Biologia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Biologia > Ekologia > Zbiór esejów 
  Indeks
Ekologia
Ekosystemy
Ekosystemy niezwykłe
Głębie oceaniczne
Ekosystemy trawiaste
Zmiany w środowisku
Efekt cieplarniany
Wstęp
Krótka historia klimatu
Rola Słońca
Niezwykłe położenie . .
Rola organizmów . . .
CO2
Zagrożenia
Katastrofy ekologiczne
Katastrofy a ewolucja
organizmów żywych

  Źródło
Wybrane fragmenty pochodzą z książki
Ziemia i życie autorstwa Marcina Ryszkiewicza


  Głębie oceaniczne, cd.
 
Pęknięte dno
 
W roku 1977 rozpoczęto badanie tzw. dolin ryftowych na dnie oceanów. Była to nowa i nie znana wcześniejszym pokoleniom badaczy struktura geologiczna, stanowiąca rodzaj gigantycznego pęknięcia, która opasuje całą kulę ziemską na obszarach abysalnych. Doliny ryftowe są miejscem niezwykłym – są to bowiem „otwarte rany” Ziemi, gdzie rozgrzane do czerwoności, stopione skały płaszcza naszej planety wypływają na powierzchnię, szybko krzepnąc i tworząc kuliste ciała, zwane lawami poduszkowymi. To tu powstaje stale, od setek milionów lat, nowa skorupa bazaltowa, wyścielająca dna oceanów, i stąd bierze się również zjawisko ekspansji oceanów, dzięki czemu i kontynenty mogą „dryfować” po powierzchni Ziemi. Cała właściwie tektonika ziemskiego globu zależy, w ostatecznym rachunku, od tego, co dzieje się na podwodnych ryftach.
       Kiedy w roku 1977 amerykański batyskaf Alvin rozpoczął bezpośrednie badania szczelin ryftowych, oczekiwano raczej geofizycznych aniżeli biologicznych sensacji. Są to bowiem, na pozór, miejsca jeszcze mniej nadające się do życia niż te, o których dotąd mówiliśmy. Wylewom gorącej lawy towarzyszą tu wycieki przegrzanej do ponad 350°C wody hydrotermalnej, przesyconej siarczkami metali, metanem i amoniakiem. Jest to więc prawdziwie piekielny zestaw czynników – ogromne ciśnienie, „trujący” skład wody i temperatury, w jakich żaden znany organizm nie może egzystować.
       Tym większe było zdumienie, kiedy wiosną 1977 roku kamery Alvina zarejestrowały na jednym z dymiących kominów ryftu Galapagos, na wschodnim Pacyfiku, niebywałą obfitość żywych organizmów, jakiej spodziewać się można tylko w najbogatszych ziemskich ekosystemach. A wszystko to miało miejsce na obszarze, gdzie ocean „na górze” był wyjątkowo mało produktywny – deszcz trupów opadający z warstwy fotycznej był niezwykle ubogi i skąpy.
 
Oazy pustyń oceanicznych
 
Ekosystemy oaz ryftowych rozmieszczone są zwykle koncentrycznie wokół fontanny, z której tryska przegrzana i silnie zmineralizowana woda hydrotermalna o temperaturze wahającej się od kilku do 350°C (istnienie wody o tak wysokiej temperaturze możliwe jest tylko dzięki ogromnemu ciśnieniu). Najbardziej rzucającym się w oczy rysem tych oaz są gęste „zarośla” złożone z długich białych rurek, blisko stłoczonych i otaczających miejsce wytrysku cieczy. Rurki te stanowią schronienie osobliwych „robaków” (ich czerwone ciała wystają przez otwór górny) należących do rzadkiego typu zwierząt Pogonophora (rurkoczułkowców), które też odkryto zresztą przed niewielu laty. Biomasa tych robaków osiąga wartości nie spotykane na tych głębokościach. Oceny dokonane na ryfcie Galapagos i dotyczące jednego tylko gatunku robaka (Riftia) dają wartości rzędu 10–15 kg/m2 – a więc do 100 tysięcy razy (!) więcej niż na rozciągającym się w najbliższym sąsiedztwie dnie oceanu.
       Oazy ryftowe pozbawione są zupełnie roślin, co na tych głębokościach jest zrozumiałe, a dostawę „z góry” można całkiem pominąć. Co więcej, same robaki ryftowe nie mają w ogóle przewodu pokarmowego, otworu gębowego i odbytu. Rodzi to nie tylko pytanie: czym, z braku roślin, mogą się one odżywiać, ale także: jak proces odżywiania może w ogóle się u nich odbywać? Tym bardziej, że większość występującej tam fauny (w tym tak wysoko zorganizowanej jak na przykład małże) ma przewody pokarmowe albo skrajnie zredukowane, albo nie ma ich wcale.
       Odpowiedź na to pytanie przynosi – choć pośrednio – analiza składu wody hydrotermalnej. Otóż obok siarkowodoru, metanu czy jonów metalicznych zawiera ona również duże ilości różnych bakterii chemosyntetyzujących, produkujących materię organiczną wprost z dwutlenku węgla i siarkowodoru (a więc SO2 zamiast H2O jak u roślin) i korzystających z energii chemicznej wyzwalanej przy utlenianiu związków siarczkowych (zamiast z energii promieni słonecznych). Bakterie te są więc producentami, czyli autotrofami – odpowiednikiem roślin na lądach lub planktonu roślinnego w warstwie fotycznej oceanu. Wszystkie wyższe szczeble piramidy troficznej oaz mogłyby więc zależeć od tej bakteryjnej podstawy pokarmowej. Wystarczyłoby, aby konsumenci pierwszego stopnia (na przykład robaki ryftowe) pożerali tak produkowaną żywność i przerabiali ją na swe własne ciała. Kłopot w tym, że robaki ryftowe nie mogą ani kogokolwiek, ani czegokolwiek pożerać – z braku gęby i układy pokarmowego właśnie. Z drugiej strony wyliczenia wykazują, że zawartość bakterii w wodzie jest o cały rząd wielkości za niska, by tak bogaty zespół wyżywić, gdyby nawet wszystkie bakterie mogły trafić w jakiś sposób do wnętrza ciała robaków. Gdzie leży więc błąd w rozumowaniu?
       Rozwiązanie okazało się proste, choć nieoczekiwane. Robaki ryftowe nie muszą bakterii pożerać ani w żaden sposób ich pochłaniać, hodują je bowiem w swych organizmach, dostarczając im wszystkiego, co im do życia potrzeba. W zamian korzystają z produktów ich przemiany materii. Żyją z nimi więc w pełnej symbiozie lub może nawet więcej – traktują je niemal jak organelle swego ciała, coś w rodzaju ciałek zieleni u roślin (też w końcu będących potomkami dawnych bakterii symbiotycznych).
       Robaki ryftowe są więc zwierzętami na swój sposób autotroficznymi – nie pobierają pożywienia z zewnątrz, lecz produkują je wewnątrz swych ciał, korzystając z pomocy bakterii.2 Samo pojęcie „zwierzę” w odniesieniu do nich traci swój sens. A jeśli weźmiemy jeszcze pod uwagę, że żyją one przyrośnięte do dna tworząc prawdziwe, falujące zarośla i nie mają żadnych widomych narządów zmysłów, ich podobieństwo do roślin staje się doprawdy zdumiewające.
       Ale i to nie wszystko. Zarośla robaków ryftowych są bowiem „spasane” przez inne zwierzęta, w tym kraby i ryby. Obgryzają one wystające z rurek „czułki” (gałązki skrzelowe), nie zabijając przy tym samych robaków, gdyż ich skrzela odrastają po tej operacji. Z braku prawdziwych roślin w oazach podwodnych robaki ryftowe przejęły na siebie niemal wszystkie ich funkcje – i to wydaje się w tym najbardziej niezwykłe.
       Odkrywanie tajemnic oaz ryftowych dopiero się rozpoczęło. Już wiemy, na czym opiera się ta wyjątkowa na Ziemi piramida troficzna, znamy też częściowo kolejne jej szczeble, do najwyższych drapieżników włącznie (głównie ryby, kraby i ośmiornice). Znamy też różne osobliwości niższych szczebli piramidy – na przykład odkryte niedawno ryby, które spędzają życie bezpośrednio nad wypływem wód hydrotermalnych, w pozycji pionowej, z głową skierowaną do dołu. Sądzi się, że łowią one wprost bakterie z gorącej zawiesiny, stosując znaną metodę „na skróty”, czyli pobierania pożywienia bezpośrednio u samej podstawy piramidy; podobnie robią wieloryby fiszbinowce, żerujące na planktonie oceanicznym.
       Tym, co uderza szczególnie przy badaniu ekosytemu oaz ryftowych, jest ich niemal doskonale zamknięty charakter. Stanowią one izolowany od wpływów zewnętrznych, nie powiązany z resztą ziemskich ekosystemów świat, korzystający z własnego „zasilania” i niezależny od wszystkiego, co dzieje się „na górze” (a także „z boku”). Ekologowie podkreślają chętnie współzależność całego życia na Ziemi pokazując, jak naruszenie jednego elementu wywołać może nieoczekiwane skutki w innych, często pozornie niezależnych systemach. Staje się z wolna dla wszystkich oczywiste, że nie można bezkarnie zmieniać żadnego elementu tej ekologicznej układanki, bo wpłynąć to może pośrednio na wszystkie lub wiele pozostałych elementów, a w konsekwencji i na całą „układankę” – a innej nie mamy. Otóż w przypadku, o którym mowa, może być inaczej. Wydaje się, że świat oaz ryftowych jest tak dokładnie odizolowany od innych ekosystemów, że jego istnienie, bądź nieistnienie, nie wpływa w znaczący sposób na to, co dzieje się gdzie indziej, nawet w najbliższych okolicach. Chyba że istnieją jakieś związki, o których jeszcze nic nie wiemy.

2 Pogonofory, nie tylko w oazach ryftowych, są niecodziennym typem zwierząt pozbawionych zupełnie wewnętrznych narządów pokarmowych i trawiących swe ofiary „zewnętrznie”, w obrębie wieńca czułków (lofoforu), który przejmuje na siebie funkcję takiego pozaustrojowego „jelita”. U rifii ten proces zerwania z układem pokarmowym poszedł o krok dalej.
góra strony
                   
  
[1]
  
[2]
  
[3]
  
[4]
  
następny esej
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach