Niektoré organizmy v porovnaní s inými majú množstvo nepopierateľných výhod, napríklad schopnosť odolávať extrémne vysokým alebo nízkym teplotám. Na svete je veľa takýchto odolných živých tvorov. V článku nižšie sa zoznámite s tými najúžasnejšími z nich. Bez preháňania sú schopné prežiť aj v extrémnych podmienkach.
1. Himalájske skákacie pavúky
Horské husi sú známe tým, že patria medzi najvyššie lietajúce vtáky na svete. Sú schopné lietať vo výške viac ako 6 tisíc metrov nad zemou.
Viete, kde sa nachádza najvyššie položená osada na Zemi? v Peru. Ide o mesto La Rinconada, ktoré sa nachádza v Andách neďaleko hraníc s Bolíviou v nadmorskej výške okolo 5100 metrov nad morom.
Medzitým rekord pre najvyššie živé tvory na planéte Zem získal himalájsky skákajúci pavúk Euophrys omnisuperstes (Euophrys omnisuperstes - „stojaci nad všetkým“), ktorý žije v odľahlých zákutiach a štrbinách na svahoch Mount Everestu. Horolezci ich našli aj v nadmorskej výške 6700 metrov. Tieto drobné pavúky sa živia hmyzom, ktorý na vrchol hory vyfúkne silné vetry. Sú to jediné živé tvory, ktoré trvalo žijú v takej veľkej výške, samozrejme okrem niektorých druhov vtákov. Je tiež známe, že himalájske skákacie pavúky sú schopné prežiť aj v podmienkach nedostatku kyslíka.
2. Obrovský klokan skokan
Keď sme požiadaní, aby sme pomenovali zviera, ktoré vydrží bez pitnej vody po dlhú dobu, prvá vec, ktorá nám príde na myseľ, je ťava. Na púšti bez vody však nevydrží viac ako 15 dní. A nie, ťavy neskladujú vodu v hrboch, ako sa mnohí mylne domnievajú. Medzitým na Zemi stále existujú také zvieratá, ktoré žijú v púšti a sú schopné žiť bez jedinej kvapky vody po celý život!
Obrovské skákacie kengury sú príbuzné bobrom. Ich životnosť je tri až päť rokov. Obrovské kengury dostávajú vodu s jedlom a živia sa hlavne semenami.
Obrovské kengury skokanov, ako poznamenávajú vedci, sa vôbec nepotia, takže nestrácajú, ale naopak akumulujú vodu v tele. Nájdete ich v Death Valley (Kalifornia). Obrie skákacie kengury sú v súčasnosti ohrozené.
3. Červy odolné voči vysokým teplotám
Keďže voda odvádza teplo z ľudského tela asi 25-krát efektívnejšie ako vzduch, teplota 50 stupňov Celzia v hlbinách mora bude oveľa nebezpečnejšia ako na súši. Preto sa pod vodou darí baktériám a nie mnohobunkovým organizmom, ktoré neznesú príliš vysoké teploty. Ale sú aj výnimky...
Morské hlbokomorské prstencové červy Paralvinella sulfincola (Paralvinella sulfincola), ktoré žijú v blízkosti hydrotermálnych prieduchov na dne Tichého oceánu, sú snáď najteplejšie živé tvory na planéte. Výsledky experimentu vedcov s vyhrievaním akvária ukázali, že tieto červy sa radšej usadzujú tam, kde teplota dosahuje 45-55 stupňov Celzia.
4 Žralok grónsky
Grónske žraloky sú jedným z najväčších živých tvorov na planéte Zem, no vedci o nich nevedia takmer nič. Plávajú veľmi pomaly, na rovnakej úrovni ako priemerný amatérsky plavec. Je však takmer nemožné vidieť grónske žraloky vo vodách oceánu, pretože zvyčajne žijú v hĺbke 1200 metrov.
Grónske žraloky sú tiež považované za najchladomilnejšie tvory na svete. Najradšej žijú na miestach, kde teplota dosahuje 1-12 stupňov Celzia.
Žraloky grónske žijú v chladných vodách, preto musia šetriť energiou; to vysvetľuje skutočnosť, že plávajú veľmi pomaly - rýchlosťou nie vyššou ako dva kilometre za hodinu. Grónskym žralokom sa hovorí aj „spiace žraloky“. V jedle nie sú vyberaví: jedia všetko, čo môžu chytiť.
Podľa niektorých vedcov môže dĺžka života grónskych polárnych žralokov dosiahnuť 200 rokov, zatiaľ to však nebolo dokázané.
5. Červce
Desaťročia si vedci mysleli, že vo veľmi veľkých hĺbkach môžu prežiť iba jednobunkové organizmy. Verilo sa, že mnohobunkové formy života tam nemôžu žiť kvôli nedostatku kyslíka, tlaku a vysokým teplotám. Nedávno však vedci objavili mikroskopické červy v hĺbke niekoľko tisíc metrov od zemského povrchu.
Háďatko Halicephalobus mephisto, pomenované po démonovi z nemeckého folklóru, objavili Gaetan Borgoni a Tallis Onstott v roku 2011 vo vzorkách vody odobratých v hĺbke 3,5 kilometra v jaskyni v Juhoafrickej republike. Vedci zistili, že vykazujú vysokú odolnosť v rôznych extrémnych podmienkach, ako napríklad škrkavky, ktoré prežili katastrofu raketoplánu Columbia 1. februára 2003. Objav diabolských červov by mohol rozšíriť hľadanie života na Marse a na každej inej planéte v našej galaxii.
6. Žaby
Vedci si všimli, že niektoré druhy žiab s nástupom zimy doslova zamrznú a po rozmrazení na jar sa vrátia do plnohodnotného života. V Severnej Amerike žije päť druhov takýchto žiab, z ktorých najbežnejšia je Rana sylvatica alebo Lesná žaba.
Lesné žaby sa nevedia zavŕtať do zeme, takže s nástupom chladného počasia sa jednoducho skryjú pod opadané lístie a zamrznú, ako všetko okolo. Vo vnútri tela majú prirodzený „nemrznúci“ ochranný mechanizmus a rovnako ako počítač prechádzajú do „režimu spánku“. Prežiť zimu im do veľkej miery umožňujú zásoby glukózy v pečeni. Ale najúžasnejšie je, že Drevené žaby ukazujú svoje úžasné schopnosti vo voľnej prírode aj v laboratóriu.
7 Hlbokomorské baktérie
Všetci vieme, že najhlbším bodom Svetového oceánu je priekopa Mariana, ktorá sa nachádza v hĺbke viac ako 11 tisíc metrov. Na jej dne dosahuje tlak vody 108,6 MPa, čo je asi 1072-krát viac ako je bežný atmosférický tlak na úrovni Svetového oceánu. Pred niekoľkými rokmi vedci pomocou kamier s vysokým rozlíšením umiestnených v sklenených guľôčkach objavili v Mariánskej priekope obrovské améby. Podľa Jamesa Camerona, ktorý expedíciu viedol, sa v nej darí aj iným formám života.
Vedci po preštudovaní vzoriek vody z dna priekopy Mariana v nej našli obrovské množstvo baktérií, ktoré sa prekvapivo aktívne množili aj napriek veľkej hĺbke a extrémnemu tlaku.
8. Bdelloidea
Bdelloidea rotifers sú malé bezstavovce, ktoré sa bežne vyskytujú v sladkej vode.
Zástupcom Bdelloidea rotifers chýbajú samce a v populáciách sú zastúpené len partenogenetické samice. Bdelloidea sa rozmnožujú nepohlavne, čo podľa vedcov negatívne ovplyvňuje ich DNA. A aký je najlepší spôsob, ako prekonať tieto škodlivé účinky? Odpoveď: jesť DNA iných foriem života. Vďaka tomuto prístupu si Bdelloidea vyvinula úžasnú schopnosť odolávať extrémnej dehydratácii. Navyše môžu prežiť aj po tom, čo dostanú smrteľnú dávku žiarenia pre väčšinu živých organizmov.
Vedci sa domnievajú, že schopnosť Bdelloidea opravovať DNA im bola pôvodne daná na prežitie v podmienkach vysokých teplôt.
9. Šváby
Existuje populárny mýtus, že po jadrovej vojne prežijú na Zemi iba šváby. Tento hmyz je schopný vydržať týždne bez jedla a vody, no ešte úžasnejšie je, že môže žiť mnoho dní po tom, čo príde o hlavu. Šváby sa na Zemi objavili pred 300 miliónmi rokov, dokonca skôr ako dinosaury.
Hostitelia Mythbusters v jednom z programov sa rozhodli otestovať prežitie švábov v priebehu niekoľkých experimentov. Najprv vystavili množstvo hmyzu 1000 radom žiarenia, čo je dávka schopná zabiť zdravého človeka v priebehu niekoľkých minút. Takmer polovici z nich sa podarilo prežiť. Po tom, čo Bociči mýtov zvýšili výkon žiarenia na 10 tisíc rad (ako pri atómovom bombardovaní Hirošimy). Tentoraz prežilo iba 10 percent švábov. Keď sila žiarenia dosiahla 100 000 radov, ani jednému švábovi sa, žiaľ, nepodarilo zostať nažive.
10 Tardigradov
Vodné mikroskopické bezstavovce, tardigrady, sú pravdepodobne najodolnejšie živé tvory na planéte Zem. Tieto do istej miery roztomilé stvorenia sú schopné prežiť všetko: chlad, teplo, vysoký tlak a dokonca aj silné žiarenie. Tardigrady sú schopné prežiť v extrémnych podmienkach tým, že sa dostanú do stavu dehydratácie, ktorý môže trvať desaťročia! Okamžite po pobyte vo vode sa vrátia do plnej existencie.
Materiál pripravila Rosemarina
P.S. Volám sa Alexander. Toto je môj osobný, nezávislý projekt. Som veľmi rád, ak sa vám článok páčil. Chcete pomôcť stránke? Stačí sa nižšie pozrieť na inzerát na to, čo ste nedávno hľadali.
Copyright stránky © - Tieto novinky patria tejto stránke a sú duševným vlastníctvom blogu, chránené autorským zákonom a nemožno ich nikde použiť bez aktívneho odkazu na zdroj. Prečítajte si viac - "O autorstve"
Hľadáte toto? Možno je to to, čo ste tak dlho nemohli nájsť?
Transformácia energie slnečného svetla a organizmy, ktoré ju využívajú
Dnes si povieme niečo o organizmoch, ktoré vo svojom živote využívajú slnečnú energiu. Aby ste to dosiahli, musíte sa dotknúť takej vedy, ako je bioenergetika. Študuje spôsoby premeny energie živými organizmami a jej využitie v procese života. Bioenergia je založená na termodynamike. Táto veda popisuje mechanizmy vzájomnej premeny rôznych druhov energie. Vrátane využitia a premeny slnečnej energie rôznymi organizmami. Pomocou termodynamiky je možné plne popísať energetický mechanizmus procesov prebiehajúcich okolo nás. Ale pomocou termodynamiky nie je možné pochopiť povahu tohto alebo toho procesu. V tomto článku sa pokúsime vysvetliť mechanizmus využívania slnečnej energie živými organizmami.
Aby sme opísali transformáciu energie v živých organizmoch alebo iných objektoch našej planéty, mali by sme ich zvážiť z hľadiska termodynamiky. Teda systém, ktorý si vymieňa energiu s okolím a predmetmi. Môžu byť rozdelené do nasledujúcich systémov:
- ZATVORENÉ;
- izolovaný;
- OTVORENÉ.
Po chvíli sa tieto látky rozložia a dodajú telu energiu. Ich produkty rozpadu sa z tela odstraňujú. Ich miesto v tele je vyplnené inými molekulami. V tomto prípade nie je narušená integrita štruktúry tela. Takáto asimilácia a spracovanie energie v tele zabezpečuje obnovu tela. Energetický metabolizmus je nevyhnutný pre existenciu všetkých živých organizmov. Keď sa procesy premeny energie v tele zastavia, telo zomrie.
Slnečné svetlo je zdrojom biologickej energie na Zemi. Jadrová energia Slnka zabezpečuje tvorbu žiarivej energie. Atómy vodíka v našej hviezde sa v dôsledku reakcie premenia na atómy He. Energia uvoľnená počas reakcie sa uvoľňuje vo forme gama žiarenia. Samotná reakcia vyzerá takto:
4H ⇒ He4 + 2e + vv, kde
v ─ vlnová dĺžka gama lúčov;
h je Planckova konštanta.
Neskôr, po interakcii gama žiarenia a elektrónov, sa energia uvoľňuje vo forme fotónov. Túto svetelnú energiu vyžaruje nebeské teleso.
Keď sa slnečná energia dostane na povrch našej planéty, je zachytená a premenená rastlinami. V nich sa energia slnka premieňa na chemickú energiu, ktorá sa ukladá vo forme chemických väzieb. Sú to väzby, ktoré spájajú atómy v molekulách. Príkladom je syntéza glukózy v rastlinách. Prvou fázou tejto premeny energie je fotosyntéza. Rastliny ho poskytujú pomocou chlorofylu. Tento pigment zabezpečuje premenu energie žiarenia na energiu chemickú. Dochádza k syntéze uhľohydrátov z H2O a CO2. To zabezpečuje rast rastlín a presun energie do ďalšej fázy.
Ďalšia fáza prenosu energie nastáva z rastlín na zvieratá alebo baktérie. V tomto štádiu sa energia sacharidov v rastlinách premieňa na biologickú energiu. K tomu dochádza v procese oxidácie rastlinných molekúl. Množstvo prijatej energie zodpovedá množstvu, ktoré bolo vynaložené na syntézu. Časť tejto energie sa premieňa na teplo. V dôsledku toho sa energia ukladá v makroergických väzbách adenozíntrifosfátu. Takže slnečná energia prechádzajúca sériou premien sa v živých organizmoch objavuje v inej forme.
Tu stojí za to odpovedať na často kladenú otázku: "Aká organela využíva energiu slnečného svetla?". Sú to chloroplasty zapojené do procesu fotosyntézy. Používajú ho na syntézu organických látok z anorganických látok.
Nepretržitý tok energie je podstatou všetkého života. Neustále sa pohybuje medzi bunkami a organizmami. Na bunkovej úrovni existujú účinné mechanizmy na premenu energie. Existujú 2 hlavné štruktúry, kde dochádza k premene energie:
- chloroplasty;
- Mitochondrie.
Človek, podobne ako ostatné živé organizmy na planéte, si dopĺňa zásoby energie z potravy. Okrem toho časť spotrebovaných produktov rastlinného pôvodu (jablká, zemiaky, uhorky, paradajky) a časť živočíšneho (mäso, ryby a iné morské plody). Zvieratá, ktoré jeme, získavajú energiu aj z rastlín. Preto sa všetka energia prijatá naším telom premieňa z rastlín. A získajú ho v dôsledku premeny slnečnej energie.
Podľa typu výroby energie možno všetky organizmy rozdeliť do dvoch skupín:
- Fototrofy. čerpať energiu zo slnečného žiarenia;
- Chemotrofy. Energiu dostávajú počas redoxnej reakcie.
To znamená, že slnečnú energiu využívajú rastliny a zvieratá prijímajú energiu, ktorá je v organických molekulách, keď jedia rastliny.
Ako sa premieňa energia v živých organizmoch?
Existujú 3 hlavné typy energie, ktorú organizmy premieňajú:
- Premena žiarivej energie. Tento typ energie prenáša slnečné svetlo. V rastlinách energiu žiarenia zachytáva pigment chlorofyl. V dôsledku fotosyntézy sa mení na chemickú energiu. To sa zase používa v procese syntézy kyslíka a iných reakcií. Slnečné svetlo nesie kinetickú energiu a v rastlinách sa mení na potenciálnu energiu. Výsledná energetická rezerva sa ukladá do živín. Napríklad v sacharidoch;
- Premena chemickej energie. Zo sacharidov a iných molekúl sa mení na energiu vysokoenergetických fosfátových väzieb. Tieto premeny prebiehajú v mitochondriách.
- Energetická premena makroergických fosfátových väzieb. Spotrebúvajú ho bunky živého organizmu na vykonávanie rôznych druhov prác (mechanická, elektrická, osmotická atď.).
Pri týchto premenách sa časť energetických rezerv stráca a rozptýli vo forme tepla.
Využitie uloženej energie organizmami
V procese metabolizmu dostáva telo energetickú rezervu, ktorá sa vynakladá na biologickú prácu. Môže ísť o ľahké, mechanické, elektrické, chemické práce. A veľmi veľkú časť energie telo minie vo forme tepla.
Hlavné typy energie v tele sú stručne opísané nižšie:
- Mechanický. Charakterizuje pohyb makrotelies, ako aj mechanickú prácu ich pohybu. Dá sa rozdeliť na kinetickú a potenciálnu. Prvá je určená rýchlosťou pohybu makrotelies a druhá je určená ich umiestnením vo vzťahu k sebe navzájom;
- Chemický. Je určená interakciou atómov v molekule. Je to energia elektrónov, ktoré sa pohybujú po dráhach molekúl a atómov;
- Elektrický. Ide o interakciu nabitých častíc, ktorá spôsobuje ich pohyb v elektrickom poli;
- Osmotický. Spotrebúva sa pri pohybe proti gradientu koncentrácií molekúl látok;
- regulačnej energie.
- Termálne. Je určená chaotickým pohybom atómov a molekúl. Hlavnou charakteristikou tohto pohybu je teplota. Tento typ energie je zo všetkých vyššie uvedených najviac znehodnotený.
Eh = 3/2rT, kde
r ─ Boltzmannova konštanta (1,380*10 -16 erg/deg).
Nižšie je uvedený zoznam 10 úžasne odolných tvorov, ktoré sú schopné prežiť v podmienkach, v ktorých nemôže prežiť žiadny iný tvor.
Skákavé pavúky sú čeľaď pavúkov obsahujúca viac ako 500 rodov a asi 5 000 druhov, čo je približne 13 % všetkých druhov pavúkov. Skákavé pavúky majú veľmi dobrý zrak a sú tiež schopné skákať ďaleko za veľkosť svojho tela. Títo aktívni denní lovci sú široko rozšírení po celom svete vrátane púští, dažďových pralesov a hôr. V roku 1975 bol zástupca tejto rodiny objavený dokonca aj na vrchole najvyššej hory sveta - Everestu.
Deviaty na zozname je obrovský skokanský klokan, hlodavec, ktorý je ohrozený a vyskytuje sa iba v štáte Kalifornia v USA. Jeho životnosť je 2-4 roky. Po celý svoj krátky život sa hlodavec zaobíde bez jedinej kvapky pitnej vody. Vlhkosť potrebnú pre existenciu získavajú z potravy, a tou sú najmä semená.
Pompejský červ (Alvinella pompejana)
Pompejský červ je druh hlbokomorského červa, ktorý bol objavený začiatkom 80. rokov 20. storočia na severovýchode Tichého oceánu. Tieto svetlosivé červy môžu dorásť až do dĺžky 13 cm. Pompejský červ zostal dlho nepreskúmaný, pretože pri pokuse dostať ho na povrch nevyhnutne zomrel. Vysvetľuje to skutočnosť, že počas výstupu sa obvyklý tlak pre pompejského červa znížil. Nedávno sa však francúzskym vedcom s pomocou špeciálneho zariadenia, ktoré udržiavalo potrebný tlak okolia, podarilo dopraviť do laboratória niekoľko jedincov živých a zdravých. Ukázalo sa, že tieto červy sú schopné prežiť pri pomerne vysokých teplotách. Optimálna teplota pre nich je 42 ° C, ale pri zahriatí na 50-55 ° C červ zomrel.
Grónske žraloky patria medzi najväčšie a najmenej prebádané žraloky na svete. Žijú vo vodách severného Atlantiku pri teplote 1–12 °C a hĺbke až 2 200 metrov, pri ktorých je približný tlak 220 atmosfér, teda asi 9 700 kilogramov na centimeter štvorcový. Grónske polárne žraloky sú veľmi pomalé, ich priemerná rýchlosť je 1,6 km / h a maximálna je 2,7 km / h, odtiaľ pochádza druhé meno „spiace žraloky“. Živia sa takmer všetkým, čo ulovia. Najväčší jednotlivci týchto žralokov môžu dosiahnuť až 7,3 m a vážiť až 1,5 tony, ale priemerná dĺžka sa pohybuje od 2,44 do 4,8 m a priemerná hmotnosť nepresahuje 400 kg. Ich presná dĺžka života nie je známa, hoci existuje teória, že môžu žiť až 200 rokov. Je to jedno z najdlhšie žijúcich zvierat na planéte.
Po celé desaťročia vedci verili, že iba jednobunkové organizmy môžu prežiť vo veľmi veľkých hĺbkach pod zemou kvôli vysokému tlaku, nedostatku kyslíka a extrémnym teplotám. Po tom, čo Gaetan Borgoni a Tallis Onstott v roku 2011 objavili tieto mnohobunkové organizmy v rude v zlatých baniach Beatrix a Prefontaine v Južnej Afrike v hĺbkach 0,9 km, 1,3 km a 3,6 km pod zemským povrchom, bola hypotéza vyvrátená. Objavené červy, dlhé 0,52–0,56 mm, žili v malých akumuláciách vody s teplotou 48 °C. Halicephalobus mephisto je možno najhlbšie žijúci mnohobunkový organizmus na planéte.
Niektoré druhy žiab sa našli doslova zamrznuté, no s nástupom jari sa „roztopili“ a pokračovali vo svojej životne dôležitej činnosti. V Severnej Amerike je známych päť druhov týchto žiab. Najbežnejšia je rosnička, ktorá sa na prezimovanie jednoducho schová pod listy a zamrzne. Najzaujímavejšie je, že počas takejto hibernácie sa žabe zastaví srdce.
Mnoho ľudí vie, že najhlbším bodom Svetového oceánu a zároveň najmenej preskúmaným miestom na planéte je Mariánska priekopa hlboká 11 km, kde je tlak asi 1072-násobok normálneho atmosférického tlaku. V roku 2011 vedci pomocou kamery s vysokým rozlíšením a moderného batyskafu objavili v hĺbke 10 641 metrov obrovské améby, ktoré sú niekoľkonásobne väčšie (10 cm) ako ich príbuzní.
Bdelloidea
Bdelloidea je zviera z triedy vírnikov, ktoré žije v sladkej vode, vlhkej pôde a mokrom machu po celom svete. Sú to mikroskopické organizmy, ktorých dĺžka nepresahuje 150–700 mikrónov (0,15–0,7 mm). Voľným okom sú neviditeľné, no pri pohľade cez zväčšovacie sklo je zviera Bdelloidea vidieť ako malé biele bodky. Sú schopné prežiť v drsných, suchých podmienkach v dôsledku anhydrobiózy, stavu, ktorý umožňuje telu zvieraťa rýchlo sa dehydratovať, a tak odolávať vysychaniu. Ako sa ukázalo, v tomto stave je zviera schopné zostať až 9 rokov a čaká na priaznivé podmienky na návrat. Zaujímavosťou je, že od objavu sa zatiaľ nenašiel ani jeden mužský zástupca.
šváb
Populárny mýtus hovorí, že v prípade jadrovej vojny budú jedinými preživšími na Zemi šváby. Nie je prekvapením, že sú považované za jeden z najodolnejších hmyzu, ktorý je schopný žiť bez jedla a vody jeden mesiac. A smrteľná dávka žiarenia pre tento hmyz je 6-15 krát väčšia ako napríklad pre ľudí. Stále však nie sú tak odolné voči žiareniu ako napríklad ovocné mušky. Nájdené fosílie švábov ukazujú, že žili pred 295 až 354 miliónmi rokov, teda pred dinosaurami, hoci tieto šváby sa od moderných švábov určite líšili.
Tardigrady sú mikroskopické zvieratá, ktoré prvýkrát opísal nemecký pastor Johann August Ephraim Götze v roku 1773. Sú distribuované po celom svete, vrátane dna oceánov a polárnych oblastí na rovníku. Najčastejšie obývané lišajníkmi a machovými vankúšmi. Veľkosť tela týchto priesvitných bezstavovcov je 0,1-1,5 mm. Tardigrady majú neuveriteľnú výdrž. Vedci zistili, že tardigrady sú schopné prežiť niekoľko minút pri teplote 151 °C a môžu žiť aj niekoľko dní pri teplote mínus 200 °C. Podľahli aj žiareniu 570 000 röntgenov a približne 50 % tardigradov zostalo nažive (pre ľudí smrteľná dávka 500 röntgenov). Umiestnili ich aj do špeciálnej vysokotlakovej komory naplnenej vodou a vystavenej pôsobeniu 6000 atmosfér, čo je 6-krát viac ako tlak na dne Mariánskej priekopy – zvieratá zostali nažive. Známy je prípad, keď bol mach odobratý z púšte asi 120 rokov po vyschnutí umiestnený do vody a jeden z tardigradov, ktoré sa v ňom nachádzali, vykazoval známky života.
Vesmír je naplnený energiou, no len niekoľko druhov z nej je vhodných pre živé organizmy. Hlavným zdrojom energie pre veľkú väčšinu biologických procesov na našej planéte je slnečné svetlo. Sila žiarenia Slnka sa odhaduje v priemere na 4 × 10 33 erg/s, čo našu hviezdu stojí ročnú stratu 10 -15 -10 -14 hmoty. Existujú aj oveľa výkonnejšie žiariče. Napríklad 1-2 krát za storočie v našej galaxii dochádza k výbuchom supernov, z ktorých každý je sprevádzaný silnou explóziou so silou viac ako 10 41 erg/s. A kvazary (jadrá galaxií vzdialené od nás stovky miliónov svetelných rokov) vyžarujú ešte väčšie výkony – 10 46 -10 47 erg/s.
Bunka je základnou jednotkou života, neustále pracuje na udržaní svojej štruktúry, a preto potrebuje neustály prísun voľnej energie. Technologicky pre ňu nie je jednoduché takýto problém vyriešiť, keďže živá bunka musí uvoľňovať a využívať energiu pri konštantnej (a navyše dosť nízkej) teplote v zriedenom vodnom prostredí. V priebehu evolúcie, počas stoviek miliónov rokov, sa vytvorili elegantné a dokonalé molekulárne mechanizmy, ktoré môžu fungovať s nezvyčajnou účinnosťou vo veľmi miernych podmienkach. V dôsledku toho účinnosť bunková energia je oveľa vyššia ako energia akýchkoľvek inžinierskych zariadení vynájdených človekom.
Transformátory bunkovej energie sú komplexy špeciálnych proteínov uložených v biologických membránach. Bez ohľadu na to, či sa voľná energia dostane zvonka do bunky priamo so svetelnými kvantami (pri fotosyntéze) alebo v dôsledku oxidácie potravinových produktov vzdušným kyslíkom (pri dýchaní), spúšťa pohyb elektrónov. V dôsledku toho sa vytvárajú molekuly adenozíntrifosfátu (ATP) a rozdiel v elektrochemických potenciáloch naprieč biologickými membránami sa zvyšuje. ATP a membránový potenciál sú dva relatívne stacionárne zdroje energie pre všetky druhy vnútrobunkovej práce.
Pohyb hmoty cez bunky a organizmy naše vedomie ľahko vníma ako potrebu odstraňovania potravy, vody, vzduchu a odpadu. Pohyb energie je takmer nepostrehnuteľný. Na bunkovej úrovni oba tieto prúdy vzájomne spolupracujú v tejto mimoriadne zložitej sieti chemických reakcií, ktoré tvoria bunkový metabolizmus. Životné procesy na akejkoľvek úrovni, od biosféry až po jedinú bunku, v podstate vykonávajú rovnakú úlohu: premieňajú živiny, energiu a informácie na čoraz väčšie množstvo buniek, odpadových produktov a tepla.
Schopnosť zachytávať energiu a prispôsobovať ju na vykonávanie rôznych druhov práce je zrejme práve tou životnou silou, ktorá znepokojuje filozofov už od nepamäti. V polovici XIX storočia. fyzika sformulovala zákon zachovania energie, podľa ktorého sa energia zachováva v izolovanom systéme; v dôsledku určitých procesov sa môže premeniť na iné formy, ale jeho množstvo bude vždy konštantné. Živé organizmy však nie sú uzavreté systémy. Každá živá bunka si to už stovky miliónov rokov dobre uvedomuje a neustále si dopĺňa zásoby energie.
Pozemné a oceánske rastliny počas roka manipulujú s obrovským množstvom hmoty a energie: asimilujú 1,5 × 10 11 ton oxidu uhličitého, rozložia 1,2 × 10 11 ton vody, uvoľnia 2 × 10 11 ton voľného kyslíka a uskladnia 6 × 10 20 kalórií slnečná energia vo forme chemickej energie produktov fotosyntézy. Mnohé organizmy, ako sú zvieratá, huby a väčšina baktérií, nie sú schopné fotosyntézy: ich životná aktivita je úplne závislá od organickej hmoty a kyslíka, ktoré produkujú rastliny. Preto môžeme s istotou povedať, že biosféra vo všeobecnosti existuje vďaka slnečnej energii a starí mudrci sa vôbec nemýlili, keď hlásali, že slnko je základom života.
Výnimkou z heliocentrického pohľadu na globálny energetický tok sú určité druhy baktérií, ktoré žijú anorganickými procesmi, ako je redukcia oxidu uhličitého na metán alebo oxidácia sírovodíka. Niektoré z týchto „chemolitotrofných“ tvorov sú dobre preštudované (napríklad metanogénne baktérie žijúce v žalúdku kráv), no ich obrovské množstvo nepoznajú ani mikrobiológovia. Väčšina chemolithotrofov si vybrala extrémne nepohodlné biotopy, ktoré je veľmi ťažké preskúmať – bez kyslíka, príliš kyslé alebo príliš horúce. Mnohé z týchto organizmov nemožno pestovať v čistej kultúre. Chemolithotrofy boli donedávna bežne považované za akúsi exotiku, zaujímavú z biochemického hľadiska, ale málo významnú pre energetický rozpočet planéty. V budúcnosti sa táto pozícia môže ukázať ako chybná z dvoch dôvodov. Po prvé, baktérie sa čoraz častejšie nachádzajú na miestach, ktoré boli predtým považované za sterilné: v extrémne hlbokých a horúcich horninách zemskej kôry. V našej dobe bolo identifikovaných toľko biotopov organizmov, ktoré môžu získavať energiu z geochemických procesov, že ich populácia môže predstavovať významný podiel z celkovej biomasy planéty. Po druhé, existuje dôvod domnievať sa, že úplne prvé živé bytosti záviseli od anorganických zdrojov energie. Ak sú tieto predpoklady opodstatnené, naše názory na globálny energetický tok a jeho vzťah k vzniku života by sa mohli výrazne zmeniť.
Niektoré organizmy majú špeciálnu výhodu, ktorá im umožňuje vydržať tie najextrémnejšie podmienky, s ktorými si iné jednoducho nevedia poradiť. Medzi týmito schopnosťami možno zaznamenať odolnosť voči obrovskému tlaku, extrémnym teplotám a iným. Týchto desať tvorov z nášho zoznamu dá šancu každému, kto sa odváži získať titul najodolnejšieho organizmu.
10 Himalájsky skákajúci pavúk
Ázijská divá hus je známa tým, že preletí vyše 6,5 kilometra, pričom najvyššie položené ľudské osídlenie je vo výške 5100 metrov v peruánskych Andách. Výškový rekord však vôbec nepatrí husám, ale skokanovi himalájskemu (Euophrys omnisuperstes). Tento pavúk, ktorý žije v nadmorskej výške viac ako 6700 metrov, sa živí najmä drobným hmyzom, ktorý tam prináša poryvy vetra. Kľúčovou vlastnosťou tohto hmyzu je schopnosť prežiť v podmienkach takmer úplnej absencie kyslíka.
9 Obrovský klokan skokan
Zvyčajne, keď sa zamyslíme nad zvieratami, ktoré dokážu žiť najdlhšie bez vody, okamžite nám napadne ťava. Ale ťavy vydržia bez vody v púšti len 15 dní. Medzitým budete prekvapení, keď zistíte, že na svete existuje zviera, ktoré dokáže prežiť celý život bez toho, aby vypilo čo i len kvapku vody. Obrovský klokan skokan je blízkym príbuzným bobra. Ich priemerná dĺžka života je zvyčajne 3 až 5 rokov. Vlhkosť zvyčajne získavajú z potravy jedením rôznych semien. Okrem toho sa tieto hlodavce nepotia, čím sa zabráni ďalšej strate vody. Zvyčajne tieto zvieratá žijú v Údolí smrti a v súčasnosti im hrozí vyhynutie.
Keďže teplo vo vode sa efektívnejšie prenáša na organizmy, teplota vody 50 stupňov Celzia bude oveľa nebezpečnejšia ako rovnaká teplota vzduchu. Z tohto dôvodu sa baktériám darí prevažne v horúcich podmorských prameňoch, čo sa nedá povedať o mnohobunkových formách života. Existuje však špeciálny druh červa, nazývaného paralvinella sulfincola, ktorý sa s radosťou usadzuje na miestach, kde voda dosahuje teploty 45-55 stupňov. Vedci vykonali experiment, pri ktorom bola jedna zo stien akvária vyhrievaná, v dôsledku čoho sa ukázalo, že červy radšej zostali na tomto mieste a ignorovali chladnejšie miesta. Predpokladá sa, že táto vlastnosť sa vyvinula u červov, aby si mohli pochutnávať na baktériách, ktoré sú bohaté na horúce pramene. Keďže predtým nemali prirodzených nepriateľov, baktérie boli pomerne ľahkou korisťou.
7 Žralok grónsky
Grónsky žralok je jedným z najväčších a najmenej prebádaných žralokov na planéte. Napriek tomu, že plávajú dosť pomaly (predbehne ich každý amatérsky plavec), sú mimoriadne zriedkavé. Dôvodom je skutočnosť, že tento druh žralokov spravidla žije v hĺbke 1200 metrov. Okrem toho je tento žralok jedným z najodolnejších voči chladu. Väčšinou preferuje pobyt vo vode, ktorej teplota kolíše od 1 do 12 stupňov Celzia. Keďže tieto žraloky žijú v chladných vodách, musia sa pohybovať extrémne pomaly, aby sa minimalizovala spotreba ich energie. V jedle sú nečitateľné a zjedia všetko, čo im príde do cesty. Povráva sa, že ich životnosť je približne 200 rokov, no nikto to zatiaľ nedokázal potvrdiť ani vyvrátiť.
6. Čertovský červ
Desaťročia vedci verili, že vo veľkých hĺbkach môžu prežiť iba jednobunkové organizmy. Mnohobunkovým tvorom podľa ich názoru stál v ceste vysoký tlak, nedostatok kyslíka a extrémne teploty. Potom však boli v hĺbke niekoľkých kilometrov objavené mikroskopické červy. Pomenovali ho halicephalobus mephisto podľa démona z nemeckého folklóru a našli ho vo vzorkách vody 2,2 kilometra pod zemou v jaskyni v Juhoafrickej republike. Boli schopní prežiť extrémne podmienky prostredia, čo naznačuje, že život je možný na Marse a iných planétach v našej galaxii.
5. Žaby
Niektoré druhy žiab sú všeobecne známe svojou schopnosťou doslova mrznúť na celé zimné obdobie a ožívať s príchodom jari. V Severnej Amerike bolo nájdených päť druhov týchto žiab, z ktorých najbežnejšia je rosnička obyčajná. Keďže rosničky nie sú veľmi silné pri hrabe, jednoducho sa schovávajú pod opadané lístie. V žilách im koluje látka ako nemrznúca zmes, a hoci sa im srdce nakoniec zastaví, je to dočasné. Základom ich techniky prežitia je obrovská koncentrácia glukózy, ktorá sa do krvného obehu dostáva z pečene žaby. O to prekvapujúcejší je fakt, že žaby sú schopné preukázať svoju schopnosť mrznúť nielen v prirodzenom prostredí, ale aj v laboratóriu, čo vedcom umožňuje odhaliť ich tajomstvá.
(banner_ads_inline)
4 hlbokomorské mikróby
Všetci vieme, že najhlbším bodom na svete je Mariánska priekopa. Jeho hĺbka dosahuje takmer 11 kilometrov a tlak tam prevyšuje atmosférický tlak 1100-krát. Pred pár rokmi sa tam vedcom podarilo nájsť obrie améby, ktoré sa im podarilo zachytiť kamerou s vysokým rozlíšením a ochrániť ich sklenenou guľou pred obrovským tlakom, ktorý vládne na dne. Nedávna expedícia vyslaná samotným Jamesom Cameronom navyše ukázala, že v hlbinách priekopy Mariana môžu existovať aj iné formy života. Získali sa vzorky spodných sedimentov, ktoré dokázali, že priehlbina sa doslova hemží mikróbmi. Táto skutočnosť vedcov ohromila, pretože extrémne podmienky, ktoré tam panujú, ako aj obrovský tlak, majú od raja ďaleko.
3. Bdelloidea
Bdelloidea rotifers sú neuveriteľne malé samice bezstavovcov, ktoré sa zvyčajne nachádzajú v sladkej vode. Od ich objavu sa nenašli žiadni samci tohto druhu a samotné vírniky sa rozmnožujú nepohlavne, čo následne ničí ich vlastnú DNA. Obnovujú svoju natívnu DNA požitím iných typov mikroorganizmov. Vďaka tejto schopnosti vírniky znesú extrémnu dehydratáciu, navyše sú schopné odolať úrovniam žiarenia, ktoré by zabili väčšinu živých organizmov na našej planéte. Vedci sa domnievajú, že ich schopnosť opraviť si DNA vznikla ako dôsledok potreby prežiť v extrémne suchom prostredí.
2. Šváb
Existuje mýtus, že šváby budú jedinými živými organizmami, ktoré prežijú jadrovú vojnu. V skutočnosti môže tento hmyz žiť bez vody a potravy niekoľko týždňov, ba čo viac, môže žiť aj týždne bez hlavy. Šváby sú tu už 300 miliónov rokov, dokonca prežili dinosaury. Discovery Channel uskutočnil sériu experimentov, ktoré mali ukázať, či šváby prežijú alebo nie so silným jadrovým žiarením. V dôsledku toho sa ukázalo, že takmer polovica všetkého hmyzu bola schopná prežiť žiarenie 1000 rad (takéto žiarenie môže zabiť dospelého zdravého človeka len za 10 minút expozície), navyše 10 % švábov prežilo, keď boli vystavené žiareniu 10 000 rad, čo sa rovná žiareniu z jadrového výbuchu v Hirošime. Žiaľ, žiaden z týchto malých hmyzu neprežil 100 000 radov žiarenia.
1. Tardigrades
Drobné vodné organizmy nazývané tardigrady sa ukázali ako najodolnejšie organizmy našej planéty. Tieto na prvý pohľad milé zvieratká sú schopné prežiť takmer akékoľvek extrémne podmienky, či už je to teplo alebo chlad, obrovský tlak alebo vysoká radiácia. Sú schopní prežiť nejaký čas aj vo vesmíre. V extrémnych podmienkach a v stave extrémnej dehydratácie sú tieto tvory schopné zostať nažive niekoľko desaťročí. Ožívajú, stačí ich umiestniť do jazierka.
