartung der Grönland-Polarhaie 200 Jahre erreichen, aber bisher wurde dies nicht bewiesen.
5. Teufelswürmer
Jahrzehntelang dachten Wissenschaftler, dass nur Einzeller in sehr großen Tiefen überleben könnten. Man glaubte, dass vielzellige Lebensformen dort aufgrund von Sauerstoffmangel, Druck und hohen Temperaturen nicht leben könnten. In jüngerer Zeit haben Forscher jedoch mikroskopisch kleine Würmer in einer Tiefe von mehreren tausend Metern unter der Erdoberfläche entdeckt.
Der Fadenwurm Halicephalobus mephisto, benannt nach einem Dämon aus der deutschen Folklore, wurde 2011 von Gaetan Borgoni und Tallis Onstott in Wasserproben entdeckt, die in einer Tiefe von 3,5 Kilometern in einer Höhle in Südafrika entnommen wurden. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sie unter verschiedenen extremen Bedingungen eine hohe Widerstandsfähigkeit aufweisen, wie die Spulwürmer, die die Columbia-Shuttle-Katastrophe am 1. Februar 2003 überlebten. Die Entdeckung von Teufelswürmern könnte die Suche nach Leben auf dem Mars und jedem anderen Planeten in unserer Galaxie erweitern.
6. Frösche
Wissenschaftler haben festgestellt, dass einige Arten von Fröschen mit Beginn des Winters buchstäblich einfrieren und nach dem Auftauen im Frühjahr zu einem vollen Leben zurückkehren. In Nordamerika gibt es fünf Arten solcher Frösche, von denen die häufigste Rana sylvatica oder Waldfrosch ist.
Waldfrösche wissen nicht, wie man sich in den Boden gräbt, also verstecken sie sich mit dem Einsetzen des kalten Wetters einfach unter Laub und frieren wie alles um sich herum ein. Im Inneren des Körpers haben sie einen natürlichen „Frostschutz“-Schutzmechanismus und gehen wie ein Computer in den „Schlafmodus“. Den Winter zu überstehen, wird ihnen weitgehend durch die Glukosereserven in der Leber ermöglicht. Aber das Erstaunlichste ist, dass Waldfrösche ihre erstaunlichen Fähigkeiten sowohl in der Wildnis als auch im Labor zeigen.
7 Tiefseebakterien
Wir alle wissen, dass der tiefste Punkt des Weltozeans der Marianengraben ist, der sich in einer Tiefe von mehr als 11.000 Metern befindet. An seinem Grund erreicht der Wasserdruck 108,6 MPa, was etwa 1072-mal höher ist als der normale atmosphärische Druck auf der Ebene des Weltozeans. Vor einigen Jahren entdeckten Wissenschaftler mit hochauflösenden Kameras in Glaskugeln riesige Amöben im Marianengraben. Laut James Cameron, der die Expedition leitete, gedeihen auch andere Lebensformen darin.
Nach der Untersuchung von Wasserproben vom Grund des Marianengrabens fanden Wissenschaftler darin eine große Menge Bakterien, die sich trotz der großen Tiefe und des extremen Drucks überraschenderweise aktiv vermehrten.
8. Bdelloidea
Bdelloidea Rädertierchen sind kleine wirbellose Tiere, die häufig in Süßwasser vorkommen.
Vertretern der Rädertierchen von Bdelloidea fehlen Männchen, und die Populationen werden nur von parthenogenetischen Weibchen repräsentiert. Bdelloidea reproduzieren sich ungeschlechtlich, was laut Wissenschaftlern ihre DNA negativ beeinflusst. Und was ist der beste Weg, um diese schädlichen Auswirkungen zu überwinden? Antwort: Essen Sie die DNA anderer Lebensformen. Durch diesen Ansatz hat Bdelloidea eine erstaunliche Fähigkeit entwickelt, extremer Austrocknung standzuhalten. Darüber hinaus können sie selbst nach einer für die meisten lebenden Organismen tödlichen Strahlendosis überleben.
Wissenschaftler glauben, dass die Fähigkeit von Bdelloidea, DNA zu reparieren, ihnen ursprünglich gegeben wurde, um unter Bedingungen hoher Temperaturen zu überleben.
9. Kakerlaken
Es gibt einen weit verbreiteten Mythos, dass nach einem Atomkrieg nur Kakerlaken auf der Erde überleben werden. Diese Insekten können wochenlang ohne Nahrung und Wasser auskommen, aber was noch erstaunlicher ist, ist die Tatsache, dass sie viele Tage leben können, nachdem sie ihren Kopf verloren haben. Kakerlaken tauchten vor 300 Millionen Jahren auf der Erde auf, sogar früher als Dinosaurier.
Die Gastgeber der MythBusters in einem der Programme beschlossen, die Überlebensfähigkeit von Kakerlaken im Laufe mehrerer Experimente zu testen. Zuerst setzten sie eine Reihe von Insekten einer Strahlung von 1.000 Rad aus, einer Dosis, die einen gesunden Menschen innerhalb von Minuten töten kann. Fast die Hälfte von ihnen konnte überleben. Nachdem die MythBusters die Strahlungsleistung auf 10.000 Rad erhöht hatten (wie beim Atombombenangriff auf Hiroshima). Diesmal überlebten nur 10 Prozent der Kakerlaken. Als die Strahlungsleistung 100.000 Rad erreichte, gelang es leider keiner einzigen Kakerlake, am Leben zu bleiben.
10 Bärtierchen
Mikroskopisch kleine wirbellose Wassertiere, Bärtierchen, sind wohl die widerstandsfähigsten Lebewesen auf dem Planeten Erde. Diese teilweise niedlichen Kreaturen können alles überleben: Kälte, Hitze, Hochdruck und sogar starke Strahlung. Bärtierchen können in extremen Umgebungen überleben, indem sie in einen Zustand der Austrocknung geraten, der Jahrzehnte andauern kann! Unmittelbar nachdem sie im Wasser sind, kehren sie zu einer vollen Existenz zurück.
Material vorbereitet von Rosemarina
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Umwandlung von Sonnenlichtenergie und Organismen, die sie nutzen
Heute werden wir über Organismen sprechen, die Sonnenenergie in ihrem Leben nutzen. Dazu müssen Sie eine Wissenschaft wie die Bioenergetik berühren. Es untersucht die Methoden der Energieumwandlung durch lebende Organismen und ihre Verwendung im Lebensprozess. Bioenergie basiert auf Thermodynamik. Diese Wissenschaft beschreibt die Mechanismen zur Umwandlung verschiedener Energiearten ineinander. Einschließlich der Nutzung und Umwandlung von Sonnenenergie durch verschiedene Organismen. Mit Hilfe der Thermodynamik ist es möglich, den Energiemechanismus der um uns herum ablaufenden Prozesse vollständig zu beschreiben. Aber mit Hilfe der Thermodynamik ist es unmöglich, die Natur dieses oder jenes Prozesses zu verstehen. In diesem Artikel werden wir versuchen, den Mechanismus der Nutzung der Sonnenenergie durch lebende Organismen zu erklären.
Um die Energieumwandlung in lebenden Organismen oder anderen Objekten unseres Planeten zu beschreiben, sollte man sie aus der Sicht der Thermodynamik betrachten. Das heißt, ein System, das Energie mit der Umgebung und Objekten austauscht. Sie lassen sich in folgende Systeme einteilen:
- abgeschlossen;
- isoliert;
- Offen.
Nach einer Weile werden diese Stoffe abgebaut und versorgen den Körper mit Energie. Ihre Zerfallsprodukte werden aus dem Körper entfernt. Ihr Platz im Körper wird von anderen Molekülen ausgefüllt. In diesem Fall wird die Integrität der Körperstruktur nicht verletzt. Eine solche Assimilation und Verarbeitung von Energie im Körper gewährleistet die Erneuerung des Körpers. Der Energiestoffwechsel ist für die Existenz aller lebenden Organismen notwendig. Wenn die Energieumwandlungsprozesse im Körper aufhören, stirbt er.
Sonnenlicht ist die Quelle biologischer Energie auf der Erde. Die Kernenergie der Sonne sorgt für die Erzeugung von Strahlungsenergie. Wasserstoffatome in unserem Stern werden durch die Reaktion in He-Atome umgewandelt. Die bei der Reaktion freigesetzte Energie wird in Form von Gammastrahlung freigesetzt. Die Reaktion selbst sieht so aus:
4H ⇒ He4 + 2e + hv, wobei
v ─ Wellenlänge von Gammastrahlen;
h ist die Plancksche Konstante.
Später wird nach der Wechselwirkung von Gammastrahlung und Elektronen Energie in Form von Photonen freigesetzt. Diese Lichtenergie wird vom Himmelskörper abgestrahlt.
Wenn Sonnenenergie die Oberfläche unseres Planeten erreicht, wird sie von Pflanzen eingefangen und umgewandelt. In ihnen wird die Energie der Sonne in chemische Energie umgewandelt, die in Form von chemischen Bindungen gespeichert wird. Dies sind Bindungen, die Atome in Molekülen verbinden. Ein Beispiel ist die Synthese von Glukose in Pflanzen. Die erste Stufe dieser Energieumwandlung ist die Photosynthese. Pflanzen liefern es mit Hilfe von Chlorophyll. Dieses Pigment sorgt für die Umwandlung von Strahlungsenergie in chemische Energie. Es findet eine Synthese von Kohlenhydraten aus H 2 O und CO 2 statt. Dies sichert das Pflanzenwachstum und die Energieübertragung auf die nächste Stufe.
Die nächste Stufe der Energieübertragung erfolgt von Pflanzen zu Tieren oder Bakterien. In diesem Stadium wird die Energie der Kohlenhydrate in Pflanzen in biologische Energie umgewandelt. Dies geschieht bei der Oxidation von Pflanzenmolekülen. Die erhaltene Energiemenge entspricht der Menge, die für die Synthese aufgewendet wurde. Ein Teil dieser Energie wird in Wärme umgewandelt. Dadurch wird Energie in makroergen Bindungen von Adenosintriphosphat gespeichert. So erscheint Sonnenenergie, die eine Reihe von Umwandlungen durchläuft, in lebenden Organismen in einer anderen Form.
Hier lohnt es sich, die häufig gestellte Frage zu beantworten: „Welches Organell nutzt die Energie des Sonnenlichts?“. Dies sind Chloroplasten, die am Prozess der Photosynthese beteiligt sind. Sie verwenden es zur Synthese organischer Substanzen aus anorganischen Substanzen.
Der kontinuierliche Energiefluss ist die Essenz allen Lebens. Es bewegt sich ständig zwischen Zellen und Organismen. Auf zellulärer Ebene gibt es wirksame Mechanismen zur Energieumwandlung. Es gibt 2 Hauptstrukturen, in denen Energieumwandlung stattfindet:
- Chloroplasten;
- Mitochondrien.
Der Mensch füllt wie andere lebende Organismen auf dem Planeten seine Energieversorgung aus der Nahrung auf. Darüber hinaus ist ein Teil der konsumierten Produkte pflanzlichen Ursprungs (Äpfel, Kartoffeln, Gurken, Tomaten) und ein Teil des Tiers (Fleisch, Fisch und andere Meeresfrüchte). Auch die Tiere, die wir essen, beziehen ihre Energie aus Pflanzen. Daher wird die gesamte Energie, die unser Körper erhält, von Pflanzen umgewandelt. Und sie erhalten es als Ergebnis der Umwandlung von Sonnenenergie.
Nach der Art der Energiegewinnung lassen sich alle Organismen in zwei Gruppen einteilen:
- Phototrophe. Ziehen Sie Energie aus Sonnenlicht;
- Chemotrophe. Sie erhalten während einer Redoxreaktion Energie.
Das heißt, Sonnenenergie wird von Pflanzen genutzt, und Tiere erhalten Energie, die in organischen Molekülen enthalten ist, während sie Pflanzen fressen.
Wie wird Energie in lebenden Organismen umgewandelt?
Es gibt 3 Haupttypen von Energie, die von Organismen umgewandelt werden:
- Umwandlung von Strahlungsenergie. Diese Art von Energie trägt Sonnenlicht. In Pflanzen wird Strahlungsenergie durch den Farbstoff Chlorophyll eingefangen. Durch Photosynthese wird es in chemische Energie umgewandelt. Das wiederum wird im Prozess der Sauerstoffsynthese und anderen Reaktionen verwendet. Sonnenlicht trägt kinetische Energie und wird in Pflanzen zu potentieller Energie. Die entstehende Energiereserve wird in Nährstoffen gespeichert. Zum Beispiel in Kohlenhydraten;
- Umwandlung chemischer Energie. Aus Kohlenhydraten und anderen Molekülen wird daraus die Energie hochenergetischer Phosphatbindungen. Diese Umwandlungen finden in den Mitochondrien statt.
- Energieumwandlung makroerger Phosphatbindungen. Es wird von den Zellen eines lebenden Organismus verbraucht, um verschiedene Arten von Arbeit zu verrichten (mechanisch, elektrisch, osmotisch usw.).
Bei diesen Umwandlungen geht ein Teil der Energiereserven verloren und wird in Form von Wärme abgeführt.
Die Nutzung gespeicherter Energie durch Organismen
Beim Stoffwechsel erhält der Körper eine Energiereserve, die für biologische Arbeit aufgewendet wird. Es kann leichte, mechanische, elektrische, chemische Arbeit sein. Und einen sehr großen Teil der Energie verbraucht der Körper in Form von Wärme.
Die wichtigsten Energiearten im Körper werden im Folgenden kurz beschrieben:
- Mechanisch. Es charakterisiert die Bewegung von Makrokörpern sowie die mechanische Arbeit ihrer Bewegung. Es kann in kinetische und potentielle unterteilt werden. Die erste wird durch die Bewegungsgeschwindigkeit von Makrokörpern bestimmt, und die zweite wird durch ihre Position in Bezug zueinander bestimmt;
- Chemisch. Sie wird durch das Zusammenspiel von Atomen in einem Molekül bestimmt. Es ist die Energie von Elektronen, die sich auf den Bahnen von Molekülen und Atomen bewegen;
- Elektrisch. Dies ist die Wechselwirkung geladener Teilchen, die bewirkt, dass sie sich in einem elektrischen Feld bewegen;
- Osmotisch. Es wird verbraucht, wenn man sich gegen den Konzentrationsgradienten von Substanzmolekülen bewegt;
- regulierende Energie.
- Thermal. Sie wird durch die chaotische Bewegung von Atomen und Molekülen bestimmt. Das Hauptmerkmal dieser Bewegung ist die Temperatur. Diese Art von Energie ist die am meisten abgewertete von allen oben aufgeführten.
Eh = 3/2rT, wobei
r ─ Boltzmann-Konstante (1,380*10 –16 erg/Grad).
Nachfolgend finden Sie eine Liste von 10 erstaunlich robusten Kreaturen, die in der Lage sind, unter Bedingungen zu überleben, unter denen keine andere Kreatur überleben kann.
Springspinnen sind eine Spinnenfamilie mit mehr als 500 Gattungen und etwa 5.000 Arten, was etwa 13 % aller Spinnenarten entspricht. Springspinnen haben ein sehr gutes Sehvermögen und können auch weit über ihre Körpergröße hinaus springen. Diese aktiven Tagjäger sind auf der ganzen Welt weit verbreitet, einschließlich Wüsten, Regenwälder und Berge. 1975 wurde ein Vertreter dieser Familie sogar auf dem Gipfel des höchsten Berges der Welt - dem Everest - entdeckt.
An neunter Stelle auf der Liste steht das Giant Jumping Kangaroo, ein Nagetier, das vom Aussterben bedroht ist und nur im Bundesstaat Kalifornien, USA, vorkommt. Seine Lebenserwartung beträgt 2-4 Jahre. Das Nagetier kommt sein ganzes kurzes Leben lang ohne einen einzigen Tropfen Trinkwasser aus. Die zum Leben notwendige Feuchtigkeit erhalten sie aus der Nahrung, und das sind vor allem Samen.
Pompeji-Wurm (Alvinella pompejana)
Der Pompeji-Wurm ist eine Tiefseewurmart, die in den frühen 1980er Jahren im pazifischen Nordosten entdeckt wurde. Diese hellgrauen Würmer können bis zu 13 cm lang werden. Der pompejanische Wurm blieb lange Zeit unerforscht, da er beim Versuch, ihn an die Oberfläche zu heben, unweigerlich starb. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass während des Aufstiegs der übliche Druck für den pompejanischen Wurm abnahm. Kürzlich gelang es französischen Wissenschaftlern jedoch, mit Hilfe spezieller Geräte, die den erforderlichen Umgebungsdruck aufrechterhielten, mehrere Personen lebend und gesund in das Labor zu bringen. Es stellte sich heraus, dass diese Würmer bei ziemlich hohen Temperaturen überleben können. Die optimale Temperatur für sie beträgt 42 ° C, aber beim Erhitzen auf 50-55 ° C starb der Wurm.
Grönlandhaie gehören zu den größten und am wenigsten untersuchten Haien der Welt. Sie leben in den Gewässern des Nordatlantiks bei einer Temperatur von 1–12 ° C und einer Tiefe von bis zu 2.200 Metern, bei denen der ungefähre Druck 220 Atmosphären oder etwa 9.700 Kilogramm pro Quadratzentimeter beträgt. Grönland-Polarhaie sind sehr langsam, ihre Durchschnittsgeschwindigkeit beträgt 1,6 km / h und die Höchstgeschwindigkeit 2,7 km / h, daher der zweite Name „schlafende Haie“. Sie ernähren sich von fast allem, was sie fangen können. Die größten Individuen dieser Haie können bis zu 7,3 m erreichen und bis zu 1,5 Tonnen wiegen, aber die durchschnittliche Länge variiert zwischen 2,44 und 4,8 m und das durchschnittliche Gewicht übersteigt 400 kg nicht. Ihre genaue Lebensdauer ist unbekannt, obwohl es eine Theorie gibt, dass sie bis zu 200 Jahre alt werden können. Es ist eines der am längsten lebenden Tiere auf dem Planeten.
Jahrzehntelang glaubten Wissenschaftler, dass aufgrund von hohem Druck, Sauerstoffmangel und extremen Temperaturen nur Einzeller in sehr großen Tiefen unter der Erde überleben könnten. Nachdem Gaetan Borgoni und Tallis Onstott diese vielzelligen Organismen jedoch 2011 im Erz der Goldminen Beatrix und Prefontaine in Südafrika in Tiefen von 0,9 km, 1,3 km und 3,6 km unter der Erdoberfläche entdeckt hatten, wurde die Hypothese widerlegt. Die entdeckten Würmer mit einer Länge von 0,52 bis 0,56 mm lebten in kleinen Wasseransammlungen, deren Temperatur 48 ° C betrug. Halicephalobus mephisto ist möglicherweise der am tiefsten lebende mehrzellige Organismus auf dem Planeten.
Einige Arten von Fröschen wurden buchstäblich gefroren gefunden, aber mit Beginn des Frühlings „tauten“ sie auf und setzten ihre lebenswichtige Aktivität fort. Es gibt fünf bekannte Arten dieser Frösche in Nordamerika. Am häufigsten ist der Laubfrosch, der sich zum Überwintern einfach unter den Blättern versteckt und erfriert. Das Interessanteste ist, dass während eines solchen Winterschlafs das Herz des Frosches stehen bleibt.
Viele Menschen wissen, dass der tiefste Punkt des Weltozeans sowie der am wenigsten erforschte Ort auf dem Planeten der Marianengraben ist, 11 km tief, wo der Druck etwa das 1072-fache des normalen atmosphärischen Drucks beträgt. 2011 entdeckten Wissenschaftler mit einer hochauflösenden Kamera und einem modernen Bathyscaphe in einer Tiefe von 10.641 Metern Riesenamöben, die um ein Vielfaches größer (10 cm) sind als ihre Verwandten.
Bdelloidea
Bdelloidea ist ein Tier aus der Klasse der Rädertierchen, das weltweit in Süßwasser, feuchtem Boden und nassem Moos lebt. Sie sind mikroskopisch kleine Organismen, deren Länge 150–700 Mikrometer (0,15–0,7 mm) nicht überschreitet. Mit bloßem Auge sind sie unsichtbar, aber bei Betrachtung durch ein Vergrößerungsglas kann das Bdelloidea-Tier als kleine weiße Punkte gesehen werden. Sie können aufgrund von Anhydrobiose unter rauen, trockenen Bedingungen überleben, einem Zustand, der es dem Körper des Tieres ermöglicht, schnell zu dehydrieren und somit der Austrocknung zu widerstehen. Wie sich herausstellte, kann das Tier in diesem Zustand bis zu 9 Jahre bleiben und auf günstige Bedingungen für die Rückkehr warten. Interessanterweise wurde seit der Entdeckung noch kein einziger männlicher Vertreter gefunden.
Kakerlake
Ein weit verbreiteter Mythos besagt, dass im Falle eines Atomkriegs die einzigen Überlebenden auf der Erde Kakerlaken sein werden. Es überrascht nicht, dass sie als eines der widerstandsfähigsten Insekten gelten und einen Monat lang ohne Nahrung und Wasser leben können. Und die tödliche Strahlendosis für diese Insekten ist 6-15 Mal höher als beispielsweise für Menschen. Allerdings sind sie noch nicht so strahlenresistent wie beispielsweise Fruchtfliegen. Die gefundenen Schabenfossilien zeigen, dass sie vor 295 bis 354 Millionen Jahren lebten, also vor den Dinosauriern, obwohl sich diese Schaben im Aussehen sicherlich von modernen Schaben unterschieden.
Bärtierchen sind mikroskopisch kleine Tiere, die erstmals 1773 vom deutschen Pfarrer Johann August Ephraim Götze beschrieben wurden. Sie sind auf der ganzen Welt verbreitet, einschließlich des Meeresbodens und der Polarregionen am Äquator. Am häufigsten von Flechten und Mooskissen bewohnt. Die Körpergröße dieser durchscheinenden Wirbellosen beträgt 0,1-1,5 mm. Bärtierchen haben eine unglaubliche Ausdauer. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Bärtierchen mehrere Minuten bei einer Temperatur von 151 ° C und bei einer Temperatur von minus 200 ° C mehrere Tage überleben können. Sie erlagen auch einer Strahlung von 570.000 Röntgen, und etwa 50 % der Bärtierchen blieben am Leben (für Menschen eine tödliche Dosis von 500 Röntgen). Sie wurden auch in eine spezielle, mit Wasser gefüllte Hochdruckkammer gebracht und 6.000 Atmosphären ausgesetzt, was dem 6-fachen des Drucks am Boden des Marianengrabens entspricht - die Tiere blieben am Leben. Es ist ein Fall bekannt, bei dem Moos, das etwa 120 Jahre nach seiner Vertrocknung aus der Wüste entnommen wurde, in Wasser gelegt wurde und eines der darin lebenden Bärtierchen Lebenszeichen zeigte.
Das Universum ist voller Energie, aber nur wenige Arten davon sind für lebende Organismen geeignet. Die Hauptenergiequelle für die allermeisten biologischen Prozesse auf unserem Planeten ist das Sonnenlicht. Die Strahlungsleistung der Sonne wird im Mittel auf 4 × 10 33 erg/s geschätzt, was unseren Stern im jährlichen Verlust von 10 -15 -10 -14 Masse kostet. Es gibt auch viel stärkere Emitter. Beispielsweise kommt es in unserer Galaxie 1-2 Mal im Jahrhundert zu Ausbrüchen von Supernovae, die jeweils von einer starken Explosion mit einer Leistung von mehr als 10 41 erg/s begleitet werden. Und Quasare (die Kerne von Galaxien, Hunderte Millionen Lichtjahre von uns entfernt) strahlen noch größere Kräfte aus - 10 46 -10 47 erg / s.
Die Zelle ist die Grundeinheit des Lebens, sie arbeitet ständig daran, ihre Struktur zu erhalten, und benötigt daher eine ständige Zufuhr kostenloser Energie. Technisch ist es für sie nicht einfach, ein solches Problem zu lösen, da eine lebende Zelle in einem verdünnten wässrigen Medium bei konstanter (und zudem eher niedriger) Temperatur Energie abgeben und nutzen muss. Im Laufe der Evolution haben sich über Hunderte von Millionen Jahren elegante und perfekte molekulare Mechanismen gebildet, die unter sehr milden Bedingungen mit ungewöhnlicher Effizienz arbeiten können. Als Ergebnis die Effizienz Die Zellenergie ist viel höher als die aller vom Menschen erfundenen technischen Geräte.
Zelluläre Energietransformatoren sind Komplexe spezieller Proteine, die in biologische Membranen eingebettet sind. Unabhängig davon, ob freie Energie von außen direkt mit Lichtquanten (bei der Photosynthese) oder durch die Oxidation von Lebensmitteln mit Luftsauerstoff (bei der Atmung) in die Zelle gelangt, setzt sie die Bewegung von Elektronen in Gang. Als Ergebnis werden Adenosintriphosphat (ATP)-Moleküle produziert und die Differenz der elektrochemischen Potentiale zwischen biologischen Membranen nimmt zu. ATP und Membranpotential sind zwei relativ stationäre Energiequellen für alle Arten von intrazellulärer Arbeit.
Die Bewegung von Materie durch Zellen und Organismen wird von unserem Bewusstsein leicht als Bedarf an Nahrung, Wasser, Luft und Abfallbeseitigung wahrgenommen. Die Bewegung der Energie ist fast nicht wahrnehmbar. Auf zellulärer Ebene interagieren diese beiden Ströme gemeinsam in diesem äußerst komplexen Netzwerk chemischer Reaktionen, die den Zellstoffwechsel ausmachen. Lebensprozesse auf jeder Ebene, von der Biosphäre bis zu einer einzelnen Zelle, erfüllen im Wesentlichen dieselbe Aufgabe: Nährstoffe, Energie und Informationen in eine wachsende Masse von Zellen, Abfallprodukten und Wärme umzuwandeln.
Die Fähigkeit, Energie einzufangen und sie für verschiedene Arten von Arbeit anzupassen, ist anscheinend genau die Lebenskraft, die Philosophen seit jeher beunruhigt. Mitte des 19. Jahrhunderts. die Physik formulierte den Energieerhaltungssatz, wonach Energie in einem isolierten System erhalten bleibt; als Ergebnis bestimmter Prozesse kann es in andere Formen umgewandelt werden, aber seine Menge wird immer konstant sein. Lebende Organismen sind jedoch keine geschlossenen Systeme. Jede lebende Zelle ist sich dessen seit Hunderten von Millionen Jahren bewusst und füllt ihre Energiereserven kontinuierlich auf.
Im Laufe des Jahres manipulieren Land- und Meerespflanzen kolossale Mengen an Materie und Energie: Sie assimilieren 1,5 × 10 11 Tonnen Kohlendioxid, zersetzen 1,2 × 10 11 Tonnen Wasser, setzen 2 × 10 11 Tonnen freien Sauerstoff frei und speichern 6 × 10 20 Kalorien Sonnenenergie in Form von chemischer Energie von Photosyntheseprodukten. Viele Organismen wie Tiere, Pilze und die meisten Bakterien sind nicht in der Lage, Photosynthese zu betreiben: Ihre Lebenstätigkeit hängt vollständig von organischer Substanz und Sauerstoff ab, die von Pflanzen produziert werden. Daher können wir mit Sicherheit sagen, dass die Biosphäre im Allgemeinen aufgrund von Sonnenenergie existiert, und die alten Weisen irrten sich überhaupt nicht, als sie verkündeten, dass die Sonne die Grundlage des Lebens ist.
Eine Ausnahme von der heliozentrischen Sichtweise des globalen Energieflusses stellen bestimmte Bakterienarten dar, die von anorganischen Prozessen leben, wie etwa der Reduktion von Kohlendioxid zu Methan oder der Oxidation von Schwefelwasserstoff. Einige dieser "chemolithotrophen" Lebewesen sind gut untersucht (z. B. methanogene Bakterien, die im Magen von Kühen leben), aber ihre große Anzahl ist selbst Mikrobiologen unbekannt. Die meisten Chemolithotrophen haben sich extrem unbequeme Lebensräume ausgesucht, die sehr schwer zu erforschen sind – sauerstoffarm, zu sauer oder zu heiß. Viele dieser Organismen können nicht in Reinkultur gezüchtet werden. Bis vor kurzem galten Chemolithotrophe gemeinhin als eine Art Exot, biochemisch interessant, aber für den Energiehaushalt des Planeten von geringer Bedeutung. Diese Position kann sich in Zukunft aus zwei Gründen als falsch erweisen. Erstens finden sich Bakterien zunehmend an Orten, die früher als steril galten: in extrem tiefen und heißen Gesteinen der Erdkruste. In unserer Zeit wurden so viele Lebensräume von Organismen identifiziert, die Energie aus geochemischen Prozessen gewinnen können, dass ihre Population möglicherweise einen erheblichen Anteil an der gesamten Biomasse des Planeten ausmacht. Zweitens gibt es Grund zu der Annahme, dass die allerersten Lebewesen auf anorganische Energiequellen angewiesen waren. Wenn diese Annahmen gerechtfertigt sind, könnten sich unsere Ansichten sowohl über den globalen Energiefluss als auch über seine Beziehung zum Ursprung des Lebens erheblich ändern.
Einige Organismen haben einen besonderen Vorteil, der es ihnen ermöglicht, den extremsten Bedingungen standzuhalten, wo andere einfach nicht zurechtkommen. Unter diesen Fähigkeiten ist die Beständigkeit gegen enormen Druck, extreme Temperaturen und andere zu nennen. Diese zehn Kreaturen aus unserer Liste geben jedem Chancen, der es wagt, den Titel des widerstandsfähigsten Organismus zu beanspruchen.
10 Himalaya-Springspinne
Die asiatische Wildgans ist berühmt dafür, über 6,5 Kilometer weit zu fliegen, während die höchste menschliche Siedlung auf 5.100 Metern in den peruanischen Anden liegt. Der Höhenrekord gehört jedoch gar nicht den Gänsen, sondern der Himalaya-Springspinne (Euophrys omnisuperstes). Diese Spinne lebt auf einer Höhe von über 6700 Metern und ernährt sich hauptsächlich von kleinen Insekten, die durch Windböen dorthin gebracht werden. Ein Schlüsselmerkmal dieses Insekts ist die Fähigkeit, unter Bedingungen fast vollständiger Abwesenheit von Sauerstoff zu überleben.
9 Riesenkänguru-Pullover
Wenn wir an die Tiere denken, die am längsten ohne Wasser leben können, fällt uns normalerweise sofort das Kamel ein. Aber Kamele können in der Wüste nur 15 Tage ohne Wasser überleben. In der Zwischenzeit werden Sie überrascht sein, wenn Sie herausfinden, dass es ein Tier auf der Welt gibt, das sein ganzes Leben lang leben kann, ohne einen einzigen Tropfen Wasser zu trinken. Der Riesenkänguruhspringer ist ein enger Verwandter des Bibers. Ihre durchschnittliche Lebenserwartung beträgt in der Regel 3 bis 5 Jahre. Sie erhalten normalerweise Feuchtigkeit aus der Nahrung, indem sie verschiedene Samen essen. Außerdem schwitzen diese Nagetiere nicht, wodurch zusätzlicher Wasserverlust vermieden wird. Normalerweise leben diese Tiere im Tal des Todes und sind derzeit vom Aussterben bedroht.
Da Wärme im Wasser effizienter auf Organismen übertragen wird, ist eine Wassertemperatur von 50 Grad Celsius viel gefährlicher als die gleiche Lufttemperatur. Aus diesem Grund gedeihen Bakterien überwiegend in heißen Unterwasserquellen, was man von vielzelligen Lebensformen nicht sagen kann. Es gibt jedoch eine spezielle Wurmart namens Paralvinella sulfincola, die sich gerne an Orten ansiedelt, an denen das Wasser Temperaturen von 45-55 Grad erreicht. Wissenschaftler führten ein Experiment durch, bei dem eine der Wände des Aquariums erhitzt wurde. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass die Würmer es vorzogen, an diesem Ort zu bleiben und kühlere Orte zu ignorieren. Es wird angenommen, dass sich dieses Merkmal in Würmern entwickelt hat, damit sie sich an Bakterien ernähren können, die in heißen Quellen reichlich vorhanden sind. Da sie vorher keine natürlichen Feinde hatten, waren die Bakterien relativ leichte Beute.
7 Grönlandhai
Der Grönlandhai ist einer der größten und am wenigsten erforschten Haie der Erde. Obwohl sie ziemlich langsam schwimmen (jeder Hobbyschwimmer kann sie überholen), sind sie äußerst selten. Dies liegt daran, dass diese Haiart in der Regel in einer Tiefe von 1200 Metern lebt. Außerdem ist dieser Hai einer der widerstandsfähigsten gegen Kälte. Normalerweise hält sie sich am liebsten im Wasser auf, dessen Temperatur zwischen 1 und 12 Grad Celsius schwankt. Da diese Haie in kalten Gewässern leben, müssen sie sich extrem langsam bewegen, um den Energieverbrauch zu minimieren. In Lebensmitteln sind sie unleserlich und fressen alles, was ihnen in den Weg kommt. Gerüchten zufolge beträgt ihre Lebensdauer etwa 200 Jahre, aber niemand konnte es bisher bestätigen oder dementieren.
6. Teufelswurm
Jahrzehntelang glaubten Wissenschaftler, dass nur Einzeller in großen Tiefen überleben könnten. Hoher Druck, Sauerstoffmangel und extreme Temperaturen standen ihrer Meinung nach vielzelligen Lebewesen im Weg. Doch dann wurden in mehreren Kilometern Tiefe mikroskopisch kleine Würmer entdeckt. Benannt nach einem Dämon aus der deutschen Folklore, Halicephalobus mephisto, wurde er in Wasserproben 2,2 Kilometer unter der Erde in einer Höhle in Südafrika gefunden. Sie haben es geschafft, extreme Umweltbedingungen zu überleben, was darauf hindeutet, dass Leben auf dem Mars und anderen Planeten in unserer Galaxie möglich ist.
5. Frösche
Einige Froscharten sind weithin bekannt für ihre Fähigkeit, den ganzen Winter über zu frieren und mit dem Frühlingsanfang zum Leben zu erwachen. In Nordamerika wurden fünf Arten dieser Frösche gefunden, von denen die häufigste der gemeine Laubfrosch ist. Da Laubfrösche nicht sehr gut graben können, verstecken sie sich einfach unter Laub. Sie haben eine Substanz wie Frostschutzmittel in ihren Adern, und obwohl ihr Herz irgendwann stehen bleibt, ist dies nur vorübergehend. Die Grundlage ihrer Überlebenstechnik ist die enorme Konzentration von Glukose, die von der Leber des Frosches in den Blutkreislauf gelangt. Noch überraschender ist die Tatsache, dass Frösche ihre Fähigkeit zum Einfrieren nicht nur in der Natur, sondern auch im Labor unter Beweis stellen können, wodurch Wissenschaftler ihre Geheimnisse lüften können.
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4 Tiefseemikroben
Wir alle wissen, dass der tiefste Punkt der Welt der Marianengraben ist. Seine Tiefe erreicht fast 11 Kilometer und der Druck dort übersteigt den atmosphärischen Druck um das 1100-fache. Vor einigen Jahren gelang es Wissenschaftlern dort, riesige Amöben zu finden, die sie mit einer hochauflösenden Kamera einfangen und durch eine Glaskugel vor dem enormen Druck schützen konnten, der am Boden herrscht. Darüber hinaus zeigte eine kürzlich von James Cameron selbst gesandte Expedition, dass andere Lebensformen in den Tiefen des Marianengrabens existieren können. Es wurden Proben von Bodensedimenten entnommen, die bewiesen, dass die Senke buchstäblich von Mikroben wimmelt. Diese Tatsache erstaunte Wissenschaftler, denn die dort herrschenden extremen Bedingungen sowie der enorme Druck sind alles andere als ein Paradies.
3. Bdelloidea
Bdelloidea-Rädertierchen sind unglaublich kleine weibliche Wirbellose, die normalerweise in Süßwasser vorkommen. Seit ihrer Entdeckung wurden keine Männchen dieser Art gefunden, und Rädertierchen vermehren sich ungeschlechtlich, was wiederum ihre eigene DNA zerstört. Sie stellen ihre native DNA wieder her, indem sie andere Arten von Mikroorganismen essen. Dank dieser Fähigkeit können Rädertierchen extremer Dehydrierung standhalten, außerdem sind sie in der Lage, Strahlungsstärken zu widerstehen, die die meisten lebenden Organismen auf unserem Planeten töten würden. Wissenschaftler glauben, dass ihre Fähigkeit, ihre DNA zu reparieren, das Ergebnis der Notwendigkeit ist, in einer extrem trockenen Umgebung zu überleben.
2. Kakerlake
Es gibt einen Mythos, dass Kakerlaken die einzigen lebenden Organismen sind, die einen Atomkrieg überleben werden. Tatsächlich können diese Insekten mehrere Wochen ohne Wasser und Nahrung auskommen, und darüber hinaus können sie wochenlang ohne Kopf leben. Kakerlaken gibt es seit 300 Millionen Jahren und haben sogar die Dinosaurier überlebt. Der Discovery Channel führte eine Reihe von Experimenten durch, die zeigen sollten, ob Kakerlaken mit starker nuklearer Strahlung überleben würden oder nicht. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass fast die Hälfte aller Insekten 1000-Rad-Strahlung überleben konnten (eine solche Strahlung kann einen erwachsenen gesunden Menschen in nur 10 Minuten Exposition töten), außerdem überlebten 10% der Kakerlaken, wenn sie 10.000-Rad-Strahlung ausgesetzt wurden , was der Strahlung einer Atomexplosion in Hiroshima entspricht. Leider überlebte keines dieser kleinen Insekten 100.000 Rad Strahlung.
1. Bärtierchen
Winzige Wasserorganismen namens Bärtierchen haben sich als die widerstandsfähigsten Organismen unseres Planeten erwiesen. Diese auf den ersten Blick niedlichen Tiere sind in der Lage, fast alle extremen Bedingungen zu überstehen, egal ob Hitze oder Kälte, enormer Druck oder hohe Strahlung. Sie können sogar im Weltraum einige Zeit überleben. Unter extremen Bedingungen und in einem Zustand extremer Austrocknung können diese Kreaturen mehrere Jahrzehnte am Leben bleiben. Sie erwachen zum Leben, man muss sie nur in einen Teich legen.
