Paradoks saintifik - glasier di Barat Laut Pasifik dihuni oleh cacing

Isi kandungan:

Paradoks saintifik - glasier di Barat Laut Pasifik dihuni oleh cacing
Paradoks saintifik - glasier di Barat Laut Pasifik dihuni oleh cacing
Anonim

Apa yang kita tahu mengenai glasier? Ini adalah potongan ais yang telah terbentuk selama ribuan tahun. Pada pandangan pertama, nampaknya tidak ada persoalan mengenai kehidupan di dalamnya, kerana tidak ada organisma yang dapat menahan keadaan ekstrem seperti itu. Tetapi sebenarnya tidak. Glasier adalah rumah bagi sebilangan besar organisma, yang membentuk keseluruhan ekosistem di dalamnya. Lebih-lebih lagi, kita tidak hanya membincangkan bakteria yang tahan terhadap suhu rendah, tetapi juga cacing yang agak besar. Mereka boleh ditemui di glasier di Pasifik Barat Laut, serta di British Columbia dan Alaska. Mereka dipanggil "cacing ais" (Mesenchytraeus solifugus) dan merupakan saudara dari cacing tanah yang terkenal. Ukuran invertebrata ini agak kecil - panjangnya mencapai ~ 130 mm, dan diameternya setanding dengan benang gigi. Cacing menjalani gaya hidup yang cukup aktif, dalam arti bahawa secara berkala mereka merangkak ke permukaan glasier, atau bersembunyi di kedalamannya.

Bagaimana cacing tinggal di glasier

Cacing ais tinggal di jajahan. Pada hari-hari musim panas dan malam, sebilangan besar mereka muncul di permukaan glasier untuk mencari makanan. Mereka memakan alga dan detritus (produk kerosakan tisu, iaitu sisa-sisa invertebrata). Lebih dekat ke pagi mereka bersembunyi di dalam ais untuk "semalam". Dan pada musim sejuk mereka pergi ke dalam glasier, di mana mereka berada hingga awal musim bunga.

Sebilangan saintis menganggap cacing kapal adalah makhluk paling misteri di planet ini. Tetapi cacing ais bahkan melewati mereka dalam hal ini. Bagaimanapun, mereka telah belajar bertahan dengan sempurna di antara salji dan ais, dan mereka menjadi yang paling aktif di titik beku air. Dan apabila suhu persekitaran meningkat hingga +5 darjah Celsius, invertebrata ini mati. Sebilangan besar makhluk darat tidak dapat bertahan dalam keadaan seperti itu tanpa semacam penebat haba yang menutupi badan mereka. Tetapi bagaimana cacing ais melakukannya?

Image
Image

Pada siang hari, koloni cacing ais merangkak ke permukaan glasier

Soalan ini menarik minat para saintis di Universiti Rutgers, yang diketuai oleh Profesor Jabatan Zoologi dan Biologi Daniel H. Schein. Pada pendapat mereka, memahami eksentrik biologi ini sangat penting bagi orang, dan kajian ini tidak bertolak ansur dengan kelewatan. Cacing hilang bersama dengan glasier, dan, kemungkinan besar, ia akan hilang sama sekali. Sekiranya para saintis dapat mengetahui bagaimana cacing mengatasi keadaan ekstrem seperti itu, ia akan membantu mereka memahami had hidup di Bumi dan seterusnya.

Apakah rahsia cacing ais

Menurut undang-undang biologi, ketika suhu turun, reaksi tubuh menjadi perlahan dan tahap tenaga turun. Haiwan berdarah panas membakar lebih banyak tenaga untuk mengekalkan suhu yang relatif tetap, sementara makhluk berdarah sejuk menjadi lesu dan bahkan berhibernasi. Tetapi bukan cacing ais.

Para saintis di Universiti Rutgers telah memperhatikan bahawa tahap tenaga mereka meningkat ketika mereka menyejuk. Menurut satu versi, molekul khas yang dikenali sebagai ATP (adenosin trifosfat) memberikan kemampuan ini kepada cacing. Ini adalah molekul utama dalam proses tenaga mana-mana organisma hidup. Ia dihasilkan menggunakan enzim kompleks yang disebut ATP synthase, yang hampir sama di semua organisma yang diketahui.

Cacing ais mempunyai mekanisme genetik khas yang menghasilkan sintase ATP Seperti yang dikatakan oleh Daniel H. Schein, ini adalah DNA tambahan yang mempercepat penghasilan ATP.

Image
Image

Sebilangan besar organisma lain yang hidup di Bumi mati dalam keadaan seperti itu, tetapi bukan cacing ais

Evolusi sukar dijelaskan, kata Shine, tetapi ada kemungkinan cacing telah meminjam sebilangan bahan genetik dari kulat alpine. Sekiranya demikian, maka "pencurian genetik" ini sangat tidak biasa kerana DNA "dicuri" biasanya tidak dimasukkan ke dalam mitokondria, di mana ATP dihasilkan.

Tetapi ciri cacing ais tidak berakhir di sana. Sebagai tambahan kepada suplemen genetik, mereka mempunyai "termostat" selular yang diubah yang memungkinkan ATP dihasilkan pada suhu rendah. Kedua-dua perubahan ini bergabung bermaksud bahawa cacing ais mempunyai kepekatan ATP selular yang jauh lebih tinggi daripada kebanyakan makhluk.

Sebagai tambahan, saintis merancang untuk mengkaji teori lain yang mana cacing penuh dengan melanin, pigmen yang sama yang membantu melindungi kulit manusia dari sinaran ultraviolet. Tetapi, tidak seperti manusia, cacing ais mempunyai melanin di seluruh badan: di otak, usus, dan otot. Beberapa kajian menunjukkan bahawa dalam situasi tertentu, melanin dapat mengeluarkan tenaga dari sinaran matahari. Para saintis membuat spekulasi bahawa proses ini juga mungkin berlaku pada cacing ais. Pada masa ini mereka memeriksa versi ini.

Bagaimana cacing ais menjajah glasier

Keupayaan untuk menghasilkan tenaga pada suhu rendah bukan satu-satunya misteri yang berkaitan dengan cacing ais. Para saintis juga berminat dengan bagaimana mereka bergerak dari glasier ke glasier. Untuk menjawab soalan ini, harus difahami bahawa invertebrata ini adalah sebahagian daripada ekosistem yang masih kurang diketahui oleh saintis.

Image
Image

Finch merah jambu memakan cacing ais dalam jumlah besar

Melihatnya, Profesor Hotaling dan rakannya menemui lima spesies burung yang memakan cacing ais. Invertebrata ini adalah sumber makanan penting di tempat-tempat seperti Gunung Rainier, di mana sirip merah jambu menangkap mereka dalam jumlah yang banyak dan memberi makan anak mereka, kata Hotaling.

Ada kemungkinan burung membantu cacing bergerak dari glasier ke glasier. Para saintis membuat spekulasi bahawa cacing dapat menempel pada bulu atau cakar burung. Ada kemungkinan sebahagian dari mereka bertahan dengan melewati usus burung.

Tetapi, setakat ini, ini semua hanya teori. Penjelajah membongkar semua rahsia makhluk ini. Namun, masih ada sedikit masa untuk diselesaikan. Beberapa glasier yang pernah menempatkan cacing, seperti glasier Lyall dan Lewis di lata utara Washington, telah hilang. Yang lain dikurangkan dengan ketara. Jadi Nisqually Glacier di sebelah selatan Mount Rainier, tempat tinggal cacing ais, diameternya menurun sekitar 90 sentimeter setiap 10 hari. Artinya, keadaan di utara hampir sama dengan di selatan dengan glasier Antartika, yang secara beransur-ansur berkurang, ketika mereka cepat putus, berubah menjadi gunung es raksasa.

Disyorkan: