Extrém élőhelyek a Földön

Antarktisz, archea, Atlanti-óceán, baktérium, élőhely, Föld, füstölgő, óceán, ősbaktérium, permafroszt, Vosztok-tó

Az extrém azt jelenti: szélsőséges, rendkívüli. Földünkön több olyan terület is van, amely ezzel a szóval jellemezhető, és ahol emiatt sokkal nehezebb az élőlényeknek megmaradniuk, mint másutt. Az Európai Geotudományi Unió folyóirata, a Biogeosciences arról számolt be, hogy a tudósok az eddig ismerteknél is szélsőségesebb, szinte holtnak nevezhető zónákra találtak az Atlanti-óceánban. Itt az oxigén szintje az eddigiekben mért szinteknél hússzor alacsonyabbnak bizonyult, ezért ez a térség a legtöbb élőlény számára élhetetlen környezetet jelent. De vajon melyek az egyéb, szintén nehéz körülményeket teremtő helyek a Földön, és milyen életformák alkalmazkodtak ezekhez?

Maradjunk még a víz alatt

Ha az óceán mélyét nézzük, ott az ún. füstölgők jelentik a leginkább extrém területeket. Ezek több méter magas, kavargó, kürtőszerű képződmények a vízben, amelyekből kétfélét ismerünk: a fekete és a fehér füstölgőket.

Egy fekete füstölgő, amely a Föld mélyén rejlő vulkáni tevékenységek egyik terméke, valóságos űrbéli látványt nyújt az óceán mélyén.

A fekete füstölgők naponta akár több centit is növekedhetnek, és akár ezer évig is aktívak maradhatnak. Ezeket a tenger alatti vulkanikus központok táplálják, amelyekből folyamatosan forró vulkáni anyagok törnek fel és ütköznek a tenger jóval hidegebb vizével. A lávában elsősorban vas és kén van, amely a hő hatására vas-szulfiddá egyesül. Ez és még sokféle mérgező gáz és nehézfém alkotja a füstszerűen kavargó kürtőt, a lávaforrás feletti, 300-400 Celsius-fokos területen, amelyben különösen nagy a hidrosztatikus nyomás.

Ennek ellenére néhány élőlény még ebben a közegben is képes megélni! Ezekről azonban az emberiség igen sokáig nem értesült, hiszen az első ilyen vulkáni képződményt elég későn, 1977-ben fedezték föl az Alvin tengeralattjáró kutatói a Galápagos-hátságnál. Ekkor a kürtő területén máris egy több száz fajt tartalmazó élőközösséget találtak. Ebben a tápláléklánc alján álló, egyszerű, többnyire kemoszintetizáló (tehát a fényt mellőző, csak a kémiai reakciók energiáját használó) baktériumok adják az alapot, amelyre azután puhatestűek, csigák, csőférgek, kagylók és rákok egész tömege telepedett rá.

A fehér füstölgők szintén a vulkáni jelenlét következményei, ám ezek kürtői már nem a forró láva anyagaiból, hanem a kevésbé átalakult kőzetekből, bazaltból és a peridotitből állnak. A feketékénél jóval alacsonyabb hőmérsékletű, kürtőszerű örvényléshez a repedésekben keringő, vulkanikus eredetű meleg víz szolgáltatja a hőt. A fehér gőzölgők hőmérséklete általában a 40-75°C közötti tartományban mozog, és csak helyenként éri el a 150°C-ot. A kürtőben áramló víz sokkal tisztább, mint a fekete füstölgőknél, ezért is kapta a „fehér” jelzőt. A fehér füstölgőkben kiváló ásványok közt jóval kevesebb a fém, és bennük elsősorban kalcium-karbonát, e mellett szfalerit, markazit, cink, ólom, kadmium és gallium található. Az Atlanti-óceánba a Lost City nevű térségben a leggyakoribbak, ahol egyes fehér füstölgők 70-80 méter magasak és több ezer évesek is lehetnek. Alacsonyabb hőmérsékletük ellenére mégis ezekben látunk szegényesebb élővilágot.

A füstölgők egyik, hazai szakértője, Kereszturi Ákos szerint ezek a területek azért is különösen érdekesek a kutatók számára, mert hozzájuk részben hasonló környezetek elméletileg előfordulhatnak például a Jupiter Europa nevű holdján, a jégpáncél alatti óceán aljzatán. De ugyanígy lehetnek ilyenek a Marson is, amelyen szintén létezhetnek vulkáni hőforrások. Mindezek együttes kutatása pedig sok, további tudáshoz juttathat hozzá minket, az univerzumról.

A bal felső képen látható vörös jelzés mutatja, hogy hol rejtőzik a jég alatti, 3710 méter mélyen kezdődő Vosztok-tó, amelynek vizéhez sajnos még nem sikerült eljutniuk a kutatóknak a műszereikkel. Ám, mint látható, komoly kutatóállomás épült a tó fölé, hiszen a Föld és a világűr tanulmányozása szempontjából egyaránt kiemelten fontos az ilyen, extrém területek megismerése. (NASA, Todd Sowers LDEO, Columbia University, Palisades)

És a tengeren kívül?

Az antarktiszi McMurdo-szárazvölgyek olyanok, mintha a Marson járnánk. Ezek a déli kontinens legnagyobb jégmentes területei, ahol az alacsony hőmérséklet mellett az erős szél, a nyáron különösen erős ultraibolya sugárzás, a fagyás és olvadás napi ciklikus változása valamint a talaj sógazdagsága határozza meg a környezetet. Emellett a felszínén a Marséhoz hasonló módon váltakoznak a gleccserek és a jéggel fedett tavak. A felszínhez közeli rétegben – feltehetően a száraz légkör felé irányuló, erős párolgás miatt – a különböző oldatok töményekké válnak, és 20-30 centiméter vastag sós réteg keletkezik.

Bármilyen hihetetlen, még ezen a különösen extrém helyen is vannak élőlények, elsősorban a terület kőzettörmelékes részén. Az eddigi kutatások során a felső 3-8 centiméter vastag rétegben Penicillium baktériumot, cianobaktériumokat (kékeszöld algákat), a porózus homokkövekben pedig gombákat, moszatokat, zuzmókat találtak.
A szabadon vagy zuzmókban élő cianobaktériumok fotoszintézissel kötik meg a légköri nitrogénből az ammóniát, és további nitrogéntartalmú molekulákat hoznak létre. Az élőlények elrendeződését az ultraibolya sugárzás is befolyásolja: a magasabb szinteken az erősebben pigmentált, ellenálló formák élnek meg, míg mélyebben már a sugárzásra érzékenyebbek.

Az Antarktiszon a szárazvölgyek mellett jég alatti tavakat is találunk, amelyek feltehetőleg a gleccserek visszahúzódásai nyomán maradtak vissza. A vastagabb jéggel fedett, idősebb tavak kora évmilliókban mérhető. Alulról a geotermikus hő melegíti ezeket, felülről viszont a jégtakaró gyenge hővezető képessége lassítja a lehűlésüket. A vékonyabb jegű tavak aljzatán, ahová a fénynek csak mintegy 0,5 százaléka jut le, főleg cianobaktériumok és algák élnek meg.

A vastag jégpáncél alatti tavak legnevesebb és egyben legnagyobb képviselője a Vosztok-tó, amely néhány millió éves lehet, és a jég alatt 3710 méter mélyen fekszik. Átlagos mélysége 400-500 méter. Eddig csak a tó teteje fölötti, 100 méteres szintből tudtak mintát venni, de ebben is találtak életképes sejteket, és több, olyan élőlényt, amely ma még ismeretlennek minősül.

Mi a permafroszt?

A permanensen, vagyis folyamatosan, örökké fagyott talaj neve a permafroszt réteg, amely vizsgálatának szintén az univerzum általános megismerése miatt tulajdonítanak nagy jelentőséget. Különösen izgalmas, hogy az életnek vajon milyen lehetőségeit kínálja egy ilyen, legfeljebb vékony vízhártyát fenntartó, jéghideg terület. A kutatások szerint a  permafroszt rendkívül stabil környezetet biztosít a benne helyet találó élőlények számára. A hideg konzerválja a sejteket és erősen lassítja a kémiai és egyéb életfolyamatokat – itt tehát a hibernálásra látunk példát.

A vizsgálatok alapján az élőlények a sugárzást is jobban bírják a permafrosztban. A sejtekben a víz itt jóval a nulla fok alatt fagy meg, részben mert a sejtplazmában sok egyéb molekula is megtalálható, amelyek nehezítik a víz megfagyását. A permafrosztban szintén a kemoszintetizáló és nitrifikáló (ammóniát nitritté és nitráttá alakító) baktériumok, valamint metanogén (metánt termelő) archeák élnek.

Ilyen, ún. filogenetikus fán lehet bemutatni a baktériumok, az archeák és az eukarióták feltételezett leszármazását az RNS adatok alapján.


Mik azok az archeák?

Az archeák (a görög „ősi eredetű” kifejezésből), más néven ősbaktériumok az élő szervezetek egyik nagy csoportját adják. Bár még teljes mértékben nem sikerült tisztázni az eredetüket, abban már egyetértés született, hogy a baktériumok – archeák – eukarióták (sejtmaggal rendelkező szervezetek) felosztásban helyezhetőek el, mint a baktériumokhoz hasonlóan egysejtű, sejtmag nélküli, más néven prokarióta szervezetek. (A három, nagy csoportot a tudósok doméneknek hívják.)

Az archeákat kezdetben csak szélsőséges életkörülmények között – extrém módon hideg vagy forró – területeken találták meg, de azóta sokféle élőhelyen, például az állati és emberi bélflórában is rájuk bukkantak. Néhány biológus szerint az archeák és az eukarióták őse egy módosult baktérium lehetett, mások azonban úgy vélik, hogy az eukarióta sejt egy baktérium és egy archea összeolvadásából jött létre, s ezáltal keletkezett a sejtmag és a citoplazma. Ez utóbbi mellett szól, hogy a doméneket változatos genetikai hasonlóságok kötik össze, ugyanakkor ellentmond ennek a sejtstruktúrák határozott különbözősége.

Két kutató, Carl Woese és George E. Fox a genetikai vizsgálataik során 1977-ben arra a következtetésre jutott, hogy az Archaea csoportba tartozó élőlények a baktériumoktól eltérő ágon fejlődtek. Mindenesetre már sok mindent lehet tudni róluk. Például azt is, hogy a sejtstruktúrájuk és az anyagcseréjük a prokariótákéhoz hasonlít, ugyanakkor a genetikai jellemzőik csak részben azonosak a baktériumokra jellemző sajátosságokkal, és sok szempontból az eukariótákkal köti össze őket. Különleges vonásuk, hogy a különlegesen hideg és a különlegesen forró típusain (például gejzírekben) is képesek megélni. Ez utóbbit valószínűleg a sejtmembránjuk egyik egyedi vonása teszi lehetővé: míg a legtöbb baktérium és eukarióta membránja glicerin-észter lipidekből áll, az archeánál a membránban glicerin-éter lipidek vannak.

És mivel a legrégebbi földtörténeti időszakban a baktériumok és az archeák voltak az egyedüli sejtes organizmusok a Földön, az archeák kutatása még egészen biztosan fontos összefüggések megismeréséhez vezet.

Lévai Júlia


Címkék:

1917-es szocialista forradalom  A kis herceg  Ady Endre  Aiszóposz  Aitken  Albert de Mun  Ammut  Anaximandrosz  Angol Park  Antarktisz  Antoine de Saint-Exupéry  Anubisz  Apollón  Arakhné  Arany János  Arisztotelész  Arkhimédész  Artemisz  Asszír Birodalom  Aszklépion  Aszklépiosz  Atlanti-óceán  Augustus  Ausztrália  Babits Mihály  Baradla-barlang  Belgium  Benedek-rend  Besztercebánya  Biblia  Biblioteca Joanina  Bornemisza Anna  Buda  Budapest  Budapesti Vidám Park  Buddha  Carl Friedrich Gauss  Charles Babbage  Charles de Gaulle  Chicago  Churchill  Claude Chappe  Curiosity  Cynara  Danaé  Dante  Dante Alighieri  Dionüszosz  Dzsingisz kán  Dávid király  Edward Jenner  Egri csillagok  Emese  Erzsébet királyné  Esterházy Miklós Móric  Esterházy Péter  Fahrenheit  Fehérlófia  Fekete István  Feneketlen-tó  Ferenc József  Ferenc pápa  Fiume  Formózusz pápa  Fourier-transzformáció  Franciaország  Fribourgi Unió  Föld  Földközi-tenger  Fővárosi Állat- és Növénykert  Galilei  Galénosz  Ganésa  Geomancia  Guinness rekordok  Hans Christian Andersen  Hedy Lamarr  Hippokratész  Hitler  Homo sapiens  Héber Biblia  Héra  Hérodotosz  I. Erzsébet  India    Jackie Cochran  Jahve  James Prescott Joule  Japán  Jean de La Fontaine  John D. O’Sullivan  Juhász Gyula  Jules Verne  Julius Caesar  Justh-párt  János vitéz  Jézus  József Attila  Kaffka Margit  Kheirón  Királyok Völgye  Kivonulás könyve  Kolumbusz Kristóf  Koppenhága  Korónisz  Kosztolányi Dezső  Kréta  Kyatice-kultúra  Károlyi Mihály  Kígyótartó  Kína  LOGICO  La Trappe  Las Vegas  Lazarro Spallanzani  Lazzaretto Vecchio  Leonardo da Vinci  Liège  Louis Pasteur  Lucifer  Lukács László  Lyme-kór  Léda  Mafra-palota  Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület  Magyar Természettudományi Múzeum  Marco Polo  Margit-sziget  Margitsziget  Marokkó  Mars  Medúsza  Melbourne  Mesekönyvek  Mexikó  Mezopotámia  Mi MICSODA  Milánó  Minerva  Mithridatész  Moirák  Monte Cristo grófja  Munkás Szent József  Mária  Mária Terézia  Mária csillaga  Márton kenyere  Mátyás király  Mózes  Nagy Konstantin  Nagy Sándor  Nagy-korallzátony  Napóleon  Nautilus  Nelson altengernagy  Newton  Nivelles  Nobel-díj  Normandia  Normandiai partraszállás  Notre-Dame  Nursiai szent Benedek  Nyugat folyóirat  Nyulak szigete  Olimposz  Oroszország  Országház  Pallasz Athéné  Pegazus  Perszeusz  Perzsia  Pesti Állatkert  Petőfi Sándor  Plinius  Pompeius Magnus  Popham-kód  Porete-i Margit  Portugália  Poszeidón  Párizs  Pégaszosz  Rijeka  Robert Owen  Roosevelt  Róma  Római Birodalom  Santorius  Sinanshao  Sixtus-kápolna  Skócia  Stephen Hawking  Szent Heléna  Szent Margit  Szent Márk székesegyház  Szent Patrik  Szent-Györgyi Albert  Szerb Antal  Szicília  Szociáldemokrata Párt  Szogdia  Széchenyi István  Thesszaloniké  Tiberius császár  Tisza István  Titanic  Tompa Mihály  VII. István pápa  Vatikán  Velence  Velencei Köztársaság  Verona  Vosztok-tó  Vurstli  Városliget  Vénusz légycsapója  Werbőczy István  Wilhelm Emmanuel Ketteler  XIII. Leó pápa  XV. Lajos  Xántus János  Zeusz  alvás  anemométer  antibiotikum  arakhnofóbia  archea  articsóka  autofágia  autó  axolotl  bagoly  baktérium  barlangok  barlangrajz  beginák  beginázs  belsőégésű motor  beporzás  betegség  biológia  bozóttűz  buddhizmus  béka  békakirály  békamentők  békák  bölcső  búvárfelszerelés  búvárharang  búvárkodás  cidrimókus  cineol  ciszterciták  citoplazma  corona  csapdaállítók  csatorna  csecsemők  császármetszés  császárság  csütörtök  cukor  cégér  céhek  címer  delej  denevér  diadém  dob  drón  dízelmotor  dórok  echolokáció  egyensúly  egyiptom  egyszarvú  ektoparazita  elefánt  emlős  epekő  eretnek  etimológia  etruszkok  eukaliptusz  fasírt  fejdísz  fejlesztés  fekete lyuk  feketehimlő  felvilágosodás  feng-shui  finommotorika  fogkő  foglalkoztató  folyadékkristály  fondendoszkóp  frank  fáraó  félelem  füst  füstjelzés  füstölgő  gabona  galea  gallok  griffmadár  gyerekjáték  gyufásdoboz  gyárak  gyógyszer  gyógyszertár  gyógyítás  gyöngy  gyöngyhalászat  gót  gőzgép  gőzhajó  hableány  hadművelet  hajmosás  hajógyártás  hajózás  halál  halálbüntetés  hangsebesség  hatalom  higany  himnusz  hiszti  hullazsinat  hullámvasút  humanizmus  háború  hóhér  húsevő nyövények  hőmérséklet  hőmérő  ikozaéder  illat  immunitás  indiánok  inga  inkubátor  interjú  internet  ipari forradalom  iránytű  iskolakezdés  iskolaérettség  istenek  jel  jelhordozó  jelrendszer  járvány  játék  kakas  kalauzhajó  kalogathia  kalóz  kalózlevél  kalózállam  kamelaukion  kamikáze  kancsókák  kapitalizmus  karantén  kardigán  karmosbéka  karthauziak  katapult  kausia  kavicsok  kereskedelem  kereszténység  keszonbetegség  királynévíz  kisföldalatti  klímaváltozás  koala  kolera  komló  koncepciós per  kopoltyú  korall  korona  koronavírus  koszorú  kullancs  kálvinizmus  készségfejlesztő  kétszikűek  kétéltűek  kígyó  kínai nagy fal  kínaiak  kódrendszer  kórház  kölni  könyvtár  kötéltánc  közegészségügy  kőzetek  lazarett  lincselés  lizoszóma  lovasfutár  lárva  látás  láz  lázfa  légiposta  légzés  lövedékvető  lúg  magasság  magnetoszféra  magnetosztrikció  malária  mandula  manna  mannatövis  mannazuzmó  manufaktura  marcipán  masszázs  matchbox  mechanikus szerkezet  mese  mesék  metamorfózis  meteorológia  metró  mikrobiológia  mimivírus  mirtuszfélék  misztikus lények  mitokrondrium  moszkító  munkások  mutualizmus  mágnes  mágnesesség  mágnesség  május  május 1  második világháború  méhek  méhlepény  méreg  narentinok  narvál  neandervölgyi  nimfa  nyál  nyár  népmesék  népvándorlás  olimpia  olvasás  organellum  ormány  orvoslás  oxigénfelvétel  parfüm  paróka  pedagógus  permafroszt  pestis  pilóta  placenta  postakocsi  pszichológus  pápaság  pékség  pók  rajz  rekamié  repülés  repülőgép  repülőtér  retina  robot  rovarok  rádiócsillagászat  rák  rákgyógyszer  régészet  rózsaolaj  sajt  sampon  sejtek  sellő  selyemút  sisakkorona  sport  szakszervezetek  szalamandrafélék  szanatórium  szappan  szappanbuborék  szavak  szem  szemafor  személynevek  szendvics  szerzetes  szerzetesrendek  szimbólum  szocializmus  szogdok  szonár  sztetoszkóp  sztrájk  szász  szélkakas  szélzsák  szúnyog  szúnyoglárva  szülés  sáska  sáskajárás  sör  tamariszkusz  tanulójáték  teaút  tenger  tengeralattjáró  terhesség  terhességi teszt  terroristák  teszt  tesztelés  tetvek  thrákok  tirrének  tisztálkodás  tobzoska  torpedó  trappista sajt  trappisták  turul  tájoló  távíró  tömegközlekedés  törökfürdő  tükörtávíró  tüntetés  tőzsde  tűz  tűzoltók  ultrahang  unikornis  utópista szocializmus  vakcina  vakság  vasút  vegyszer  vesekő  veszteglőház  veszélyeztetett fajok  vidra  vidámpark  vikingek  világháború  virágok  virágállat  vizelet  vonatrablás  védőoltás  vérvörös csütörtök  vírus  víz  vörös nemeskorall  vörösfenyő  wifi  zsilip  zászló  Álmos  Északi-sark  Óbudai Hajógyár  Ószövetség  Ótestamentum  állatkert  általános választójog  átalakulás  éhínség  élesztősejtek  élőhely  élősködők  ízeltlábúak  óceán  ókor  ókori Egyiptom  ókori Görögország  öngyilkos merénylők  újszülött  úthálózat  ősbaktérium 

Kapcsolódó könyvek:

2120

Mi MICSODA Junior A tenger

Teljes ár: 3 490 Ft
Online ár: 2 792 Ft


 

4202

Mi MICSODA Óceánok mélye - Élet az örök sötétség birodalmában

Teljes ár: 3 200 Ft
Online ár: 2 560 Ft


 

1831

Óceánok 30 másodpercben

Teljes ár: 2 750 Ft
Akciós ár: 1 375 Ft