Биосфера определяется в словарях, как оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Но нигде не сказано: где проходят границы биосферы? Когда-то ученые думали, что на дне океанов никто не живет, так как там очень холодно, темно, давит огромный столб воды и отсутствует пища.
Черные курильщикиНо в 1977 году были открыты "черные курильщики" – гидротермальные источники на дне океанов, которые извергают воду температурой до 400 °C. Из-за большого давления эта вода не кипит, а находится в сверхкритическом состоянии. И около этих источников "своя жизнь"! Особенные крабы, рыбы, невиданные ранее живые организмы, жизнь, существующая не за счет фотосинтеза, а за счет хемосинтеза.
Когда-то считалось, что жизни не может быть в горячих источниках, кислотах, холодных пустынях, под землей, а потом были найдены экстремофилы – живые существа, которые приспособлены к абсолютно разным, неприемлемым для нас условиям существования.
Конечно, в основном это микроорганизмы. Но жизнью наполнен каждый миллиметр биосферы: криптоэндолиты живут в микроскопических пространствах внутри скал, анаэробы – в тех местах, где нет кислорода, гиполиты – под камнями в холодных пустынях, пьезофилы – далеко в недрах земли.
Почва в стеклянных колбахНижняя граница биосферы все время отодвигается. Пока жизнь удается найти везде, где проходили такие исследования: на нефтяных месторождениях, в золотых рудниках, подо льдом в Гренландии и Антарктиде, а также в отложениях и скальных породах на дне океана. Понятно, что условия окружающей среды там чрезвычайно неблагоприятные: давление в 10-100 раз превышает атмосферное, а температура может колебаться от нуля до 60 градусов Цельсия.
Однако жизнь есть и там. Вот, например, в Южной Африке на глубине 2,8 км под землей обнаружена уникальная экосистема, всё население которой представлено одним-единственным видом бактерий. Этот микроб (Desulforudis audaxviator), живет в полном одиночестве в горячей подземной воде, на полном "хозрасчете", самостоятельно производя все то, что нужно ему для жизни. Но обычно в подземных недрах живут "семьями", это много видов микроорганизмов, которые обычно образуют симбиотические комплексы, то есть помогают друг другу, деля между собой биохимические функции.
Насчет верхней границы биосферы также ведутся дискуссии. Недавно учеными ЦНИИ МАШ были проведен эксперимент "Тест", который заключался в том, что космонавты во время выхода в открытый космос, протерли иллюминатор Международной космической станции.
После доставки пробоотборника на Землю, смывы с тампонов и материал тампонов (находившееся в пробоотборнике в вакууме) были проанализированы на присутствие бактериальной ДНК методом гнездовой ПЦР. Результат ошеломил: жизнь есть и там! Эксперимент "Тест" надежно доказал, что в пробах космической пыли найдены представителей родов Mycobacteria и бактерии неизвестного рода. Присутствие представителей диких наземных и морских родов бактерий в количестве не менее 10 копий на квадратный сантиметр поверхности МКС указывает на их возможный перенос из стратосферы в ионосферу с восходящей ветвью глобальной электрической цепи.
Хотя, может быть, космонавты нашли "своих бактерий"? Сами занесли их в пробирки, а потом выделили с помощью ПЦР?
Поясняет главный исследователь — Антон Сыроешкин, доктор биологических наук: "Для исключения заноса в космос земных бактерий, пробоотборник "ТЕСТ" до отправки на МКС был автоклавирован и простерилизован гамма-излучением. После отбора пыли с поверхности МКС космонавт ввинчивает держатель тампона в корпус пробоотборника "ТЕСТ" в открытом космосе так, что тампон остается в вакууме до вскрытия пробоотборника в наземной лаборатории, что является также важным моментом для исключения контаминацией нуклеиновыми кислотами."
Получается, ответ нужно искать все-таки в устройстве глобальной электрической цепи – единой атмосферной "электрической машины", или, ионосферного лифта. Возможно именно он связывает всю биосферу в одну общую сеть, границы которой только сейчас начинают нащупываться учеными.
Источник: РИА Новости
Денис Хенинг (Dennis Höning) и Тилман Шпон (Tilman Spohn) из Германского аэрокосмического центра при Института планетологии в Берлине создали модель эволюции планеты с учетом влияния живых организмов на размер континентов и тектонику плит. Моделирование показало, что на безжизненной планете континенты занимали бы не более 30% поверхности, а то и гораздо меньше (сейчас — 40%). Ученые доложили свои результаты на ежегодной встрече Европейского геофизического общества, которая проходит в эти дни в Вене (Австрия), сообщает Science.
Размер и форма континентов до некоторой степени контролируется биосферой, полагают ученые. В частности, биосфера вырабатывает кислород и образует уникальную земную атмосферу, которая влияет на химические процессы на поверхности Земли — выветривание, эрозию горных пород. Земную кору преобразуют живые организмы, например, корни растений иногда проникают в горные породы, разрушая их, а микроорганизмы участвуют в преобразовании горных пород.
Ученые напоминают давно известный факт, что жизнь на Земле зародилась около 3,5 млрд лет назад, и примерно в это же время началось движение континентов — процесс, продолжающийся до сих пор. Но какая может быть связь между двумя процессами? Планетологи из Германии построили модель эволюции планеты и жизни на ней, и выяснили, что сначала, по мере сокращения выветривания и эрозии континенты остаются обширными, но со временем, если убрать из модели жизнь, континенты уменьшаются. Сейчас они занимают 40% поверхности планеты. Без биосферы в лучшем случае они занимали бы 30%, а в худшем — 10% поверхности Земли.
Исследователи предложили следующее объяснение влияния биосферы на тектонику плит: известно, что плиты с континентами сталкиваются друг с другом, после чего их массы опускаются вниз в мантию планеты, где и плавятся. Осадочный чехол на континентах содержит большое количество воды, до 40%, океаническая кора с ее осадками еще более насыщена водой, поскольку покрыта ею. Когда весь этот пропитанный водой материал попадает в мантию, он вызывает там кипение, что проявляется в виде мощного вулканизма и излияний лавы. Например, такого рода вулканизм существует в окраинных морях Дальнего Востока, в зоне Альпийского складчатого пояса. Запускается своего рода положительная обратная связь — больше воды попадает в мантию, сильнее бурлит мантия, мощнее вулканизм и резвее движутся плиты земной коры по планете.
Так вот, планетологи Хенинг и Шпон считают, что не будь биосферы, воды в мантию попадало бы меньше. А раз так, то в конечном счете размеры континентов сократились бы. Они полагают даже, что соотношение площади континентов и океанов можно считать одним из индикаторов для поиска обитаемых планет во Вселенной.
Подробнее: Научная Россия
Развитие средств прямого обнаружения экзопланет идёт полным ходом и ставит перед исследователями вопрос: как полученные изображения экзопланет и экзолун можно использовать для определения их обитаемости? Астрономы из Германии и США, проведя моделирование различных вариантов такой «окраски», пришли к выводу, что по ней действительно можно судить о наличии и даже до некоторой степени о составе биосферы.
Бóльшая часть доминирующих на Земле форм жизни демонстрируют резкий скачок альбедо в красной и инфракрасной частях спектра. (Графики Siddharth Hegde, Lisa Kaltenegger.)Как выглядит из космоса Земля, известно: в 1990 году по просьбе
Однако так планета выглядела не всегда, и очень вероятно, что такого цвета нет у многих потенциально обитаемых планет за пределами нашей Солнечной системы.Даже на сегодняшней Земле доминирующие цвета фотосинтезирующих организмов не обязательно зелёные — как показывают эти бактерии-галофилы из австралийских солёных озёр. (Фото Cheetham Salt Limited.)
Более того, гипотетический наблюдатель (с аппаратурой соответствующего уровня) из другой звёздной системы разглядит не только этот (голубой) цвет. Давно известно, что при суточном вращении Земли поглощение красного света будет периодически резко падать («
С другой стороны, отмечают исследователи, анализ цвета способен помочь при выявлении менее развитой жизни — например, экстремофильной. Лишайники, биоплёнки, цианобактериальные маты эффективно обнаруживаются по специфическим цветам, и их доминирование, несомненно, придаст поверхности планеты свои оттенки.
В целом авторы работы при выборе объектов рекомендуют отдавать предпочтение планетам голубой части спектра перед красноватыми типа Марса. Среди прочего такой цвет сигнализирует о значительном присутствии жидкой воды, что повышает шансы на обнаружение жизни.
В то же время остаются варианты, не поддающиеся обнаружению названным способом. Почвенные экстремофилы для защиты от ультрафиолета и иных угроз могут вовсе исчезнуть с поверхности, и тогда их влияние на цвет экзопланеты будет минимально. Очень сложно также наблюдать планеты с серьёзной облачностью…
И ещё одно. Современный научный мир не вполне твёрдо уверен в исключительности нынешних оттенков земной тверди. Ведь в иные геологические эпохи окрас мог отличаться от сегодняшнего, не так ли? Скажем, гипотеза «
Кстати, предполагается, что зелёный цвет хлорофилловые организмы приобрели случайно — в конкуренции с пурпурными. После же вытеснения тех, первичных автотрофов зелёный закрепился как общая черта фотосинтезирующих организмов. Словом, если гипотеза верна, то зелёный цвет даже в условиях жизни под солнцеподобной звездой случаен, а потому не может рассматриваться как достоверное свидетельство высокоразвитой жизни.
С препринтом соответствующего исследования можно ознакомиться
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
23-08-2012 Просмотров:13517 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей
Учёные проанализировали молекулярно-генетические отличия мозга человека от мозга обезьян. Хотя у шимпанзе мозг в два раза меньше, чем у человека, учёные полагают, что главные отличия нашего мозга от обезьяньего — качественные,...
14-09-2015 Просмотров:6951 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые выяснили, что на поддержание работы глаз у организмов уходит рекордно много энергии. В особенности это относится к малькам рыб. Мексиканских тетр (Astyanax mexicanus)К такому выводу пришли шведские биологи из Лундского...
21-03-2017 Просмотров:6534 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Антропологи выяснили, что шимпанзе в Уганде живут рекордно долго. Ожидаемая продолжительность жизни этих обезьян при рождении составляет 32,8 лет для обоих полов. Для сравнения, аналогичный показатель для мужчин и женщин...
15-11-2018 Просмотров:2792 Новости Геологии Антоненко Андрей
Изучение структуры дна Марианской впадины помогло геологам вычислить примерное количество воды в недрах Земли и обнаружить, что ее там примерно в три раза больше, чем считалось ранее. Их выводы были представлены в журнале Nature. Трехмерная...
09-09-2012 Просмотров:10135 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Самые агрессивные дьяволы чаще всего умирают от лицевой опухоли. Тасманийский дьяволАвстралийские ученые выявили связь между агрессивностью тасманийских дьяволов и развитием лицевых опухолей, которые поставили этих животных на грань вымирания. Результаты исследования...
Анализ окаменелостей, обнаруженных в северной части Эфиопии 4 года назад археологами во главе с Йоханнесом Хэйли-Селасси (Yohannes Haile-Selassie) из Музея естественной истории в Кливленде, позволяет говорить о том, что на…
Ученые исследовали уникальную способность раковины улиток, живущих на дне океана, рассеивать и усиливать свет намного лучше, чем любые созданные человеком приборы. Раковины морских улиток Hinea brasiliana рассеивать и усиливать светМногие морские…
Во время биосинтеза рибосома строит полипептидную цепь в соответствии с кодом, который она читает на матричной РНК. Сырьё для постройки белка приходит к рибосоме в виде аминоацилированных транспортных РНК: к каждой…
Рыбки брызгуны, обитатели пресноводных водоёмов, добывают пищу необычным способом, сбивая насекомых струйкой воды. Рыба видит цель, сидящую на листе или на ветке над водой, и буквально плюёт в неё мощной…
У российских специалистов осталась всего неделя на то, чтобы добраться до антарктического озера Восток и успешно завершить грандиозный двадцатилетний проект (собиралисьещё в прошлом году, но не вышло). Если получится, человечество впервые…
Тираннозавры уверенно занимают место самых страшных хищников за всю историю Земли. Однако бок о бок с ними жили и отлично себя чувствовали огромные стада утконосых ящеров – гадрозавров. Американские палеонтологи…
Палеонтологи откопали в Индии кости животного, которое близко к предкам непарнокопытных. Находка доказывает, что непарнокопытные могли произойти в этом регионе, когда он был отдельным континентом. Cambaytherium thewissiК такому выводу пришли американские…
Ученые выяснили, как паразитическим грибам удается манипулировать поведением муравьев. Оказалось, грибы строят в теле муравья трехмерную сеть из гифов (грибных нитей), но при этом оставляют его мозг нетронутым. Мышечное волокно муравья,…
Биологи пришли к выводу, что строение нервной системы не позволяет рыбам чувствовать боль. Такое заключение заставляет пересмотреть представления о рыбалке как об антигуманном занятии. Об этом говорится в статье, подготовленной группой…