Unele organisme, în comparație cu altele, au o serie de avantaje incontestabile, de exemplu, capacitatea de a rezista la temperaturi extrem de ridicate sau scăzute. Există o mulțime de astfel de creaturi vii rezistente în lume. În articolul de mai jos vă veți familiariza cu cele mai uimitoare dintre ele. Fără exagerare, sunt capabili să supraviețuiască chiar și în condiții extreme.
1. Păianjeni săritori din Himalaya
Gâștele de munte sunt cunoscute ca fiind printre cele mai înalte păsări zburătoare din lume. Ei sunt capabili să zboare la o altitudine de peste 6 mii de metri deasupra solului.
Știți unde se află cea mai înaltă așezare de pe Pământ? În Peru. Acesta este orașul La Rinconada, situat în Anzi, lângă granița cu Bolivia, la o altitudine de aproximativ 5100 de metri deasupra nivelului mării.
Între timp, recordul pentru cele mai înalte creaturi vii de pe planeta Pământ a revenit păianjenului săritor din Himalaya Euophrys omnisuperstes (Euophrys omnisuperstes - „stă deasupra tuturor”), care trăiește în colțuri și crăpături izolate de pe versanții Muntelui Everest. Alpiniștii le-au găsit chiar și la o altitudine de 6700 de metri. Acești păianjeni minusculi se hrănesc cu insecte care sunt aruncate în vârful muntelui de vânturile puternice. Sunt singurele viețuitoare care trăiesc permanent la o înălțime atât de mare, în afară, bineînțeles, de unele specii de păsări. De asemenea, se știe că păianjenii săritori din Himalaya sunt capabili să supraviețuiască chiar și în condiții de lipsă de oxigen.
2. Jumper cangur uriaș
Când ni se cere să numim un animal care poate rămâne fără apă de băut pentru perioade lungi de timp, primul lucru care ne vine în minte este cămila. Cu toate acestea, în deșertul fără apă, nu poate dura mai mult de 15 zile. Și nu, cămilele nu stochează apă în cocoașe, așa cum cred mulți în mod eronat. Între timp, pe Pământ există încă astfel de animale care trăiesc în deșert și sunt capabile să trăiască fără o singură picătură de apă toată viața!
Cangurii uriași săritori sunt înrudiți cu castorii. Durata lor de viață este de trei până la cinci ani. Saritorii canguri uriași primesc apă cu mâncare și se hrănesc în principal cu semințe.
Saritorii cangur giganți, după cum notează oamenii de știință, nu transpiră deloc, așa că nu pierd, ci, dimpotrivă, acumulează apă în corp. Le puteți găsi în Death Valley (California). Cangurii uriași săritori sunt în prezent pe cale de dispariție.
3. Viermi rezistenti la temperaturi ridicate
Deoarece apa conduce căldura departe de corpul uman de aproximativ 25 de ori mai eficient decât aerul, o temperatură de 50 de grade Celsius în adâncurile mării va fi mult mai periculoasă decât pe uscat. De aceea bacteriile prosperă sub apă, și nu organismele multicelulare care nu pot rezista la temperaturi prea ridicate. Dar sunt si exceptii...
Viermii anelide marini de adâncime Paralvinella sulfincola (Paralvinella sulfincola), care trăiesc în apropierea gurilor hidrotermale de pe fundul Oceanului Pacific, sunt poate cele mai iubitoare de căldură creaturi de pe planetă. Rezultatele unui experiment realizat de oamenii de știință cu încălzirea acvariului au arătat că acești viermi preferă să se stabilească acolo unde temperatura ajunge la 45-55 de grade Celsius.
4 Rechinul din Groenlanda
Rechinii din Groenlanda sunt una dintre cele mai mari creaturi vii de pe planeta Pământ, dar oamenii de știință nu știu aproape nimic despre ei. Ei înoată foarte încet, la egalitate cu înotătorul amator obișnuit. Cu toate acestea, este aproape imposibil să vezi rechinii din Groenlanda în apele oceanului, deoarece trăiesc de obicei la o adâncime de 1200 de metri.
Rechinii din Groenlanda sunt, de asemenea, considerați cele mai iubitoare de frig creaturi din lume. Preferă să locuiască în locuri unde temperatura ajunge la 1-12 grade Celsius.
Rechinii din Groenlanda trăiesc în ape reci, prin urmare, trebuie să conserve energie; asta explică faptul că înoată foarte încet - cu o viteză de cel mult doi kilometri pe oră. Rechinii din Groenlanda sunt numiți și „rechini adormiți”. În mâncare, nu sunt pretențioși: mănâncă tot ce pot prinde.
Potrivit unor oameni de știință, speranța de viață a rechinilor polari din Groenlanda poate ajunge la 200 de ani, dar până acum acest lucru nu a fost dovedit.
5. Diavol Viermi
Timp de decenii, oamenii de știință au crezut că doar organismele unicelulare ar putea supraviețui la adâncimi foarte mari. Se credea că formele de viață multicelulare nu pot trăi acolo din cauza lipsei de oxigen, a presiunii și a temperaturilor ridicate. Cu toate acestea, mai recent, cercetătorii au descoperit viermi microscopici la o adâncime de câteva mii de metri de suprafața pământului.
Nematodul Halicephalobus mephisto, numit după un demon din folclorul german, a fost descoperit de Gaetan Borgoni și Tallis Onstott în 2011 în probe de apă prelevate la o adâncime de 3,5 kilometri într-o peșteră din Africa de Sud. Oamenii de știință au descoperit că prezintă o rezistență ridicată în diferite condiții extreme, cum ar fi acei viermi rotunzi care au supraviețuit dezastrului navetei Columbia din 1 februarie 2003. Descoperirea viermilor diavolului ar putea extinde căutarea vieții pe Marte și pe orice altă planetă din galaxia noastră.
6. Broaște
Oamenii de știință au observat că unele tipuri de broaște literalmente îngheață la începutul iernii și, dezghețându-se primăvara, revin la o viață plină. În America de Nord, există cinci specii de astfel de broaște, dintre care cea mai comună este Rana sylvatica sau broasca de lemn.
Broaștele de pădure nu știu cum să se înfunde în pământ, așa că, odată cu apariția vremii reci, pur și simplu se ascund sub frunzele căzute și îngheață, ca tot ce este în jur. În interiorul corpului, au un mecanism natural de protecție „antigel” și, ca un computer, intră în „modul de repaus”. Pentru a supraviețui iernii, acestea sunt în mare măsură permise de rezervele de glucoză din ficat. Dar cel mai uimitor lucru este că broaștele de lemn își arată abilitățile uimitoare atât în sălbăticie, cât și în laborator.
7 Bacteriile de adâncime
Știm cu toții că cel mai adânc punct al Oceanului Mondial este șanțul Marianelor, care se află la o adâncime de peste 11 mii de metri. La fundul său, presiunea apei atinge 108,6 MPa, ceea ce este de aproximativ 1072 de ori mai mare decât presiunea atmosferică normală la nivelul Oceanului Mondial. În urmă cu câțiva ani, oamenii de știință care foloseau camere de înaltă rezoluție plasate în sfere de sticlă au descoperit amibe gigantice în șanțul Marianei. Potrivit lui James Cameron, care a condus expediția, în ea prosperă și alte forme de viață.
După ce au studiat probe de apă din fundul șanțului Marianei, oamenii de știință au găsit în el o cantitate uriașă de bacterii, care, în mod surprinzător, s-au înmulțit activ, în ciuda adâncimii mari și a presiunii extreme.
8. Bdelloidea
Rotiferele Bdelloidea sunt nevertebrate mici care se găsesc frecvent în apa dulce.
Reprezentanții rotiferelor Bdelloidea sunt lipsiți de masculi, iar populațiile sunt reprezentate doar de femele partenogenetice. Bdelloidea se reproduc asexuat, ceea ce, potrivit oamenilor de știință, le afectează negativ ADN-ul. Și care este cel mai bun mod de a depăși aceste efecte nocive? Răspuns: mâncați ADN-ul altor forme de viață. Prin această abordare, Bdelloidea a dezvoltat o capacitate uimitoare de a rezista la deshidratare extremă. Mai mult, pot supraviețui chiar și după ce au primit o doză letală de radiații pentru majoritatea organismelor vii.
Oamenii de știință cred că capacitatea Bdelloidea de a repara ADN-ul le-a fost oferită inițial pentru a supraviețui în condiții de temperaturi ridicate.
9. Gândaci
Există un mit popular conform căruia, după un război nuclear, doar gândacii vor supraviețui pe Pământ. Aceste insecte sunt capabile să treacă săptămâni fără hrană și apă, dar ceea ce este și mai uimitor este faptul că pot trăi multe zile după ce își pierd capul. Gândacii au apărut pe Pământ acum 300 de milioane de ani, chiar mai devreme decât dinozaurii.
Gazdele MythBusters dintr-unul dintre programe au decis să testeze capacitatea de supraviețuire a gândacilor în cursul mai multor experimente. În primul rând, au expus un număr de insecte la 1.000 de radi de radiație, o doză capabilă să omoare un om sănătos în câteva minute. Aproape jumătate dintre ei au reușit să supraviețuiască. După ce MythBusters au crescut puterea de radiație la 10 mii de rad (ca în bombardamentul atomic de la Hiroshima). De data aceasta, doar 10% dintre gândaci au supraviețuit. Când puterea de radiație a ajuns la 100 de mii de radi, niciun gândac, din păcate, nu a reușit să rămână în viață.
10 tardigrade
Nevertebratele microscopice acvatice, tardigradele, sunt probabil cele mai rezistente creaturi vii de pe planeta Pământ. Aceste, într-o oarecare măsură, creaturi drăguțe sunt capabile să supraviețuiască la orice: frig, căldură, presiune ridicată și chiar radiații puternice. Tardigradele sunt capabile să supraviețuiască în medii extreme intrând într-o stare de deshidratare care poate dura zeci de ani! Ei revin la o existență deplină imediat după ce sunt în apă.
Material pregătit de Rosemarina
P.S. Numele meu este Alexandru. Acesta este proiectul meu personal, independent. Mă bucur foarte mult dacă ți-a plăcut articolul. Vrei să ajuți site-ul? Căutați mai jos un anunț pentru ceea ce ați căutat recent.
Copyright site © - Această știre aparține site-ului și este proprietatea intelectuală a blogului, protejată de legea drepturilor de autor și nu poate fi folosită nicăieri fără un link activ către sursă. Citiți mai multe - „Despre calitatea de autor”
Cauți asta? Poate că asta nu ai putut găsi atât de mult timp?
Transformarea energiei luminii solare și a organismelor care o folosesc
Astăzi vom vorbi despre organismele care folosesc energia solară în viața lor. Pentru a face acest lucru, trebuie să atingeți o știință precum bioenergetica. Studiază metodele de conversie a energiei de către organismele vii și utilizarea acesteia în procesul vieții. Bioenergia se bazează pe termodinamică. Această știință descrie mecanismele de conversie a diferitelor tipuri de energie unele în altele. Inclusiv utilizarea și transformarea energiei solare de către diverse organisme. Cu ajutorul termodinamicii, este posibil să descriem pe deplin mecanismul energetic al proceselor care au loc în jurul nostru. Dar cu ajutorul termodinamicii este imposibil să înțelegem natura acestui sau aceluia proces. În acest articol vom încerca să explicăm mecanismul utilizării energiei solare de către organismele vii.
Pentru a descrie transformarea energiei în organismele vii sau în alte obiecte ale planetei noastre, ar trebui să le luăm în considerare din punctul de vedere al termodinamicii. Adică un sistem care face schimb de energie cu mediul și obiectele. Ele pot fi împărțite în următoarele sisteme:
- închis;
- izolat;
- Deschis.
După un timp, aceste substanțe se descompun și oferă organismului energie. Produsele lor de degradare sunt îndepărtate din organism. Locul lor în organism este ocupat de alte molecule. În acest caz, integritatea structurii corpului nu este încălcată. O astfel de asimilare și procesare a energiei în organism asigură reînnoirea organismului. Metabolismul energetic este necesar pentru existența tuturor organismelor vii. Când procesele de conversie a energiei din organism se opresc, acesta moare.
Lumina soarelui este sursa de energie biologică pe Pământ. Energia nucleară a Soarelui asigură generarea de energie radiantă. Atomii de hidrogen din steaua noastră sunt transformați în atomi de He ca rezultat al reacției. Energia eliberată în timpul reacției este eliberată sub formă de radiație gamma. Reacția în sine arată astfel:
4H ⇒ He4 + 2e + hv, unde
v ─ lungimea de undă a razelor gamma;
h este constanta lui Planck.
Mai târziu, după interacțiunea radiațiilor gamma și a electronilor, energia este eliberată sub formă de fotoni. Această energie luminoasă este emisă de corpul ceresc.
Când energia solară ajunge la suprafața planetei noastre, este captată și convertită de plante. În ele, energia soarelui este transformată în energie chimică, care este stocată sub formă de legături chimice. Acestea sunt legături care leagă atomii din molecule. Un exemplu este sinteza glucozei în plante. Prima etapă a acestei conversii de energie este fotosinteza. Plantele îl furnizează cu ajutorul clorofilei. Acest pigment asigură conversia energiei radiante în energie chimică. Există o sinteză de carbohidrați din H 2 O și CO 2. Acest lucru asigură creșterea plantelor și transferul de energie la etapa următoare.
Următoarea etapă a transferului de energie are loc de la plante la animale sau bacterii. În această etapă, energia carbohidraților din plante este transformată în energie biologică. Acest lucru se întâmplă în procesul de oxidare a moleculelor de plante. Cantitatea de energie primită corespunde cantității care a fost cheltuită pentru sinteză. O parte din această energie este transformată în căldură. Ca rezultat, energia este stocată în legăturile macroergice ale adenozin trifosfat. Deci energia solară, trecând printr-o serie de transformări, apare în organismele vii sub o formă diferită.
Aici merită să răspundeți la întrebarea frecventă: „Ce organelă folosește energia luminii solare?”. Acestea sunt cloroplaste implicate în procesul de fotosinteză. Îl folosesc pentru sinteza substanțelor organice din substanțe anorganice.
Fluxul continuu de energie este esența întregii vieți. Se mișcă constant între celule și organisme. La nivel celular, există mecanisme eficiente de conversie a energiei. Există 2 structuri principale în care are loc conversia energiei:
- Cloroplaste;
- Mitocondriile.
Omul, ca și alte organisme vii de pe planetă, își reînnoiește aprovizionarea cu energie din alimente. Mai mult, o parte din produsele consumate de origine vegetală (mere, cartofi, castraveți, roșii), și o parte din animale (carne, pește și alte fructe de mare). Animalele pe care le mâncăm își obțin energia și din plante. Prin urmare, toată energia primită de corpul nostru este convertită din plante. Și o obțin ca urmare a conversiei energiei solare.
În funcție de tipul de producție de energie, toate organismele pot fi împărțite în două grupe:
- Fototrofe. Atrageți energie din lumina soarelui;
- Chemotrofe. Ei primesc energie în timpul unei reacții redox.
Adică, energia solară este folosită de plante, iar animalele primesc energie care se află în moleculele organice în timp ce mănâncă plante.
Cum se transformă energia în organismele vii?
Există 3 tipuri principale de energie convertită de organisme:
- Conversia energiei radiante. Acest tip de energie transportă lumina soarelui. La plante, energia radiantă este captată de pigmentul clorofilă. Ca rezultat al fotosintezei, se transformă în energie chimică. Acesta, la rândul său, este utilizat în procesul de sinteză a oxigenului și alte reacții. Lumina soarelui transportă energie cinetică, iar la plante se transformă în energie potențială. Rezerva de energie rezultată este stocată în nutrienți. De exemplu, în carbohidrați;
- Conversia energiei chimice. Din carbohidrați și alte molecule, se transformă în energia legăturilor de fosfat de mare energie. Aceste transformări au loc în mitocondrii.
- Conversia energetică a legăturilor macroergice de fosfat. Este consumat de celulele unui organism viu pentru a efectua diverse tipuri de lucrări (mecanice, electrice, osmotice etc.).
În timpul acestor transformări, o parte din rezerva de energie se pierde și se disipează sub formă de căldură.
Utilizarea energiei stocate de către organisme
În procesul de metabolism, organismul primește o rezervă de energie care este cheltuită pentru munca biologică. Poate fi lucru ușor, mecanic, electric, chimic. Și o parte foarte mare din energia pe care corpul o cheltuiește sub formă de căldură.
Principalele tipuri de energie din organism sunt descrise pe scurt mai jos:
- Mecanic. Caracterizează mișcarea macrocorpurilor, precum și munca mecanică a mișcării lor. Poate fi împărțit în cinetică și potențială. Primul este determinat de viteza de mișcare a macro-corpurilor, iar al doilea este determinat de locația lor unul în raport cu celălalt;
- Chimic. Este determinată de interacțiunea atomilor dintr-o moleculă. Este energia electronilor care se deplasează de-a lungul orbitelor moleculelor și atomilor;
- Electric. Aceasta este interacțiunea particulelor încărcate, care le face să se miște într-un câmp electric;
- Osmotic. Se consumă atunci când se deplasează împotriva gradientului de concentrații de molecule de substanță;
- energie de reglare.
- Termic. Este determinată de mișcarea haotică a atomilor și moleculelor. Principala caracteristică a acestei mișcări este temperatura. Acest tip de energie este cel mai devalorizat dintre toate cele enumerate mai sus.
E h = 3/2rT, unde
r ─ constanta lui Boltzmann (1,380*10 -16 erg/grad).
Mai jos este o listă de 10 creaturi uimitor de rezistente care sunt capabile să supraviețuiască în condiții în care nicio altă creatură nu poate supraviețui.
Păianjenii săritori sunt o familie de păianjeni care conține mai mult de 500 de genuri și aproximativ 5.000 de specii, ceea ce reprezintă aproximativ 13% din toate speciile de păianjeni. Păianjenii săritori au o vedere foarte bună și sunt, de asemenea, capabili să sară cu mult peste dimensiunea corpului lor. Acești vânători diurni activi sunt răspândiți pe scară largă în întreaga lume, inclusiv în deșerturi, păduri tropicale și munți. În 1975, un reprezentant al acestei familii a fost descoperit chiar și în vârful celui mai înalt munte din lume - Everest.
Al nouălea pe listă este Cangurul Uriaș, o rozătoare pe cale de dispariție și care se găsește doar în statul California, SUA. Speranța sa de viață este de 2-4 ani. Toată viața sa scurtă, rozătoarea este capabilă să se descurce fără o singură picătură de apă potabilă. Ei obțin umiditatea necesară existenței din alimente, iar aceasta este în principal semințe.
Viermele Pompei (Alvinella pompejana)
Viermele Pompei este o specie de vierme de adâncime care a fost descoperit la începutul anilor 1980 în nord-estul Pacificului. Acești viermi gri pal pot crește până la 13 cm lungime. Viermele pompeian a rămas neexplorat multă vreme, deoarece atunci când încerca să-l ridice la suprafață, inevitabil a murit. Acest lucru se explică prin faptul că, în timpul ascensiunii, presiunea obișnuită pentru viermele pompeian a scăzut. Cu toate acestea, recent oamenii de știință francezi, cu ajutorul unor echipamente speciale care mențineau presiunea necesară a mediului, au reușit să livreze mai mulți indivizi la laborator vii și sănătoși. S-a dovedit că acești viermi sunt capabili să supraviețuiască la temperaturi destul de ridicate. Temperatura optimă pentru ei este de 42 ° C, dar când este încălzit la 50-55 ° C, viermele a murit.
Rechinii din Groenlanda sunt printre cei mai mari și mai puțin studiati rechini din lume. Ei trăiesc în apele Atlanticului de Nord la o temperatură de 1–12 ° C și o adâncime de până la 2.200 de metri, la care presiunea aproximativă este de 220 de atmosfere, sau aproximativ 9.700 de kilograme pe centimetru pătrat. Rechinii polari din Groenlanda sunt foarte lenți, viteza lor medie este de 1,6 km/h, iar maxima este de 2,7 km/h, de unde și a doua denumire „rechini adormiți”. Se hrănesc cu aproape tot ce pot prinde. Cei mai mari indivizi ai acestor rechini pot ajunge până la 7,3 m și cântăresc până la 1,5 tone, dar lungimea medie variază de la 2,44 la 4,8 m, iar greutatea medie nu depășește 400 kg. Durata lor de viață exactă este necunoscută, deși există o teorie că pot trăi până la 200 de ani. Este unul dintre cele mai longevive animale de pe planetă.
Timp de decenii, oamenii de știință au crezut că doar organismele unicelulare ar putea supraviețui la adâncimi foarte mari sub pământ din cauza presiunii ridicate, lipsei de oxigen și temperaturilor extreme. Cu toate acestea, după ce Gaetan Borgoni și Tallis Onstott au descoperit aceste organisme multicelulare în minereu la minele de aur Beatrix și Prefontaine din Africa de Sud la adâncimi de 0,9 km, 1,3 km și 3,6 km sub suprafața Pământului în 2011, ipoteza a fost respinsă. Viermii descoperiți, de 0,52-0,56 mm lungime, trăiau în mici acumulări de apă, a cărei temperatură era de 48 ° C. Halicephalobus mephisto este posibil cel mai profund organism multicelular viu de pe planetă.
Unele tipuri de broaște au fost găsite literalmente înghețate, dar odată cu debutul primăverii, s-au „decongelat” și și-au continuat activitatea vitală. Există cinci specii cunoscute ale acestor broaște în America de Nord. Cea mai comună este broasca de copac, care, pentru a ierna, pur și simplu se ascunde sub frunze și îngheață. Cel mai interesant lucru este că în timpul unei astfel de hibernare, inima broaștei se oprește.
Mulți oameni știu că cel mai adânc punct al Oceanului Mondial, precum și cel mai puțin explorat loc de pe planetă, este șanțul Marianelor, adânc de 11 km, unde presiunea este de aproximativ 1072 de ori presiunea atmosferică normală. În 2011, oamenii de știință folosind o cameră de înaltă rezoluție și un batiscaf modern au descoperit amibe uriașe la o adâncime de 10.641 de metri, care sunt de câteva ori mai mari (10 cm) decât rudele lor.
Bdelloidea
Bdelloidea este un animal din clasa rotiferelor care trăiește în apă dulce, sol umed și mușchi umed în întreaga lume. Sunt organisme microscopice, a căror lungime nu depășește 150–700 microni (0,15–0,7 mm). Pentru ochiul liber, sunt invizibili, dar atunci când sunt priviți cu o lupă, animalul Bdelloidea poate fi văzut ca mici puncte albe. Sunt capabili să supraviețuiască în condiții dure și uscate din cauza anhidrobiozei, o afecțiune care permite corpului animalului să se deshidrateze rapid și astfel să reziste la uscare. După cum s-a dovedit, în această stare animalul este capabil să stea până la 9 ani, așteptând condiții favorabile pentru întoarcere. Interesant este că încă de la descoperire nu a fost găsit niciun reprezentant masculin.
gândac de bucătărie
Un mit popular spune că, în cazul unui război nuclear, singurii supraviețuitori de pe Pământ vor fi gândacii. Nu este surprinzător că sunt considerate una dintre cele mai rezistente insecte, capabile să trăiască fără hrană și apă timp de o lună. Iar doza letală de radiații pentru aceste insecte este de 6-15 ori mai mare decât, de exemplu, pentru oameni. Cu toate acestea, ele încă nu sunt la fel de rezistente la radiații precum, de exemplu, muștele de fructe. Fosilele de gândaci găsite arată că au trăit cu 295-354 de milioane de ani în urmă, deci înaintea dinozaurilor, deși acești gândaci diferă cu siguranță ca aspect de gândacii moderni.
Tardigradele sunt animale microscopice descrise pentru prima dată de pastorul german Johann August Ephraim Götze în 1773. Ele sunt distribuite în întreaga lume, inclusiv pe fundul oceanului și în regiunile polare de la ecuator. Cel mai adesea locuit de licheni și perne de mușchi. Dimensiunea corpului acestor nevertebrate translucide este de 0,1-1,5 mm. Tardigradele au o rezistență incredibilă. Oamenii de știință au descoperit că tardigradele sunt capabile să supraviețuiască câteva minute la o temperatură de 151 ° C și, de asemenea, pot trăi câteva zile la o temperatură de minus 200 ° C. Ei au cedat, de asemenea, la radiațiile de 570.000 de roentgens, iar aproximativ 50% dintre tardigrade au rămas în viață (pentru oameni, o doză letală de 500 de roentgens). De asemenea, au fost plasați într-o cameră specială de înaltă presiune umplută cu apă și expuse la 6.000 de atmosfere, adică de 6 ori mai mult decât presiunea de pe fundul șanțului Marianei - animalele au rămas în viață. Există un caz cunoscut când mușchi, luat din deșert la aproximativ 120 de ani după uscarea lui, a fost pus în apă, iar unul dintre tardigradele care trăiau în el a dat semne de viață.
Universul este plin de energie, dar doar câteva tipuri sunt potrivite pentru organismele vii. Principala sursă de energie pentru marea majoritate a proceselor biologice de pe planeta noastră este lumina soarelui. Puterea de radiație a Soarelui este estimată în medie la 4 × 10 33 erg/s, ceea ce costă steaua noastră în pierderea anuală de 10 -15 -10 -14 de masă. Există, de asemenea, emițători mult mai puternici. De exemplu, de 1-2 ori pe secol în galaxia noastră apar explozii de supernove, fiecare dintre acestea fiind însoțită de o explozie puternică cu o putere mai mare de 10 41 erg/s. Iar quasarii (nucleele galaxiilor aflate la sute de milioane de ani lumină distanță de noi) radiază puteri și mai mari - 10 46 -10 47 erg/s.
Celula este unitatea de bază a vieții, lucrează continuu pentru a-și menține structura și, prin urmare, are nevoie de o aprovizionare constantă cu energie liberă. Din punct de vedere tehnologic, nu este ușor pentru ea să rezolve o astfel de problemă, deoarece o celulă vie trebuie să elibereze și să folosească energie la o temperatură constantă (și, în plus, destul de scăzută) într-un mediu apos diluat. În cursul evoluției, de-a lungul a sute de milioane de ani, s-au format mecanisme moleculare elegante și perfecte care pot funcționa cu o eficiență neobișnuită în condiții foarte blânde. Ca urmare, eficiența energia celulară este mult mai mare decât cea a oricăror dispozitive de inginerie inventate de om.
Transformatoarele de energie celulară sunt complexe de proteine speciale încorporate în membranele biologice. Indiferent dacă energia liberă pătrunde în celulă din exterior direct cu cuante de lumină (în timpul fotosintezei) sau ca urmare a oxidării produselor alimentare cu oxigenul atmosferic (în timpul respirației), aceasta începe mișcarea electronilor. Ca rezultat, sunt produse molecule de adenozin trifosfat (ATP), iar diferența de potențiale electrochimice de-a lungul membranelor biologice crește. ATP și potențialul de membrană sunt două surse relativ staționare de energie pentru toate tipurile de lucru intracelular.
Mișcarea materiei prin celule și organisme este ușor percepută de conștiința noastră ca o nevoie de hrană, apă, aer și îndepărtarea deșeurilor. Mișcarea energiei este aproape imperceptibilă. La nivel celular, ambele aceste fluxuri interacționează concertat în acea rețea extrem de complexă de reacții chimice care formează metabolismul celular. Procesele vieții la orice nivel, de la biosferă la o singură celulă, îndeplinesc în esență aceeași sarcină: conversia nutrienților, energiei și informațiilor într-o masă tot mai mare de celule, deșeuri și căldură.
Abilitatea de a capta energia și de a o adapta pentru a efectua diverse tipuri de muncă, aparent, este însăși forța de viață care i-a îngrijorat pe filosofi din timpuri imemoriale. La mijlocul secolului al XIX-lea. fizica a formulat legea conservării energiei, conform căreia energia este conservată într-un sistem izolat; ca urmare a anumitor procese, poate fi transformat în alte forme, dar cantitatea sa va fi întotdeauna constantă. Cu toate acestea, organismele vii nu sunt sisteme închise. Fiecare celulă vie a fost bine conștientă de acest lucru de sute de milioane de ani și își reface continuu rezervele de energie.
În timpul anului, plantele terestre și oceanice manipulează cantități colosale de materie și energie: asimilează 1,5 × 10 11 tone de dioxid de carbon, descompun 1,2 × 10 11 tone de apă, eliberează 2 × 10 11 tone de oxigen liber și stochează 6 × 10 tone. 20 de calorii energie solară sub formă de energie chimică a produselor de fotosinteză. Multe organisme, cum ar fi animalele, ciupercile și majoritatea bacteriilor, nu sunt capabile de fotosinteză: activitatea lor de viață depinde în întregime de materia organică și oxigen, care sunt produse de plante. Prin urmare, putem spune cu siguranță că, în general, biosfera există datorită energiei solare, iar înțelepții antici nu s-au înșelat deloc când au proclamat că soarele este baza vieții.
O excepție de la viziunea heliocentrică a fluxului global de energie sunt anumite tipuri de bacterii care trăiesc prin procese anorganice, cum ar fi reducerea dioxidului de carbon la metan sau oxidarea hidrogenului sulfurat. Unele dintre aceste creaturi „chemolitotrofice” sunt bine studiate (de exemplu, bacteriile metanogene care trăiesc în stomacul vacilor), dar numărul lor mare este necunoscut chiar microbiologilor. Majoritatea chimiolitotrofelor au ales habitate extrem de incomode, care sunt foarte greu de explorat – lipsiți de oxigen, prea acide sau prea fierbinți. Multe dintre aceste organisme nu pot fi cultivate în cultură pură. Până de curând, chimiolitotrofele erau considerate în mod obișnuit ca un fel de exotic, interesant din punct de vedere biochimic, dar de puțină importanță pentru bugetul energetic al planetei. În viitor, această poziție se poate dovedi a fi eronată din două motive. În primul rând, bacteriile se găsesc din ce în ce mai mult în locuri care anterior erau considerate sterile: în rocile extrem de adânci și fierbinți ale scoarței terestre. În timpul nostru, au fost identificate atât de multe habitate ale organismelor care pot extrage energie din procesele geochimice, încât populația lor poate reprezenta o proporție semnificativă din biomasa totală a planetei. În al doilea rând, există motive să credem că primele ființe vii depind de surse anorganice de energie. Dacă aceste ipoteze sunt justificate, opiniile noastre atât asupra fluxului global de energie, cât și asupra relației sale cu originea vieții s-ar putea schimba semnificativ.
Unele organisme au un avantaj special care le permite să reziste la cele mai extreme condiții, unde altele pur și simplu nu pot face față. Printre aceste abilități pot fi remarcate rezistența la presiuni enorme, temperaturi extreme și altele. Aceste zece creaturi din lista noastră vor oferi șanse oricui îndrăznește să revendice titlul de cel mai rezistent organism.
10 Păianjen săritor din Himalaya
Gâsca sălbatică asiatică este renumită pentru că zboară peste 6,5 kilometri, în timp ce cea mai înaltă așezare umană se află la 5.100 de metri în Anzii peruvieni. Cu toate acestea, recordul de mare altitudine nu aparține deloc gâștelor, ci păianjenului săritor din Himalaya (Euophrys omnisuperstes). Trăind la o altitudine de peste 6700 de metri, acest păianjen se hrănește în principal cu mici insecte aduse acolo de rafale de vânt. O caracteristică cheie a acestei insecte este capacitatea de a supraviețui în condiții de absență aproape completă a oxigenului.
9 Jumper cangur uriaș
De obicei, când ne gândim la animalele care pot trăi cel mai mult fără apă, ne vine imediat în minte cămila. Dar cămilele pot supraviețui fără apă în deșert doar 15 zile. Între timp, vei fi surprins când vei afla că există un animal pe lume care își poate trăi toată viața fără să bea o singură picătură de apă. Uriașul săritor cangur este o rudă apropiată a castorului. Speranța lor medie de viață este de obicei de 3 până la 5 ani. De obicei, aceștia obțin umiditate din alimente mâncând diferite semințe. În plus, aceste rozătoare nu transpiră, evitând astfel pierderea suplimentară de apă. De obicei, aceste animale trăiesc în Valea Morții și în prezent sunt amenințate cu dispariția.
Deoarece căldura din apă este transferată mai eficient organismelor, o temperatură a apei de 50 de grade Celsius va fi mult mai periculoasă decât aceeași temperatură a aerului. Din acest motiv, bacteriile se dezvoltă predominant în izvoarele subacvatice fierbinți, ceea ce nu se poate spune despre formele de viață multicelulare. Cu toate acestea, există un tip special de vierme numit paralvinella sulfincola, care este fericit să se așeze în locurile în care apa atinge temperaturi de 45-55 de grade. Oamenii de știință au efectuat un experiment în care unul dintre pereții acvariului a fost încălzit, drept urmare s-a dovedit că viermii au preferat să rămână în acest loc, ignorând locurile mai răcoroase. Se crede că această caracteristică s-a dezvoltat la viermi, astfel încât aceștia să se poată sărbători cu bacteriile care sunt abundente în izvoarele termale. Deoarece nu aveau dușmani naturali înainte, bacteriile erau o pradă relativ ușoară.
7 Rechinul din Groenlanda
Rechinul din Groenlanda este unul dintre cei mai mari și mai puțin studiati rechini de pe planetă. În ciuda faptului că înoată destul de încet (orice înotător amator le poate depăși), sunt extrem de rare. Acest lucru se datorează faptului că această specie de rechini, de regulă, trăiește la o adâncime de 1200 de metri. In plus, acest rechin este unul dintre cei mai rezistenti la frig. De obicei, ea preferă să stea în apă, a cărei temperatură oscilează între 1 și 12 grade Celsius. Deoarece acești rechini trăiesc în ape reci, ei trebuie să se miște extrem de încet pentru a minimiza utilizarea energiei lor. În mâncare sunt ilizibili și mănâncă tot ce le iese în cale. Zvonurile spun că durata lor de viață este de aproximativ 200 de ani, dar nimeni nu a putut încă să confirme sau să infirme.
6. Diavol Vierme
Timp de decenii, oamenii de știință au crezut că doar organismele unicelulare pot supraviețui la adâncimi mari. În opinia lor, presiunea ridicată, lipsa de oxigen și temperaturile extreme au stat în calea creaturilor multicelulare. Dar apoi viermi microscopici au fost descoperiți la o adâncime de câțiva kilometri. Numit halicephalobus mephisto, după un demon din folclorul german, a fost găsit în probe de apă la 2,2 kilometri sub pământ, într-o peșteră din Africa de Sud. Ei au reușit să supraviețuiască în condiții extreme de mediu, sugerând că viața este posibilă pe Marte și pe alte planete din galaxia noastră.
5. Broaște
Unele specii de broaște sunt cunoscute pe scară largă pentru capacitatea lor de a îngheța literalmente pentru întreaga perioadă de iarnă și de a prinde viață odată cu apariția primăverii. Cinci specii ale acestor broaște au fost găsite în America de Nord, dintre care cea mai comună este broasca comună. Deoarece broaștele de copac nu sunt foarte puternice la vizuină, pur și simplu se ascund sub frunzele căzute. Au o substanță precum antigelul în vene și, deși inimile lor se opresc în cele din urmă, acest lucru este temporar. Baza tehnicii lor de supraviețuire este concentrația uriașă de glucoză care intră în sânge din ficatul broaștei. Ceea ce este și mai surprinzător este faptul că broaștele sunt capabile să-și demonstreze capacitatea de a îngheța nu numai în mediul natural, ci și în laborator, permițând oamenilor de știință să-și dezvăluie secretele.
(banner_ads_inline)
4 microbi de adâncime
Știm cu toții că cel mai adânc punct din lume este șanțul Marianelor. Adâncimea sa atinge aproape 11 kilometri, iar presiunea de acolo depășește presiunea atmosferică de 1100 de ori. În urmă cu câțiva ani, oamenii de știință au reușit să găsească acolo amebe gigantice, pe care au reușit să le surprindă cu o cameră de înaltă rezoluție și protejate de o sferă de sticlă de presiunea enormă care domnește în partea de jos. Mai mult, o expediție recentă trimisă de însuși James Cameron a arătat că și alte forme de viață pot exista în adâncurile șanțului Marianelor. Au fost obținute mostre de sedimente de fund, care au demonstrat că depresiunea este literalmente plină de microbi. Acest fapt i-a uimit pe oamenii de știință, deoarece condițiile extreme care predomină acolo, precum și presiunea enormă, sunt departe de a fi un paradis.
3. Bdelloidea
Rotiferele Bdelloidea sunt nevertebrate feminine incredibil de mici, de obicei găsite în apă dulce. De la descoperirea lor, nu au fost găsiți masculi din această specie, iar rotiferii înșiși se reproduc asexuat, ceea ce, la rândul său, le distruge propriul ADN. Își restabilește ADN-ul nativ mâncând alte tipuri de microorganisme. Datorită acestei abilități, rotiferii pot rezista la deshidratare extremă, în plus, sunt capabili să reziste la niveluri de radiații care ar ucide majoritatea organismelor vii de pe planeta noastră. Oamenii de știință cred că capacitatea lor de a-și repara ADN-ul a apărut ca urmare a nevoii de a supraviețui într-un mediu extrem de arid.
2. Gândacul
Există un mit conform căruia gândacii vor fi singurele organisme vii care vor supraviețui unui război nuclear. De fapt, aceste insecte pot trăi fără apă și hrană câteva săptămâni și, mai mult, pot trăi săptămâni întregi fără cap. Gândacii există de 300 de milioane de ani, supraviețuind chiar și dinozaurilor. Discovery Channel a efectuat o serie de experimente care trebuiau să arate dacă gândacii vor supraviețui sau nu cu radiații nucleare puternice. Ca rezultat, s-a dovedit că aproape jumătate din toate insectele au supraviețuit la radiații de 1000 rad (o astfel de radiație poate ucide o persoană sănătoasă adultă în doar 10 minute de expunere), în plus, 10% dintre gândaci au supraviețuit atunci când sunt expuși la radiații de 10.000 rad. , care este egal cu radiația de la o explozie nucleară din Hiroshima. Din păcate, niciuna dintre aceste insecte mici nu a supraviețuit la 100.000 de radi de radiație.
1. Tardigrade
Micile organisme acvatice numite tardigrade s-au dovedit a fi cele mai rezistente organisme de pe planeta noastră. Acestea, la prima vedere, animale drăguțe sunt capabile să supraviețuiască aproape oricăror condiții extreme, fie că este vorba de căldură sau frig, presiune uriașă sau radiații mari. Ei sunt capabili să supraviețuiască ceva timp chiar și în spațiu. În condiții extreme și într-o stare de deshidratare extremă, aceste creaturi sunt capabile să rămână în viață timp de câteva decenii. Ele prind viață, nu trebuie decât să le așezi într-un iaz.
