Сообщение о насекомых живущих в горячих источниках. Последние открытия в области оживления насекомых, охлажденных до низких температур
Ниже представлен список 10 удивительно выносливых существ, которые способны выжить в таких условиях в каких ни одно существо не может выжить.
Пауки-скакунчики - семейство пауков, содержащее в себе более 500 родов и около 5 000 видов это примерно 13% от всех видов пауков. Пауки-скакунчики обладают очень хорошим зрением, они также способны прыгать на расстояние, намного превышающее размер их тела. Эти активные дневные охотники, широко распространены по всему миру, включая пустыни, тропические леса и горы. В 1975 году представитель этого семейства был обнаружен даже на пике самой высокой горы в мире - Эвересте.
Девятое место в списке занимает Гигантский кенгуровый прыгун - грызун, находящийся под угрозой исчезновения и встречающийся только в штате Калифорния, США. Продолжительность его жизни составляет 2–4 года. За всю свою короткую жизнь грызун способен обходится без единой капли питьевой воды. Влагу необходимую для существования они получают из пищи, а это в основном семена.
Помпейский червь (Alvinella pompejana)
Помпейский червь - вид глубоководных червей, который был обнаружен в начале 1980-х годов в северо-восточной части Тихого океана. Эти черви бледно-серого цвета способны вырастать до 13 см в длину. Помпейский червь долгое время оставался неизученным, так как при попытке поднять его на поверхность он неизбежно умирал. Объясняется это тем, что во время подъёма привычное давления для Помпейского червя уменьшалось. Однако недавно французскими учёными с помощь специальной техники, которая поддерживала необходимое давление среды, удалось живыми и здоровыми доставить несколько особей в лабораторию. Выяснилось, что эти черви способны выжить при довольно-таки высоких температурах. Оптимальная температура для них составляет 42 °C, но при нагреве до 50-55 °C червь погибал.
Гренландские акулы являются одними из самых больших и наименее изученных акул в мире. Обитают в водах Северной Атлантики при температуре от 1–12 °С и глубине до 2 200 метров на которой примерное давление составляет 220 атмосфер или около 9 700 килограмма на квадратный сантиметр. Гренландские полярные акулы очень медлительны, их средняя скорость составляет 1,6 км/ч, а максимальная - 2,7 км/ч, отсюда и второе название «спящие акулы». Питаются почти всем, что могут поймать. Самые крупные особи этих акул могут достигать до 7,3 м и весить до 1,5 т, однако средняя длина варьируется от 2,44 до 4,8 м, а средний вес не превышает 400 кг. Точная продолжительность их жизни неизвестна, хотя есть теория, что они способны доживать до 200 лет. Является одним из самых долгоживущих животных на планете .
На протяжении десятилетий учёные считали, что только одноклеточные организмы могут выжить на очень больших глубинах под землёй из-за большого давления, недостатка кислорода и экстремальных температур. Однако после того как в 2011 году Гаэтаном Боргони и Таллисом Онстоттом в руде на золотодобывающих шахтах «Беатрикс» и «Префонтейн» в ЮАР на глубинах 0,9 км, 1,3 км и 3,6 км под поверхностью Земли были обнаружены эти многоклеточные организмы, гипотеза была опровергнута. Обнаруженные черви длиной в 0,52–0,56 мм обитали в небольших скоплениях воды температура, которой составляла 48 °C. Halicephalobus mephisto, возможно, самые глубокоживущие многоклеточные организмы на планете.
Некоторые виды лягушек были найдены буквально замороженными, но с наступлением весны они «оттаивали» и продолжали свою жизнедеятельность. В Северной Америке насчитывается пять известных видов таких лягушек. Наиболее распространённой является древесная лягушка, которая чтобы перезимовать просто прячется под листья и замерзает. Самое интересное то, что на время такой спячки сердце лягушки останавливается.
Многие знают, что глубочайшей точкой Мирового океана, а также наименее исследованным местом на планете является «Марианский жёлоб» глубиной в 11 км, где давление примерно в 1072 раза больше нормального атмосферного давления. В 2011 году, учёные с помощью камеры высокого разрешения и современного батискафа обнаружили на глубине 10 641 метров гигантских амёб, которые в несколько раз крупнее (10 см) своих родственников.
Bdelloidea
Bdelloidea - животное из класса коловраток, живущее в пресной воде, влажной почве и мокром мхе по всему миру. Являются микроскопическими организмами, длина которых не превышает 150–700 мкм (0,15–0,7 мм). Для невооружённого глаза они невидимы, но если смотреть через лупу животное Bdelloidea можно увидеть в виде маленьких белых точек. Они способны выжить в жёстких, сухих условиях благодаря ангидробиозу, состояние, которое позволяет организму этого животного быстро обезводится и, таким образом, противостоять высыханию. Как выяснилось, в этом состоянии животное способно пробыть до 9 лет, ожидая благоприятных условий для возвращения. Интересно, что с момента открытия ещё не был найден ни один представитель мужского пола.
Таракановые
Популярный миф гласит, что в случае ядерной войны, единственными выжившими на Земле будут тараканы . Не удивительно ведь они считаются одними из самых выносливых насекомых, способные жить без пищи и воды в течение одного месяца. А смертельная доза излучения радиации для этих насекомых больше в 6-15 раз, чем, например, для людей. Однако они всё же не настолько стойки к радиации, как, например, плодовые мушки. Найденные окаменелости таракана, показывают, что они жили 295–354 млн. лет назад опередив тем самым динозавров, хотя внешним видом эти тараканы, безусловно, отличались от современных тараканов.
Тихоходки - микроскопические животные, впервые описанные немецким пастором Иоганном Августом Эфраимом Гёце в 1773 году. Распространены по всему миру, включая дно океана и полярные регионы на экваторе. Чаще всего населяют лишайниковые и моховые подушки. Размер тела этих полупрозрачных беспозвоночных составляет 0,1-1,5 мм. Тихоходки обладают неимоверной выносливостью. Учёными было установлено что тихоходки способны выжить в течение нескольких минут при температуре 151 °С, а также могут жить несколько дней при температуре минус 200 °С. Они также поддавались излучению в 570 000 рентген и примерно 50% тихоходок остались живыми (для человека смертельная доза в 500 рентген). Ещё их помещали в специальную камеру высокого давления, заполненную водой и, поддавали воздействию 6 000 атмосфер, что в 6 раз больше чем давление на дне «Марианского жёлоба» - животные остались живы. Известен случай, когда мох, взятый с пустыни спустя примерно 120 лет после его иссушения, разместили в воду, и одна с пребывавших в нём тихоходок подала признаки жизни.
Поделится в соц. сетях
Вставьте пропущенное слово. 1. Закончите предложения, вставив необходимые по смыслу слова. 1. Характерной особенностью большинства насекомых являетсяспособность к... 2. Тело насекомых состоит из... отделов 3. Ротовой аппарат образован... 4. Грудь насекомого состоит из трех сегментов: ..., ..., ... 5. Насекомые имеют... пары ходильных конечностей 6. Насекомые хорошо освоили среды жизни: ..., ..., ... 7. Тело взрослых насекомых покрыто... ... 8. Голова и грудь насекомых несут..., брюшко сохраняет иногда... конечности, т. е. их... 9. Сегменты груди к насекомых несут... пары... конечностей. 10. Крылья, одна или две пары, расположены на... и... грудных сегментах и представляют собой складки стенки тела. 11. У жуков настоящими крыльями являются... крылья, которые в состоянии покоя спрятаны под... 12. Нервная система насекомых построена по типу... ... цепочки. 13. Кровеносная система у насекомых... В брюшке над кишечником находится длинное... ... Выберите верное утверждение. 2. 1. Предками насекомых были древние многоножки. 2. Ротовой аппарат насекомых различается по строению, в зависимости от способа питания. 3. Голова насекомых подразделяется на четко выраженные сегменты. 4. На голове находятся несколько простых глаз. 5. Конечности у насекомых состоят из члеников. 6. Мышечная система насекомых, по сравнению с другими членистоногими проще устроена. 7. Трахеи пронизывают все тело насекомого. 8. Кровеносная система замкнута. 9. Грудь насекомых состоит из трех сегментов. 10. Сегменты груди насекомых несут три пары ходильных ног. 11. Крылья, 1 или 2 пары, находятся на сегментах среднегруди и заднегруди. 12. Крылья – это складки стенки тела. 13. Последний отдел тела насекомых – брюшко. 14. Головной мозг у насекомых состоит из трех участков – переднего, заднего и среднего. 15. У насекомых на сегментах брюшка находятся 6 пар отверстий – дыхалец. 16. Все насекомые имею крылья. 17. Мышечная система у насекомых очень сложная и отличается специализацией ее элементов; количество отдельных мышечных пучков достигает 250–400.
16. Способность живых систем определять изменения окружающей среды:А) Раздражимость
Б) Возбудимость
В) Обмен веществ и энергии
17. Способность живых систем отвечать на изменения окружающей среды:
А) Раздражимость
Б) Возбудимость
В) Обмен веществ и энергии
Г) Единство химического состава
18. Название теории, утверждавшей, что живое может возникнуть из неживого:
А) Витализм
Б) Теория абиогенеза
В) Теория биогенеза
Г) Креационизм
19. Теория, согласно которой в воздухе содержится «жизненная сила», способная вызывать самозарождение жизни:
А) Креационизм
Б) Биогенез
В) Витализм
Г) Абиогенез
20. Теория, согласно которой в современных условиях самозарождение жизни невозможно:
А) Естественная теория
Б) Витализм
В) Биогенез
Г) Абиогенез
21. Ученый, доказавший невозможность зарождения мух из гнилого мяса:
А) А.Левенгук
Б) Л.Спалланцани
В) У.Гарвей
22. Этот ученый доказал невозможность самозарождения жизни в пастеризованном бульоне, заключенном в запаянной колбе:
А) Л.Спалланцани
Б) Аристотель
В) Л.Пастер
Г) Э.Геккель
23. Опроверг теорию самозарождения жизни:
А) Л.Пастер
Б) Ч.Дарвин
В) Д.Тиндаль
А) Ч.Дарвин
Б) С.Миллер
В) А.Опарин
Г) Д.Холдейн
25. Ученый, смоделировавший в колбе условия, существовавшие на Земле 4,6 млрд лет назад:
А) С.Миллер
Б) Л.Пастер
В) Д.Холдейн
Г) А.Опарин
26. Впервые получил абиогенным путем белки из отдельных аминокислот:
А) С.Миллер
Б) Л.Пастер
В) Д.Тиндаль
Г) С.Фокс
Эти живые организмы проявляют чудеса выживаемости в весьма суровых условиях: - отсутствие воды длительное время -температуры ниже 200 и выше 100 °С -погружение в уксусную кислоту, эфир и этиловый спирт - давление в 6000 атмосфер... Но кроме этого обладают уникальной способностью очень быстро "возвращаться" к жизни, как только условия становятся мягче. Какой это организм?
Вставьте пропущенное слово.1. Закончите предложения, вставив необходимые по смыслу слова.
1. Характерной особенностью большинства насекомых является способность к...
2. Тело насекомых состоит из... отделов
3. Ротовой аппарат образован...
4. Грудь насекомого состоит из трех сегментов: ..., ..., ...
5. Насекомые имеют... пары ходильных конечностей
6. Насекомые хорошо освоили среды жизни: ..., ..., ...
7. Тело взрослых насекомых покрыто... ...
8. Голова и грудь насекомых несут..., брюшко сохраняет иногда... конечности, т. е. их...
9. Сегменты груди к насекомых несут... пары... конечностей.
10. Крылья, одна или две пары, расположены на... и... грудных сегментах и представляют собой складки стенки тела.
11. У жуков настоящими крыльями являются... крылья, которые в состоянии покоя спрятаны под...
12. Нервная система насекомых построена по типу... ... цепочки.
13. Кровеносная система у насекомых... В брюшке над кишечником находится длинное... ...
Кто только не населяет планету Земля! Если задуматься, люди - это может быть самый умный, но наверное, и самый малочисленный отряд. Вот, например, насекомые - это значительно более распространенный и многообразный класс живых существ. В процессе длительной эволюции насекомые приспособились к определенным условиям жизни.
Тепловой обмен считают основным и ведущим энергетическим процессом в отношениях организма и среды. Температура определяет состояние тел и все важнейшие явления природы. Характерно, что насекомые — пойкилотермные (холоднокровные) животные.
У насекомых температура тела и все происходящие в нем химические реакции зависят от температуры окружающей среды, от поглощения и отражения лучистой энергии солнца покровами тела.
Основное значение температуры в жизни насекомых отразилось в бесконечном разнообразии их внешнего облика — величине, форме, окраске. Мелкие насекомые имеют менее постоянную температуру тела, чем крупные.
Температуру тела хорошо сохраняет густой волосяной покров, а различная скульптура кожных покровов (бугорки, шипики, гребни) способствует усилению теплоотдачи. Окраска покровов тела имеет огромное значение в регулировании температуры тела насекомого. В прохладном и влажном климате насекомые имеют обычно темную окраску (черная, коричневая или темно-серая), в сухом и жарком — более светлую (белая, желтая, оранжевая, светло-серая). Серебристые или золотистые волоски усиливают отражение сильных потоков лучей. Экспериментально доказано, что светлая форма поглощает больше тепла и меньше влаги, а темная (например, у озимой совки) при более низких температурах — меньше, что объясняет явление сезонного диморфизма. Температура влияет на пигментацию и цвет обусловлен условиями метаболизма.
Если насекомое находится в состоянии покоя, то вследствие испарения с поверхности тела, температура его на 2-3 °С ниже окружающей. При работе мышц (в полете) температура резко повышается. Например, у летящей азиатской саранчи при 30-37 °С температура тела на 17-20 °С выше, а у сидящей не поднимается выше температуры, окружающей среды. Теплоотдача регулируется через испарение воды с поверхности тела и при дыхании.
Активность насекомых ограничена определенными температурными границами: верхним и нижним порогом развития. Большинство насекомых осенью впадают в оцепенение — анабиоз (замедление жизненных функций в результате охлаждения). При достижении некоторого нижнего температурного предела, критической точки (-12 °С), начинается процесс затвердевания соков насекомого, при котором происходит освобождение скрытой энергии, и температура тела насекомого быстро, скачкообразно повышается почти до 0 °С. Повышение температуры тела — это последняя защитная реакция организма, которая может спасти его от гибели. После этого начинается замерзание соков тела и при снижении температуры до уровня, при котором произошло освобождение скрытого тепла, наступает смерть насекомого. Температурную зону, лежащую между критической точкой (-12 °С) и точкой гибели насекомого, называют зоной анабиоза.
Верхний порог развития насекомых не превышает 40 °С. Выше этого предела насекомые также впадают в тепловое оцепенение (диапаузу), что является гарантийной адаптацией вида. Температура 52 °С является летальной, т. е. насекомое гибнет, так как коллоиды белков свертываются.
Активная жизнь насекомых протекает при температуре 10-35 °С. Наиболее благоприятна температура 26 °С, при которой скорость развития средняя, плодовитость максимальная, а смертность минимальная. Оптимальная температура непостоянна, зависит от комплекса действующих факторов в сочетании с температурой.
С повышением температуры ускоряются все процессы метаболизма. Например, божья коровка при температуре 27 °С развивается около 16 дней, а при температуре 22 °С — 30 дней.
Выявлены случаи оживления насекомых после полного замерзания их соков и, следовательно, почти полного прекращения обмена веществ. Например, гусениц лугового мотылька и древоточца пахучего помещали в температуру до минус 190 °С, после чего насекомых оживляли. Погибали только клетки жирового тела, а мышечные и трахейные клетки не нарушались.
Сохранить жизнь при замерзании можно только при постепенном замораживании, когда соки тела превращаются в стеклообразное аморфное вещество без образования кристалликов льда. Процесс образования некристаллического вещества называют витрификацией. При нем не происходит перестройки молекулярных рядов, поэтому возможно оживление. Это явление (витрификация) было изучено на яичном белке, протоплазме, простейших, желатине и других веществах.
Гибель насекомого под воздействием низких температур обусловлена образованием кристаллов льда в тканях их тела, т. е. нарушением клеточной структуры, что ведет к необратимым физиологическим изменениям.
Переохлаждение соков играет физиологически защитную роль против кристаллизации воды. Уровень холодостойкости зависит от содержания воды в организме и физиологического состояния организма, от соотношения в нем связанной и свободной воды.
Таким образом, температура оказывает прямое и косвенное влияние на жизнь насекомых. Температура определяет плодовитость, продолжительность стадии развития, прожорливость, подвижность, смертность.
Биологи из Марист колледжа (Marist College) обнаружили, что раки-бокоплавы, или амфиподы (Stygobromus allegheniensis ), обитающие в Ледяных пещерах (Ice Caves) штата Нью-Йорк, способны оставаться в живых после заморозки. Такая особенность впервые описана для беспозвоночных, обитающих в пещерах, которые, как правило, живут в относительно тёплых условиях. Статья опубликована в журнале Subterranean Biology .
Stygobromus allegheniensis - это бесцветные, лишённые глаз, беспозвоночные длиной всего два сантиметра. Этот вид впервые был найден в 1976 году в пещерах Пенсильвании, и он оказался одним из самых распространённых раков-бокоплавов, населяющих подземные воды. В 2009 году учёные, исследуя Ледяные пещеры в штате Нью-Йорк, обнаружили S. allegheniensis , которые плавали в небольших водоёмах в количестве сотен или даже тысяч особей. Поскольку каждую зиму пещеры полностью промерзают, биологи решили узнать, каким же образом беспозвоночным удавалось выжить.
Учёные провели несколько экспериментов, в которых проверили способность амфипод выживать в условиях заморозки. Параллельно биологи также выяснили, какую температуру они предпочитают. Раков помещали в длинный резервуар с водой, один конец которого полностью охлаждался с помощью сухого льда, а на другом конце был установлен электрический водонагреватель. Таким образом создавался температурный градиент от 0 до 21 градуса Цельсия. К концу эксперимента беспозвоночные перемещались исследователями в холодную сторону со льдом, где они замерзали. После разморозки все S. allegheniensis оказались живыми и проявляли прежнюю активность.
Исследователи также экспериментировали с временными интервалами, замораживая S. allegheniensis в произвольных интервалах от одного до двенадцати часов. При этом абсолютно все бокоплавы выдерживали низкие температуры в течение не более двух часов. Учёные предполагают, что их устойчивость к замерзанию объясняется содержанием в их организме таких веществ, как глицерин, различные сахара и аминокислоты. Эти соединения понижают температуру замерзания биологических жидкостей и не дают образовываться кристалликам льда, которые могли бы повредить клетки, по крайней мере в течение двух часов.
Биологи считают, что более продолжительное выживание в замёрзшем состоянии в Ледяных пещерах объясняется постепенным понижением температуры - организм раков успевает лучше подготовиться к длительной зимовке, выделяя антифризные вещества.
Криофилы - общее название для всех организмов, которые предпочитают жить в низких температурах и могут выживать даже при длительной заморозке. Как правило, это характерно для микроорганизмов, однако существуют и хладоустойчивые круглые черви, насекомые и некоторые земноводные.
Какие насекомые живут рядом с человеком?
Рядом с человеком живут мухи, комары, тараканы.
Как человек использует насекомых?
Прямую пользу человеку приносят медоносная пчела и тутовый шелкопряд; разведение их и получение продукции - основа двух отраслей народного хозяйства - пчеловодства и шелководства.
Некоторые насекомые имеют известное техническое значение. Они доставляют лекарственные вещества, красящие вещества, танин (в чернильных орешках орехотворок), лак и воск (некоторые червецы) и др. Все большее и большее значение приобретают насекомые в практике сельского и лесного хозяйства в связи с развитием и совершенствованием биологических методов борьбы с вредителями и сорняками. Для этой цели отдельные формы (перепончатокрылые: наездники, осы-охотницы, некоторые хищные и растительноядные жуки, и т. п.) специально акклиматизируются в неблагополучных районах. Примером успешного применения таких мер борьбы является ввоз в СССР наездника, который полностью подавил размножение опасного вредителя корневой системы яблонь - кровяной тли.
Вопросы
1. Почему насекомые очень интересны как объект изучения?
Насекомые интересны как объект изучения, поскольку являются самым многочисленным классом животных. Они освоили все среды обитания и очень разнообразны.
2. Какие общественные насекомые встречаются в вашей местности?
Пчелы, муравьи, осы.
3. Какие насекомые вредители вам были известны раньше?
Насекомые вредители – короеды, тля.
Задания
Используя различные источники информации, подготовьте сообщение и насекомых, способных возвращаться к жизни после промерзания, и тех, которые могут жить в горячих источниках.
Особенности организма насекомых некоторых видов позволяют: сохранять жизнь после замерзания и оттаивания; населять горячие источники с температурой воды +500С; долгое время жить без воды за счет окисления запасенных питательных веществ; выживать в глубоком вакууме и часами находиться в чистом углекислом газе; жить в солевом рассоле, сырой нефти и т.д. Конечно, в холодных и сухих районах, а также в таких критических для жизни условиях проживают представители немногих видов насекомых. Однако именно они своим примером с наглядностью демонстрируют, какими поистине феноменальными возможностями наделены, казалось бы, совсем беззащитные существа. Больше того, как и многие другие животные, насекомые именно не «выживают» в такой сложной и суровой среде, а живут в ней той полноценной жизнью, особенности которой внесены в их генетическую программу. Рассмотрим это на некоторых примерах.
Организм не только жителей высокогорий, но и обитателей мхов и лишайников антарктических островов, например жуков определенных видов, способен не разрушаться при быстром охлаждении почти до – 400С. Их генетическая программа управляет уникальным минипроизводством глицеринового масла и других особых веществ, действие которых подобно действию известного автомобильного антифриза. Такими же спасительными веществами наделены некоторые виды земноводных и других холодоустойчивых представителей животного мира. А жуки и мухи, обитающие на Аляске, наделены замечательной способностью выдерживать даже температуры до –600С. Насекомые, конечно, замерзают, но их организм обустроен таким образом, что кристаллы льда образуются только снаружи, не повреждая клеток, органов и тканей.
Представители большинства видов насекомых обитают на суше, но немало их проживает в самых разнообразных водных средах, в том числе и нетрадиционных. Так, особое устройство организма личинок некоторых видов комаров позволяет им прекрасно развиваться в горячих гейзерах, где могут еще жить лишь бактерии. Такую же способность проявляют зеленые стрекозы, молодые особи которых являются обитателями гейзеров с температурой воды +400С. Личинки комаров в массе способны размножаться и в солоноватых прибрежных водах Каспийского моря. А такие насекомые, как, например клопы некоторых видов, обладают всеми возможностями для нормальной жизни в океанах – Атлантическом и Тихом. Как ни удивительно, но существует калифорнийская нефтяная муха, местообитание и вся жизнедеятельность которой связана исключительно с густой сырой нефтью. Согласно наследственной программе она питается попавшими туда и прилипшими насекомыми и даже производит в нефти свое потомство. В ее организме все «предусмотрено» для этого. Кишечник мухи заселен бактериями-симбионтами, которые расщепляют парафин нефти и способствуют его усвоению. Муха может свободно бегать на своих тонких ножках по нефтяной пленке, не прилипая к ней, однако прикосновение к пленке любой другой частью тела для мухи губительно. Организм личинок этой мухи, которые развиваются в сырой нефти и питаются прилипшими насекомыми, тоже обеспечен всем необходимым. Так, программа инстинктивного поведения заставляет этих малышей, подобно водным личинкам, держать кончики специально изготовленных организмом дыхательных трубок над поверхностью нефти, чтобы дышать кислородом воздуха.