Предыдущая страница реферата | 23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33 | Следующая страница реферата

Такие окисляющие серу бактерии нашлись и вокруг подводных гидротерм. Вот оно — первое звено. С него и началась пищевая цепь всего сообщества.

У некоторых организмов она начиналась крайне необычно. Здесь обитали и фильтраторы, отцеживавшие из воды бактерий и поедавшие их. Но правилом были совсем иные взаимоотношения.

Один из видов погонофор крайне озадачил исследователей. Нечто похожее нашел еще в 1966 г. американский гидронавт, когда опускался на своем «Дип-стар-4000» на тысячеметровую глубину близ берегов Южной Калифорнии. Он сорвал тогда механической рукой пучок таких же трубок и доставил на поверхность. Второй раз единственный экземпляр однотипного существа подняли в Атлантике с материкового склона у Гайяны, где оно пребывало на глубине 500 м.

И вот теперь погонофора на дне рифта. Причем она существенно отличалась от своих предшественниц, и потому ее назвали «рифтия».

Она преобладала среди жителей «озаиса». Плотные скопления рифтий прикреплялись прямо к базальтовым скалам почти у самых отверстий, через которые изливалась горячая вода. Каждое животное представляло;собой замкнутую трубку длиной до 1 м. На свободном конце тела у рифтий красовался ярко-красный плюмаж щупалец. Но они ничего не ловили. И вообще предназначались не для добычи пищи, скорее, выполняли роль жабр, где шел обмен кислородом, углекислым газом и сероводородом с окружающей средой. Внутри трубки помещалось тело животного.

Казалось, эти существа давно должны бы захиреть и погибнуть от истощения, поскольку ни рта, ни малейшего намека на пищеварительные органы у них не было. Однако, судя по всему, рифтиям жилось неплохо. И колония в целом, и каждое существо в отдельности отнюдь не выглядели угнетенными, их шикарные плюмажи весело трепетали, словно дорогие газовые платочки на ветру. Значит, как-то эти животные питались. Но как?

Секрет удалось раскрыть позже. Он заключался в том, что находящееся в трубке тело погонофоры оказалось заселенным множеством серных бактерий. Само тело. Хозяин исправно поставлял им газовое сырье, а получал необходимую для собственного пропитания органику. Так и жили, не обижая друг друга.

Рифтий даже выработали в своей крови специальный механизм, блокирующий ядовитое действие сероводорода, который, как известно, парализует дыхание живого существа столь же решительно, как и мгновенно убивающий цианистый калий. Здесь же гемоглобин крови совершенно безвредно для всего организма связывал одновременно и кислород для дыхания, и сероводород.

Интересно, местные крабы, живущие тем, что безжалостно объедают у рифтий щупальцы, тоже выработали в себе устойчивость против губительного действия сероводорода.

В «оазисе» жили разные виды серных бактерий, но каждая популяция животных — рифтии, моллюски — предпочитала иметь дело только со «своим» штаммом.

Вскоре после галапагосских открыли ряд гидротерм в районе Калифорнийского залива. Затем еще севернее целое гидротермальное поле с 24 горячими источниками. Потом дошла очередь до других океанов. И почти всюду в рифтах тоже обнаружились столь же удивительные «оазисы» вокруг отверстий в базальтовых скалах или рядом с параллельными неширокими трещинами.

Вблизи некоторых таких выходов горячих вод температура поднималась до 35°С, а внутри отверстий достигала даже 350ГС. Ряд гидротерм назвали черными курильщиками — над ними поднимались струи темных растворов, сильно насыщенных соединениями металлов. А по соседству — населенные «оазисы».

Нетрудно себе представить, как хрупка каждая такая веточка жизни, как зависимо ее существование от гидротермы, а вернее, от рабочего состояния самого рифта. Ведь именно он — главный даритель всех средств существования. Замри рифт, прекратись раскрытие дна — и рано или поздно обломятся веточки, исчезнут «оазисы», вымрут целые сообщества организмов.

Остановившихся рифтов на Земле было немало. Некоторые исчезли, поглощенные вместе с краем плиты в зонах поддвига. Но другие поныне доступны исследованию. Есть такой, например, в Филиппинском море. Значит, дну его тоже памятны давние трагедии маленьких островков жизни.

Впрочем, может, это надо отнести к событиям сугубо местного масштаба, не имеющим влияния на судьбы глобальных биот? Однозначного ответа тут нет. Трудно сказать, что становится спусковым механизмом крупных перестроек в земных сообществах. Экологические связи сложны.

Но при всех случаях гидротермальные «оазисы» — пример того, в какой большой степени эволюции живых сообществ (по крайней мере, этой особой зоны океана) могут зависеть от режима работы тектонического механизма Земли.

Однако вернемся к другим зонам океана.

Приблизиться к правильному пониманию явлений природы уже само по себе ценно. А рано или поздно новые знания потянут за собой новые возможности и умения людей. Так произошло и с системой климатической зональности океанских отложений, обстоятельно разработанной Лисицыным к середине 70-х гг. Она помогла установить, что донные отложения, покоящиеся сейчас на студеном северо-западе Тихого океана, образовались 150 млн, лет назад близ экватора. Это стало, конечно, еще одним подтверждением справедливости неомоби-листских представлений о разрастании ложа океана. Но не только. Появилась возможность реконструировать положение климатических зон древних акваторий нашей планеты и дополнить биографию подводного населения Земли некоторыми недостающими страницами.

В середине 70-х гг. американское судно «Гломар Чел-ленджер» плавало по всем акваториям планеты. Сообщения об этих рейсах не сходили со страниц мировой прессы. Они поступали с разных концов света, и корабль нередко называли верхом технического совершенства.

Он предназначался для проходки исследовательских глубоководных скважин. На его палубе возвышалась буровая вышка. В то время наука располагала единственным судном такого типа.

Информативность глубокого бурения (особенно в океане) оказалась поразительной. Вообще-то, наука всегда развивалась скачкообразно. Каждый такой бросок становился возможным не только в результате осмысления накопившихся фактов, но часто благодаря использованию принципиально новой исследовательской техники. Для современной геологической науки обретение глубокого бурения стало событием не менее значительным, чем появление микроскопа для биологов, телескопа для астрономов, ускорителей элементарных частиц для физиков. Нашему поколению выпало быть свидетелем прорыва человечества в заоблачный космос. Но также в «космос» подводный и подземный. Этот прорыв принес поразительную по богатству информацию об окружающем нас мире.

Со своим делом «Гломар Челленджер» справлялся умело. Оснащенный навигационной системой, учитывающей информацию с искусственных спутников Земли, он способен был со снайперской точностью выйти на место бурения в открытом море. А начав работу, застывал над колонной труб, словно намертво прикованный к дну десятком якорей. Но он не пользовался ни одним. Специальные боковые винты, управляемые компьютером, удерживали корабль в избранном месте даже при очень высоких волнах и штормовом ветре. Лисицын, участвовавший в плаваниях «Гломара Челленджера» как специалист по донным осадочным отложениям, вспоминал впоследствии: «Во время тайфуна «Виола», который был так силен, что вызвал разрушения и человеческие жертвы на Филиппинских островах, электронная система уверенно удерживала корабль в заданной точке без участия человека».

«Гломар Челленджер» мог бурить практически в любом районе океана, исключая разве что полярные, покрытые крепкими льдами. В его рейсах постоянно участвовали специалисты из многих стран, что стало свято соблюдаемой традицией. Иностранцы здесь работали, на равных с американским персоналом, вместе изучали и интерпретировали собранный материал. А это делало результаты каждого рейса «Гломара Челленджера» объективнее, осмысленнее и, следовательно, авторитетнее.

В первых же рейсах выяснилось, что в мягком осадочном чехле океанской коры часто встречаются прослои кремней. Это открытие было неожиданным для геологов и крайне неприятным для буровиков. Даже самое прочное долото с алмазной коронкой брало кремни с превеликим трудом.

— Если при бурении обычных осадков океанского дна,— вспоминает Лисицын,— керн длиной 9 м выбуривался за считанные минуты, то проходка нескольких сантиметров океанских кремней занимала многие часы и часто заканчивалась полным разрушением долота.

Вообще-то, менять долото — дело для буровиков привычное, хотя и хлопотное. Но вот вторично попадать на глубине в устье той же скважины — трюк, если можно так сказать, высшей сложности. Но юмора на корабле не теряли и говорили, что проделать такую процедуру, в сущности, не сложнее, чем с крыши небоскреба попасть концом веревки в горлышко стоящей на тротуаре бутылки.

Кремни, конечно, были не подарок. Однако так считал кто угодно, только не палеонтологи. Для них труднопроходимые прослои казались на редкость красноре-йивыми. В скважинах, пробуренных в Карибском море, вдалось добраться до осадков, отложившихся более 70 млн. лет назад (верхний мел). В них привлек внимание комплекс радиолярий — одноклеточных животных с ажурным кремнистым скелетом; их еще называют луче-виками опять-таки за красоту скелета. Они и сегодня составляют немалую часть океанского зоопланктона (хотя это, конечно, уже другие виды). А особый интерес исследователей к древним радиоляриям объяснялся тем, что несколько ранее с «Гломара Челленджера» бурили в восточной части Тихого океана и тоже поднимали керны верхнемелового возраста, в которых тоже попадались остатки обладателей ажурных кремнистых скелетов. Как-известно, между Карибским морем и Тихим океаном — барьер Центральной Америки. Но в кернах, поднятых и там и тут, были почти аналогичные комплексы видов радиолярий. Впрочем, секрета тут никакого нет.

Помните, мы с вами говорили о расколе Пангеи? Он как раз и произошел незадолго до мелового времени. Между северным и южным блоками суши раскрылся Тетис. Тогда образовался сквозной обмен водами в экваториальной полосе Мирового океана. Естественно, что в одной и той же климатической зоне расселились близкие виды тропического зоопланктона, в том числе радиолярии.

Часть теплых вод этого циркумэкваториального течения еще долго будет греть также и полярные области, отклоняясь от западных побережий океанов на север и на юг. Но к этому мы вернемся несколько позже, а сейчас продолжим о сквозном проходе близ экватора.

Он был недолговечен. Столкновение Аравии с Евразией изолировало две впадины: Средиземное море и Индийский океан. Отныне для биоты каждой из них начался независимый друг от друга путь развития. Это произошло приблизительно 25 млн. лет назад.

Но Гибралтар еще оставался широким проходом, американские материки лишь начали сближаться. Широкий обмен водами между молодой Атлантикой и Тихим океаном оставался прежним. Как и общность их обитателей.

В конце концов сузился Гибралтар, начала то и дело захлопываться его «калитка», на западе Атлантику запер Панамский перешеек — пришло время новых изоляций. Вроде бы по-прежнему у каждой из крупнейших акваторий Земли — Тихого, Атлантического, Индийского океанов — имелась экваториальная зона, вроде бы по-прежнему обитали в ней близкие виды, но их судьбам уже было уготовано разное.

Сегодня на Земле известно более 7 тыс. видов радиолярий. А ведь эти лучевики — лишь небольшая часть сложных экологических сообществ, каждое из которых по-своему реагировало на происшедшие в мире тектонические изменения и уж, конечно, не осталось неизменным.

Действие дрейфа континентов на эволюцию морской биоты подтверждают и события, связанные с обособлением Антарктиды. Тут следует еще раз поинтересоваться результатами рейсов «Гломара Челленджера». Вот что рассказали пробуренные им скважины.

80—40 млн. лет назад температура экваториальных районов была близка к современной. А в умеренных и полярных была гораздо выше. То есть тепло активно переносилось течениями, главным образом вдоль меридианов. Антарктида и пока еще сочлененные с ней материки располагались тогда в районе Южного полюса. Но теплые течения согревали их, обеспечивая устойчиво умеренный климат. У побережья Антарктиды средняя температура моря была не ниже 12°С. Поверхностные воды опускались ко дну и сохраняли там примерно ту же температуру.

Однако с расколом и перемещением континентов начали меняться сила и направление теплых течений. 55 млн. лет назад Австралия, Антарктида и Южная Америка оставались все еще едины. Но вот первая отделилась и пошла смещаться к северу. Глубоким и широким этот тасманский просвет стал, понятно, не сразу. Но все равно очень быстро охлажденные воды из юго-восточной части Индийского океана частично оттеснили направлявшееся с севера теплое Восточно-Австралийское течение. Температура вод к югу от Новой Зеландии вскоре существенно снизилась — с 19 до 12°С.

Но в Антарктиде еще стояли лиственные леса, а ближе к стыку с Южной Америкой росли даже теплолюбивые араукарии и саговые пальмы. Соответственно и в близлежащей акватории благоденствовало население умеренной зоны. Значительная часть ее планктона оставляла после своей гибели главным образом карбонатные (известковые) отложения.

38 млн. лет назад Австралия отодвинулась от своих недавних соседей настолько, что пролив южнее нее стал широким и глубоким. В него уже беспрепятственно хлынули охлажденные воды, которые теперь уже полностью оттеснили теплое Восточно-Австралийское течение и устремились дальше, вокруг Антарктиды. На восточной ее территории наступило резкое похолодание. Так. на вершинах гор Гамбурцева и соседних возвышенностях, появились ледники. Постепенно они слились и образовали единый щит. Сравнительно небольшой. Но его появление сказалось на некоторых других возвышенных районах континента. Ледники возникли на Земле Королевы Мод и в Трансантарктических горах. Студеный щит распространился почти на всю Восточную Антарктиду.

Между тем свободно огибающие ее охлажденные воды (их температура упала до 4—5°С), достигнув западных берегов Южной Америки, поворачивали на север. Они добирались до тропиков и вливались в Южное экваториальное течение Тихого океана, разбавляя его. А так как это течение, в свою очередь, тогда еще проникало в Индийский океан через обширный проход между Австралией и Юго-Восточной Азией, то стало несколько холоднее и в тропических районах.

Правда, в Западной Антарктиде еще не было холодно. Связь с Южной Америкой по суше не прерывалась, и в море Уэддела по-прежнему проникало теплое течение из Атлантики. Ничто ему не препятствовало омывать обширное побережье. Там все еще шумели густые лиственные леса. А в акватории благоденствовали обитатели умеренной зоны. Но тому благоденствию оставался уже недолгий срок.

Около 25 млн. лет назад Австралия, продолжая свой дрейф на север, перекрыла Южному экваториальному течению проход в Индийский океан, и оно повернуло на юг. От этого усилилось Восточно-Австралийское течение. Его теплые воды снова стали частично достигать берегов Антарктиды. Там несколько потеплело.

Однако 12 млн. лет назад ситуация резко изменилась. Началось, разумеется, с очередных тектонических катаклизмов. Южная Америка окончательно оторвалась от Антарктиды. Раскрылся широкий пролив Дрейка. Это, казалось бы, локальное событие гулко отозвалось буквально повсюду.

Холодные воды, окаймлявшие Восточную Антарктиду, хлынули в Южную Атлантику. Они оттеснили теплое течение от берегов моря Уэддела. Ничто больше не мешало их движению вдоль всей Западной Антарктиды. Кольцо вокруг самого южного материка замкнулось, поставив плотный барьер на пути усилившегося было Восточно-Австралийского течения. Температура воды у берегов Антарктиды опустилась до 2°С.

Теперь оледенение охватило и западную часть континента. Он оказался полностью изолирован циркумполярным течением и образовавшимся обширным холодным фронтом.

В составе обитателей подводного царства тоже незамедлили произойти большие изменения. О том рассказали керны, поднятые из пробуренных скважин. На смену карбонатным отложениям пришли кремнистые — принципиально иные, мощные накопления на дне всего приантарктического района. Это означало, что планктонные организмы, строившие свои скелеты из кальция, уступили место тем, что предпочитали использовать для той же цели кремний. А планктон, как известно, находясь на нижней ступеньке биологического сообщества, многое в нем определяет.

Может, это имело сугубо местное значение? Но вот палеонтолог Мейен, например, был убежден, что глубокие перемены во флоре и фауне Земли всегда начинались не сразу повсюду, а с отдельных регионов, и лишь впоследствии принимали глобальный характер.

Кстати сказать, с оледенением Антарктиды похолодание распространилось на всю планету, сказавшись и на величине климатических зон, и на видовом составе всей земной биоты. В том числе, конечно, и морской. Сначала образование Восточно-Антарктического ледникового щита привело к резкому изменению климата ряда регионов Земли. В экваториальных районах Тихого океана температура поверхностных вод снизилась с 28 до 22° С. В Северной Бразилии субтропическая флора сменилась умеренной. Все это, конечно, связано с увеличением альбедо нашей планеты (из-за распространения антарктических ледников), то есть с усилением отражения солнечных лучей в мировое пространство, приводившем ко все большим потерям тепла. Дальше. Рост ледников в Западной Антарктиде привел к возникновению феномена антарктических придонных водных масс: они стали формироваться подо льдом в море Уэдделла и распространяться у дна далеко на север, включая Северную Атлантику. Образование этих водных масс принципиально изменило условия придонной циркуляции в Мировом океане.

А началось-то с чего? С открытия тасманского прохода и пролива Дрейка. Вернее сказать, и на сей раз все с того же — с перемещения континентов. При этом в условиях глубокой регрессии, при убывании углекислоты из атмосферы.

Впрочем, справедливости ради следует признать, что многие серьезные перестройки в биоте планеты никак не связать ни с колебаниями климата, ни с трансгрессиями океана, ни с его регрессиями, ни с расколом или столкновением материков. Что-то еще постоянно и основательно донимало флору и фауну Земли. Что же?

МАЯТНИК ЭВОЛЮЦИИ.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: архитектура реферат, диплом вуза.





Предыдущая страница реферата | 23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33 | Следующая страница реферата