Bacterias de aguas termales. Los extremófilos son organismos que viven en hábitats extremos. Los más utilizados son los siete criterios generales del formulario.

La temperatura es el factor ambiental más importante. La temperatura tiene un gran impacto en muchos aspectos de la vida de los organismos, su geografía de distribución, reproducción y otras propiedades biológicas de los organismos, dependiendo principalmente de la temperatura. Rango, es decir el rango de temperaturas en las que puede existir la vida varía desde aproximadamente -200 ° C a + 100 ° C, a veces se encuentra la existencia de bacterias en aguas termales a una temperatura de 250 ° C. De hecho, la mayoría de los organismos pueden sobrevivir en un rango de temperatura aún más estrecho.

Ciertos tipos de microorganismos, principalmente bacterias y algas, pueden vivir y multiplicarse en aguas termales a temperaturas cercanas al punto de ebullición. El límite superior de temperatura para las bacterias de aguas termales es de alrededor de 90 ° C. La variabilidad de la temperatura es muy importante desde el punto de vista medioambiental.

Cualquier especie puede vivir solo dentro de un cierto rango de temperatura, las llamadas temperaturas letales máxima y mínima. Fuera de estas temperaturas extremas críticas, frío o calor, se produce la muerte del organismo. En algún lugar entre ellos, hay una temperatura óptima a la que está activa la actividad vital de todos los organismos, la materia viva en su conjunto.

Por la tolerancia de los organismos a régimen de temperatura se dividen en euritérmicos y estenotérmicos, es decir capaz de soportar fluctuaciones de temperatura dentro de rangos amplios o estrechos. Por ejemplo, los líquenes y muchas bacterias pueden vivir a diferentes temperaturas, o las orquídeas y otras plantas termófilas de las zonas tropicales son estenotermales.

Algunos animales pueden mantener una temperatura corporal constante, independientemente de la temperatura. ambiente... Estos organismos se denominan homeotermos. En otros animales, la temperatura corporal cambia según la temperatura ambiente. Se llaman poiquilotermos. Dependiendo de la forma en que los organismos se adaptan al régimen de temperatura, se dividen en dos grupos ecológicos: criofilas - organismos adaptados al frío, a las bajas temperaturas; termófilos o termófilos.

La regla de Allen- la regla ecogeográfica establecida por D. Allen en 1877. Según esta regla, entre las formas relacionadas de animales homeotérmicos (de sangre caliente) que llevan un estilo de vida similar, los que viven en climas más fríos tienen partes del cuerpo que sobresalen relativamente más pequeñas: orejas, patas, colas, etc.

La reducción de las partes del cuerpo que sobresalen conduce a una disminución en la superficie relativa del cuerpo y ayuda a ahorrar calor.

Un ejemplo de esta regla son los representantes de la familia Canine de varias regiones. Las orejas más pequeñas (en relación con la longitud del cuerpo) y el hocico menos alargado de esta familia están en el zorro ártico (rango - Ártico), y las orejas más grandes y un hocico estrecho y alargado - en el zorro fennec (rango - Sahara).

Además, esta regla se cumple en relación con las poblaciones humanas: la nariz, los brazos y las piernas más cortos (en relación con el tamaño del cuerpo) son típicos de los pueblos esquimal-aleutianos (esquimales, inuit), y los brazos y piernas largos para los camiones y los tutsis.

Regla de Bergman- una regla ecogeográfica formulada en 1847 por el biólogo alemán Karl Bergman. La regla establece que entre las formas similares de animales homeotérmicos (de sangre caliente), los más grandes son los que viven en climas más fríos, en latitudes altas o en las montañas. Si hay especies estrechamente relacionadas (por ejemplo, especies del mismo género), que no difieren significativamente en la naturaleza de su dieta y estilo de vida, las especies más grandes también se encuentran en climas más severos (más fríos).

La regla se basa en el supuesto de que la producción total de calor en especies endotérmicas depende del volumen del cuerpo y la tasa de transferencia de calor depende de su área de superficie. Con un aumento en el tamaño de los organismos, el volumen del cuerpo crece más rápido que su superficie. Experimentalmente, esta regla se probó primero en perros de diferentes tamaños. Resultó que la producción de calor en perros pequeños es mayor por unidad de masa, pero independientemente del tamaño, permanece prácticamente constante por unidad de superficie.

De hecho, la regla de Bergman se cumple a menudo tanto dentro de la misma especie como entre especies estrechamente relacionadas. Por ejemplo, el tigre de Amur se forma con Del lejano oriente más grande que Sumatra de Indonesia. Las subespecies del norte del lobo son en promedio más grandes que las del sur. Entre las especies estrechamente relacionadas del género, el oso es el más grande que habita en las latitudes del norte ( oso polar, osos pardos con sobre. Kodiak) y las especies más pequeñas (por ejemplo, oso de anteojos), en áreas con un clima cálido.

Al mismo tiempo, esta regla ha sido criticada a menudo; señaló que no puede tener general ya que muchos factores además de la temperatura afectan el tamaño de los mamíferos y las aves. Además, la adaptación a un clima severo a nivel de población y especie a menudo ocurre no debido a cambios en el tamaño corporal, sino debido a cambios en el tamaño. órganos internos(aumento del tamaño del corazón y los pulmones) o debido a adaptaciones bioquímicas. Teniendo en cuenta esta crítica, debe enfatizarse que la regla de Bergman es de naturaleza estadística y manifiesta su efecto claramente, en igualdad de condiciones.

De hecho, existen muchas excepciones a esta regla. Así, la raza más pequeña del mamut lanudo se conoce de la isla polar de Wrangel; muchas subespecies de lobos de bosque son más grandes que las de la tundra (por ejemplo, la subespecie extinta de la península de Kenai; se supone que el gran tamaño podría dar a estos lobos una ventaja a la hora de cazar grandes alces que habitan la península). La subespecie del leopardo del Lejano Oriente que vive en el Amur es significativamente más pequeña que la africana. En los ejemplos dados, las formas comparadas difieren en su forma de vida (poblaciones insulares y continentales; subespecies de tundra, que se alimentan de presas más pequeñas y subespecies del bosque, que se alimentan de presas más grandes).

En relación con los humanos, la regla es hasta cierto punto aplicable (por ejemplo, las tribus pigmeas, aparentemente, aparecieron repetida e independientemente en diferentes regiones con un clima tropical); sin embargo, debido a las diferencias en las dietas y costumbres locales, la migración y la deriva genética entre poblaciones, se imponen limitaciones a la aplicabilidad de esta regla.

Regla de Gloger consiste en el hecho de que entre las formas emparentadas (diferentes razas o subespecies de la misma especie, especies emparentadas) de animales homeotermales (de sangre caliente), los que viven en un clima cálido y húmedo son de colores más brillantes que los que viven en un clima frío y húmedo. clima seco. Instalado en 1833 por Constantine C. W. L.; 1803-1863, ornitólogo polaco y alemán.

Por ejemplo, la mayoría de las especies de aves del desierto son más tenues que sus primas de las selvas tropicales y subtropicales. La regla de Gloger puede explicarse tanto por consideraciones de enmascaramiento como por la influencia de las condiciones climáticas en la síntesis de pigmentos. Hasta cierto punto, la regla de Gloger también se aplica a beber animales kilotermales (de sangre fría), en particular insectos.

La humedad como factor ambiental

Originalmente, todos los organismos eran acuáticos. Habiendo conquistado la tierra, no han perdido su dependencia del agua. Una parte integral de de todos los organismos vivos es el agua. La humedad es la cantidad de vapor de agua en el aire. No hay vida sin agua ni humedad.

La humedad es un parámetro que caracteriza el contenido de vapor de agua en el aire. La humedad absoluta es la cantidad de vapor de agua en el aire y depende de la temperatura y la presión. Esta cantidad se llama humedad relativa (es decir, la relación entre la cantidad de vapor de agua en el aire y la cantidad saturada de vapor en determinadas condiciones de temperatura y presión).

En la naturaleza, existe un ritmo diario de humedad. La humedad fluctúa vertical y horizontalmente. Este factor, junto con la luz y la temperatura, juega un papel importante en la regulación de la actividad de los organismos y su distribución. La humedad también cambia el efecto de la temperatura.

El aire de secado es un factor ambiental importante. Especialmente para los organismos terrestres, el efecto de secado del aire es de gran importancia. Los animales se adaptan, se trasladan a lugares protegidos y llevan un estilo de vida activo por la noche.

Las plantas absorben agua del suelo y se evaporan casi por completo (97-99%) a través de las hojas. Este proceso se llama transpiración. La evaporación enfría las hojas. Debido a la evaporación, los iones se transportan a través del suelo hasta las raíces, los iones se transportan entre las células, etc.

Una cierta cantidad de humedad es absolutamente esencial para los organismos terrestres. Muchos de ellos necesitan una humedad relativa del 100% para una vida normal, y viceversa, un organismo en estado normal no puede vivir mucho tiempo en aire absolutamente seco, porque pierde agua constantemente. El agua es una parte esencial de la materia viva. Por lo tanto, la pérdida de agua en una cantidad conocida conduce a la muerte.

Las plantas de clima seco se adaptan por cambios morfológicos, reducción de órganos vegetativos, especialmente hojas.

Los animales terrestres también se adaptan. Muchos de ellos beben agua, otros la succionan a través del tegumento del cuerpo en estado líquido o vapor. Por ejemplo, la mayoría de los anfibios, algunos insectos y garrapatas. La mayoría de los animales del desierto nunca beben; satisfacen sus necesidades a expensas del agua que se les suministra con los alimentos. Otros animales obtienen agua a través de la oxidación de grasas.

El agua es absolutamente esencial para los organismos vivos. Por tanto, los organismos se esparcen por el hábitat, según sus necesidades: los organismos acuáticos en el agua viven constantemente; los hidrófitos solo pueden vivir en ambientes muy húmedos.

Desde el punto de vista de la valencia ecológica, los hidrófitos e higrófitos pertenecen al grupo de los estenogigers. La humedad afecta fuertemente las funciones vitales de los organismos, por ejemplo, 70% humedad relativa fue muy favorable para la maduración en el campo y la fertilidad de las langostas migratorias hembras. Con una reproducción favorable, causan un daño económico enorme a los cultivos en muchos países.

Para la evaluación ecológica de la distribución de organismos, se utiliza el indicador de sequedad climática. La sequedad sirve como factor selectivo para la clasificación ecológica de organismos.

Así, dependiendo de las características de la humedad del clima local, las especies de organismos se distribuyen en grupos ecológicos:

1. Los hidatofitos son plantas acuáticas.

2. Los hidrófitos son plantas acuáticas terrestres.

3. Las higrófitas son plantas terrestres que viven en condiciones de alta humedad.

4. Los mesófitos son plantas que crecen con humedad media.

5. Los xerófitos son plantas que crecen con poca humedad. Ellos, a su vez, se dividen en: suculentas - plantas suculentas (cactus); Los esclerófitos son plantas con hojas estrechas y pequeñas, y enrolladas en tubos. También se subdividen en euxerófitos y estipaxerófitos. Los euxerófitos son plantas esteparias. Los estipaxerófitos son un grupo de céspedes de hojas estrechas (pasto pluma, festuca, patas finas, etc.). A su vez, los mesófitos también se dividen en mesohidrófitos, mesoxerófitos, etc.

Si bien su valor es inferior a la temperatura, la humedad es, sin embargo, uno de los principales factores ambientales. A lo largo de la mayor parte de la historia de la naturaleza viva, el mundo orgánico estuvo representado exclusivamente por las normas hídricas de los organismos. El agua es una parte integral de la gran mayoría de los seres vivos y casi todos necesitan un medio acuático para reproducirse o fusionar los gametos. Los animales terrestres se ven obligados a crear un ambiente acuático para la fertilización, y esto lleva al hecho de que esta última se vuelve interna.

La humedad es la cantidad de vapor de agua en el aire. Puede expresarse en gramos por metro cúbico.

La luz como factor ambiental. El papel de la luz en la vida de los organismos.

La luz es una de las formas de energía. Según la primera ley de la termodinámica, o la ley de conservación de la energía, la energía puede pasar de una forma a otra. Según esta ley, los organismos son un sistema termodinámico en constante intercambio de energía y materia con el medio ambiente. Los organismos en la superficie de la Tierra están expuestos al flujo de energía, principalmente energía solar, así como a la radiación térmica de onda larga de los cuerpos espaciales.

Ambos factores determinan condiciones climáticas medio ambiente (temperatura, tasa de evaporación del agua, movimiento del aire y del agua). La luz solar con una energía de 2 cal cae sobre la biosfera desde el espacio. 1cm 2 en 1 min. Esta es la llamada constante solar. Esta luz, que atraviesa la atmósfera, se debilita y no más del 67% de su energía puede llegar a la superficie de la Tierra en un mediodía despejado, es decir. 1,34 cal. por cm 2 en 1 min. Al pasar a través de la cubierta de nubes, el agua y la vegetación, la luz solar se debilita aún más y la distribución de energía en ella cambia significativamente en diferentes partes del espectro.

La atenuación de la luz solar y la radiación cósmica depende de la longitud de onda (frecuencia) de la luz. La radiación ultravioleta con una longitud de onda de menos de 0,3 micrones apenas atraviesa la capa de ozono (a una altitud de unos 25 km). Tal radiación es peligrosa para un organismo vivo, en particular para el protoplasma.

En la naturaleza viva, la luz es la única fuente de energía; todas las plantas, excepto las bacterias, realizan la fotosíntesis, es decir, sintetizar materia orgánica desde sustancias inorgánicas(es decir, de agua, sales minerales y CO-En la naturaleza viva, la luz es la única fuente de energía, todas las plantas, excepto las bacterias 2, con la ayuda de la energía radiante en el proceso de asimilación). Todos los organismos dependen de la fotosíntesis terrestre para su nutrición, es decir, plantas portadoras de clorofila.

La luz como factor ambiental se divide en ultravioleta con una longitud de onda de 0,40 a 0,75 micrones e infrarrojos con una longitud de onda mayor que estas magnitudes.

El efecto de estos factores depende de las propiedades de los organismos. Cada tipo de organismo se adapta a un espectro particular de la longitud de onda de la luz. Algunos tipos de organismos se han adaptado al ultravioleta, mientras que otros al infrarrojo.

Algunos organismos pueden distinguir entre longitudes de onda. Tienen sistemas especiales de percepción de la luz y visión de los colores, que son de gran importancia en su vida. Muchos insectos son sensibles a la radiación de onda corta, que los humanos no pueden percibir. Las polillas son muy sensibles a los rayos ultravioleta. Las abejas y las aves localizan y orientarse sobre el terreno incluso de noche.

Los organismos también reaccionan fuertemente a la intensidad de la luz. Según estas características, las plantas se dividen en tres grupos ecológicos:

1. Amantes de la luz, amantes del sol o heliófitos, que pueden desarrollarse normalmente solo bajo los rayos del sol.

2. Amante de la sombra o escofitas: son plantas de los niveles inferiores de los bosques y plantas de aguas profundas, por ejemplo, lirios del valle y otras.

Con una disminución en la intensidad de la luz, la fotosíntesis también se ralentiza. Todos los organismos vivos tienen un umbral de sensibilidad a la intensidad de la luz, así como a otros factores ambientales. El umbral de sensibilidad a los factores ambientales no es el mismo para diferentes organismos. Por ejemplo, la luz intensa inhibe el desarrollo de las moscas Drosophila, incluso provoca su muerte. A las cucarachas y otros insectos no les gusta la luz. En la mayoría de las plantas fotosintéticas, a baja intensidad de luz, se inhibe la síntesis de proteínas, y en los animales, se inhiben los procesos de biosíntesis.

3. Heliófitos facultativos o tolerantes a la sombra. Plantas que crecen bien tanto a la sombra como a la luz. En los animales, estas propiedades de los organismos se denominan amantes de la luz (fotófilos), amantes de la sombra (fotófobos), eurofóbicos - estenofóbicos.

Valencia ecológica

el grado de adaptabilidad de un organismo vivo a los cambios en las condiciones ambientales. E. En. es una propiedad específica. Cuantitativamente, se expresa por la gama de cambios en el medio ambiente, dentro del cual vista dada mantiene la actividad de la vida normal. E. En. puede considerarse tanto en relación con la reacción de una especie a factores ambientales individuales, como en relación con un complejo de factores.

En el primer caso, las especies que soportan grandes cambios en la fuerza del factor de influencia se designan mediante un término que consiste en el nombre de este factor con el prefijo "eury" (eurythermal - en relación con el efecto de la temperatura, euryhaline - a la salinidad , eurybate - a profundidad, etc.); especies adaptadas solo a pequeños cambios de este factor se denotan con un término similar con el prefijo "steno" (estenotérmico, estenohalino, etc.). Especie con un amplio siglo E. en relación con un complejo de factores, se les llama euribiontes (ver Eurybionts), en contraste con los estenobiontes (ver Stenobionts), que tienen poca adaptabilidad. Dado que la euribionticidad hace posible asentarse en varios hábitats, y la estenobionticidad reduce drásticamente la gama de estaciones adecuadas para la especie, estos dos grupos a menudo se denominan euriotópicos o estenotópicos, respectivamente.

Euribiontes, animales y organismos vegetales que pueden existir bajo cambios significativos en las condiciones ambientales. Así, por ejemplo, los habitantes del litoral marino soportan un drenaje regular durante la marea baja, en verano - fuerte calentamiento, y en invierno - enfriamiento y, a veces, congelación (animales euritérmicos); los habitantes de las rías de los ríos aguantan medios. fluctuaciones en la salinidad del agua (animales eurihalinos); Existen varios animales en una amplia gama de presiones hidrostáticas (animales euribáticos). Muchos habitantes terrestres latitudes templadas capaz de soportar grandes fluctuaciones de temperatura estacionales.

La euribionicidad de la especie aumenta por la capacidad de tolerar condiciones desfavorables en estado de animación suspendida (muchas bacterias, esporas y semillas de muchas plantas, plantas perennes adultas de latitudes frías y templadas, brotes invernales de esponjas de agua dulce y briozoos, huevos de crustáceos de patas branquiales, tardígrados adultos y algunos rotíferos, etc.) o hibernación (algunos mamíferos).

LA REGLA DE CHETVERIKOV, como regla, según el cual todos los tipos de organismos vivos en la naturaleza están representados no por individuos aislados separados, sino en forma de agregados de un número (a veces muy grande) de individuos-poblaciones. Criado por S. S. Chetverikov (1903).

Vista- es un conjunto históricamente formado de poblaciones de individuos, similares en propiedades morfofisiológicas, capaces de cruzarse libremente entre sí y dar descendencia fértil, ocupando un área determinada. Cada tipo de organismo vivo puede describirse mediante un conjunto de rasgos característicos, propiedades, que se denominan características de la especie. Las características de una especie por las que se puede distinguir una especie de otra se denominan criterios de especie.

Los más utilizados son siete criterios generales del formulario:

1. Tipo específico de organización: agregada rasgos característicos, lo que permite distinguir los individuos de una determinada especie de los individuos de otra.

2. Certeza geográfica: la existencia de individuos de una especie en un lugar específico de el mundo; hábitat: el área de habitación de los individuos de esta especie.

3. Certeza ecológica: los individuos de la especie viven en un rango específico de valores de factores ambientales físicos, como temperatura, humedad, presión, etc.

4. Diferenciación: la especie está formada por grupos más pequeños de individuos.

5. Discreción: los individuos de una determinada especie están separados de los individuos por un gap - hiato. El hiato está determinado por la acción de mecanismos de aislamiento, como el desajuste de fechas de reproducción, el uso de reacciones conductuales específicas, la esterilidad de híbridos, etc.

6. Reproducibilidad: la reproducción de los individuos puede realizarse asexualmente (el grado de variabilidad es bajo) y sexualmente (el grado de variabilidad es alto, ya que cada organismo combina las características del padre y la madre).

7. Un cierto nivel de población: el número sufre cambios periódicos (oleadas de vida) y no periódicos.

Los individuos de cualquier tipo se distribuyen en el espacio de manera extremadamente desigual. Por ejemplo, la ortiga, dentro de su área de distribución, se encuentra solo en lugares húmedos y sombreados con suelo fértil, formando matorrales en las llanuras aluviales de ríos, arroyos, alrededor de lagos, a lo largo de las afueras de pantanos, en bosques mixtos y matorrales de arbustos. Las colonias del topo europeo, claramente visibles en los montículos de tierra, se encuentran en los bordes de los bosques, prados y campos. Apto para toda la vida
los hábitats, aunque a menudo se encuentran dentro del rango, no cubren todo el rango y, por lo tanto, los individuos de esta especie no se encuentran en otras partes del mismo. No tiene sentido buscar ortigas en un bosque de pinos o un lunar en un pantano.

Así, la distribución desigual de las especies en el espacio se expresa en forma de "islas de densidad", "condensaciones". Las áreas con una abundancia relativamente alta de esta especie se alternan con áreas de baja abundancia. Estos "centros de densidad" de la población de cada especie se denominan poblaciones. Una población es una colección de individuos de una determinada especie, durante mucho tiempo (un gran número de generaciones) que habitan un determinado espacio (parte del rango), y aislados de otras poblaciones similares.

Dentro de la población se realiza prácticamente el paso libre (panmixia). En otras palabras, una población es un grupo de individuos que se vinculan libremente entre sí, que viven durante mucho tiempo en un territorio determinado y están relativamente aislados de otros grupos similares. Por tanto, una especie es un agregado de poblaciones y una población es una unidad estructural de una especie.

Diferencia entre población y especie:

1) individuos de diferentes poblaciones se cruzan libremente entre sí,

2) los individuos de diferentes poblaciones difieren ligeramente entre sí,

3) no hay brecha entre dos poblaciones vecinas, es decir, hay una transición gradual entre ellas.

Proceso de especiación. Supongamos que esta especie ocupa un área determinada, determinada por la naturaleza de su alimentación. Como resultado de la divergencia entre individuos, el rango aumenta. El nuevo hábitat contendrá parcelas con varias plantas forrajeras, propiedades fisicoquímicas Los individuos que se encuentran en diferentes partes del rango forman poblaciones. En el futuro, como resultado de la diferencia cada vez mayor entre los individuos de las poblaciones, será cada vez más obvio que los individuos de una población difieren de alguna manera de los individuos de otra población. Hay un proceso de divergencia poblacional. Las mutaciones se acumulan en cada uno de ellos.

Los representantes de cualquier especie en una parte local del rango forman una población local. El agregado de poblaciones locales asociadas con áreas del hábitat homogéneas en términos de condiciones de vida es población ecológica... Entonces, si una especie vive en una pradera y en un bosque, entonces se habla de sus poblaciones de goma y pradera. Las poblaciones dentro del rango de una especie asociada con límites geográficos específicos se denominan poblaciones geográficas.
El tamaño y los límites de la población pueden cambiar drásticamente. Durante los brotes de reproducción masiva, la especie se extiende muy ampliamente y surgen poblaciones gigantes.

Una colección de poblaciones geográficas con rasgos estables, la capacidad de cruzarse y producir descendencia fértil se denomina subespecie. Darwin dijo que la formación de nuevas especies pasa por variedades (subespecies).

Sin embargo, debe recordarse que en la naturaleza, a menudo, algún elemento está ausente.
Las mutaciones que ocurren en individuos de cada subespecie no pueden por sí solas conducir a la formación de nuevas especies. La razón radica en el hecho de que esta mutación vagará por la población, ya que los individuos de la subespecie, como sabemos, no están aislados reproductivamente. Si una mutación es útil, aumenta la heterocigosidad de la población; si es dañina, simplemente será descartada por selección.

Como resultado del proceso mutacional y el cruce libre que ocurren constantemente, las mutaciones se acumulan en las poblaciones. Según la teoría de I.I.Shmalgauzen, se está creando una reserva de variabilidad hereditaria, es decir, la inmensa mayoría de mutaciones emergentes son recesivas y no se manifiestan fenotípicamente. Al alcanzar una alta concentración de mutaciones en un estado heterocigoto, es posible cruzar individuos portadores de genes recesivos. En este caso, aparecen individuos homocigotos, en los que ya se están manifestando fenotípicamente mutaciones. En estos casos, las mutaciones ya están bajo el control de la selección natural.
Pero esto aún no es decisivo para el proceso de especiación, porque las poblaciones naturales están abiertas y constantemente se introducen en ellas genes extraños de poblaciones vecinas.

Existe un flujo de genes que es suficiente para mantener una gran similitud de acervos de genes (la totalidad de todos los genotipos) de todas las poblaciones locales. Se estima que la reposición del acervo genético debido a genes extraños en una población de 200 individuos, cada uno de los cuales tiene 100.000 loci, es 100 veces más que - debido a mutaciones. Como consecuencia, ninguna población puede cambiar drásticamente mientras esté sujeta a la influencia normalizadora del flujo de genes. La resistencia de una población a un cambio en su composición genética bajo la influencia de la selección se denomina homeostasis genética.

Como resultado de la homeostasis genética en la población, la formación de una nueva especie es muy difícil. ¡Debe cumplirse una condición más! Es decir, es necesario aislar el acervo genético de la población hija del acervo genético materno. El aislamiento puede presentarse de dos formas: espacial y temporal. El aislamiento espacial se produce debido a diversas barreras geográficas como desiertos, bosques, ríos, dunas, llanuras aluviales. Muy a menudo, el aislamiento espacial se produce debido a una fuerte reducción en un área continua y su desintegración en nichos o nichos separados.

La población a menudo se encuentra aislada como resultado de la migración. En este caso, aparece una población aislada. Sin embargo, dado que el número de individuos en la población aislada suele ser alto, existe el peligro de endogamia: degeneración asociada con cruces estrechamente relacionados. La especiación basada en el aislamiento espacial se denomina geográfica.

La forma temporal de aislamiento incluye un cambio en el momento de la reproducción y cambios en todo el ciclo de vida. La especiación basada en el aislamiento temporal se denomina ecológica.
El factor decisivo en ambos casos es la creación de un nuevo sistema genético incompatible con el antiguo. La evolución se realiza a través de la especiación, por eso dicen que una especie es un sistema evolutivo elemental. ¡La población es una unidad evolutiva elemental!

Características estadísticas y dinámicas de las poblaciones.

Las especies de organismos se incluyen en la biocenosis no como individuos separados, sino como poblaciones o sus partes. Una población es parte de una especie (está formada por individuos de la misma especie), ocupando un espacio relativamente homogéneo y capaz de autorregularse y mantener un cierto número. Cada especie dentro del territorio ocupado se descompone en poblaciones Si consideramos el impacto de los factores ambientales en un solo organismo, entonces a un cierto nivel del factor (por ejemplo, temperatura), el individuo en estudio sobrevivirá o morirá. El panorama cambia al estudiar el efecto del mismo factor sobre un grupo de organismos de la misma especie.

Algunos individuos morirán o reducirán su actividad vital a una temperatura específica, otros a una temperatura más baja y otros a una más alta. Por lo tanto, se puede dar otra definición de la población: todos los organismos vivos, para poder sobrevivir y dar descendencia, deben existir bajo regímenes ecológicos dinámicos. Los factores existen en forma de grupos o poblaciones, es decir, conjunto de individuos que conviven con una herencia similar La característica más importante de una población es el territorio común que ocupa. Pero dentro de la población puede haber agrupaciones más o menos aisladas por diversas razones.

Por lo tanto, es difícil dar una definición exhaustiva de la población debido a los límites difusos entre grupos individuales de individuos. Cada especie consta de una o más poblaciones, y la población, por tanto, es la forma de existencia de la especie, su unidad evolutiva más pequeña. Para poblaciones diferentes tipos existen límites permisibles para la disminución del número de individuos, más allá de los cuales la existencia de la población se vuelve imposible. No hay datos exactos sobre los valores críticos del tamaño de la población en la literatura. Los valores dados son contradictorios. Sin embargo, sigue siendo un hecho indudable que cuanto más pequeños son los individuos, mayores son los valores críticos de su número. Para los microorganismos, estos son millones de individuos, para los insectos, decenas y cientos de miles, y para grandes mamíferos- Algunas docenas.

El número no debe disminuir por debajo de los límites más allá de los cuales la probabilidad de conocer parejas sexuales se reduce drásticamente. El número crítico también depende de otros factores. Por ejemplo, para algunos organismos, el estilo de vida de un grupo es específico (colonias, bandadas, rebaños). Los grupos dentro de una población están relativamente aislados. Puede haber casos en los que la población en su conjunto sea todavía bastante grande y el número de grupos individuales haya disminuido por debajo de los límites críticos.

Por ejemplo, una colonia (grupo) de cormorán peruano debe tener una población de al menos 10 mil individuos y una manada de renos - 300 - 400 cabezas. Para comprender los mecanismos de funcionamiento y solución de los problemas de las poblaciones de uso, la información sobre su estructura es de gran importancia. Distinguir entre género, edad, territorial y otros tipos de estructura. En términos teóricos y aplicados, los datos más importantes sobre la estructura de edades: la proporción de individuos (a menudo agrupados) de diferentes edades.

En los animales se distinguen los siguientes grupos de edad:

Grupo juvenil (niños) grupo senil (senil, que no participa en la reproducción)

Grupo de adultos (individuos que realizan la reproducción).

Por lo general, las poblaciones normales son las más viables, en las que todas las edades están representadas de manera relativamente uniforme. En la población regresiva (en extinción), predominan los individuos seniles, lo que indica la presencia de factores negativos que alteran las funciones reproductivas. Se requieren medidas urgentes para identificar y eliminar las causas de esta condición. Las poblaciones introducidas (invasoras) están representadas principalmente por individuos jóvenes. Su vitalidad no suele ser motivo de preocupación, pero la probabilidad de que se produzcan brotes en un número excesivamente alto de individuos es alta, ya que no se han formado conexiones tróficas y de otro tipo en estas poblaciones.

Es especialmente peligroso si se trata de una población de especies que anteriormente estaban ausentes en la zona. En este caso, las poblaciones suelen encontrar y ocupar un nicho ecológico libre y realizar su potencial reproductivo, aumentando intensamente su número. Si la población se encuentra en un estado normal o cercano a la normalidad, una persona puede retirar de ella el número de individuos (en animales ) o biomasa (en plantas), que aumenta durante el intervalo de tiempo entre incautaciones. En primer lugar, deben eliminarse los individuos en edad posproductiva (aquellos que han terminado de reproducirse). Si el objetivo es obtener un determinado producto, entonces la edad, el sexo y otras características de las poblaciones se ajustan teniendo en cuenta la tarea.

La explotación de poblaciones de comunidades vegetales (por ejemplo, para la obtención de madera) generalmente se limita al período de desaceleración del crecimiento relacionada con la edad (acumulación de producción). Este período suele coincidir con la acumulación máxima de pulpa de madera por unidad de superficie. La población también se caracteriza por una cierta proporción de sexos, y la proporción de hombres a mujeres no es igual a 1: 1. Se conocen casos de marcado predominio de un sexo u otro, alternancia de generaciones con ausencia de machos. Cada población puede tener una estructura espacial compleja (subdividida en grupos jerárquicos más o menos grandes, desde geográficos hasta elementales (micropoblaciones).

Entonces, si la tasa de mortalidad no depende de la edad de los individuos, entonces la curva de supervivencia es una línea decreciente (ver figura, tipo I). Es decir, la muerte de individuos de este tipo ocurre de manera uniforme, la tasa de mortalidad se mantiene constante a lo largo de la vida. Tal curva de supervivencia es característica de las especies, cuyo desarrollo ocurre sin metamorfosis con suficiente estabilidad de la descendencia naciente. Este tipo generalmente se denomina tipo de hidra: se caracteriza por una curva de supervivencia que se aproxima a una línea recta. En las especies para las que el papel de los factores externos en la mortalidad es pequeño, la curva de supervivencia se caracteriza por una ligera disminución hasta una cierta edad, después de la cual se produce una fuerte caída como resultado de la mortalidad natural (fisiológica).

Tipo II en la figura. Una curva de supervivencia similar a este tipo es inherente a los humanos (aunque la curva de supervivencia humana es algo más plana y, por lo tanto, se encuentra entre los tipos I y II). Este tipo se llama el tipo de Drosophila: es lo que muestra Drosophila en condiciones de laboratorio (no comido por depredadores). Muchas especies se caracterizan por una alta tasa de mortalidad en primeras etapas ontogénesis. En tales especies, la curva de supervivencia se caracteriza por una fuerte caída en el área de edades más jóvenes. Los individuos que han sobrevivido a la edad "crítica" demuestran una baja mortalidad y viven hasta una edad avanzada. El tipo se llama tipo de ostra. Escriba III en la figura. El estudio de las curvas de supervivencia es de gran interés para el ecologista. Le permite juzgar a qué edad una especie en particular es más vulnerable. Si el efecto de las causas que pueden cambiar la tasa de natalidad o mortalidad cae en la etapa más vulnerable, entonces su influencia en el desarrollo posterior de la población será mayor. Este patrón debe tenerse en cuenta al organizar la caza o en el control de plagas.

Estructura de las poblaciones por edad y sexo.

Cierta organización es inherente a cualquier población. La distribución de los individuos en el territorio, la proporción de grupos de individuos por sexo, edad, características morfológicas, fisiológicas, conductuales y genéticas reflejan el correspondiente estructura poblacional : espacial, género, edad, etc. La estructura se forma, por un lado, sobre la base de las propiedades biológicas generales de las especies y, por otro, bajo la influencia de factores abióticos del medio ambiente y poblaciones de otras especies.

Por tanto, la estructura de la población es adaptativa. Las diferentes poblaciones de la misma especie tienen características similares y características distintivas que caracterizan las características específicas de las condiciones ecológicas en sus hábitats.

En general, además de las capacidades adaptativas de los individuos individuales, las características adaptativas de la adaptación grupal de una población como un sistema supraindividual se forman en ciertos territorios, lo que sugiere que las características adaptativas de una población son mucho más altas que las de su constituyente. individuos.

Composición por edades- es fundamental para la existencia de la población. El promedio de vida de los organismos y la proporción del número (o biomasa) de individuos de diferentes edades se caracteriza por la estructura de edad de la población. La formación de la estructura por edades se produce como resultado de la acción conjunta de los procesos de reproducción y mortalidad.

En cualquier población, se distinguen condicionalmente grupos ecológicos de 3 edades:

Pre-reproductiva;

Reproductivo;

Post-reproductivo.

El grupo prerreproductivo incluye individuos que aún no son capaces de reproducirse. Reproductivo: individuos capaces de reproducirse. Pos-reproductivo: individuos que han perdido la capacidad de reproducirse. La duración de estos períodos varía mucho según el tipo de organismo.

En condiciones favorables, la población comprende todos los grupos de edad y se mantiene una composición por edades más o menos estable. En poblaciones de rápido crecimiento, predominan los individuos jóvenes, y en poblaciones decrecientes, predominan los ancianos, que ya no pueden reproducirse intensamente. Estas poblaciones son improductivas y no lo suficientemente estables.

Hay vistas con estructura de edad simple poblaciones que consisten en individuos de casi la misma edad.

Por ejemplo, todas las plantas anuales de una población están en la etapa de plántula en primavera, luego florecen casi simultáneamente y dan semillas en otoño.

En especies con estructura de edad compleja las poblaciones viven simultáneamente durante varias generaciones.

Por ejemplo, hay animales jóvenes, maduros y envejecidos en la experiencia de los elefantes.

Las poblaciones que incluyen muchas generaciones (diferentes grupos de edad) son más estables, menos susceptibles a la influencia de factores que afectan la reproducción o la mortalidad en un año en particular. Las condiciones extremas pueden provocar la muerte de los grupos de edad más vulnerables, pero los más resistentes sobreviven y dan nuevas generaciones.

Por ejemplo, una persona se ve como especies biológicas teniendo una dificultad estructura por edades... La estabilidad de las poblaciones de la especie se manifestó, por ejemplo, durante la Segunda Guerra Mundial.

Para estudiar la estructura de edades de las poblaciones, se utilizan métodos gráficos, por ejemplo, las pirámides de edad de una población, que se utilizan ampliamente en los estudios demográficos (Fig. 3.9).

Figura 3.9. Pirámides de edad de la población.

A - reproducción masiva, B - población estable, C - población en declive

La estabilidad de las poblaciones de la especie depende en gran medida de estructura genital , es decir. la proporción de individuos de diferentes sexos. Los grupos de sexo dentro de las poblaciones se forman sobre la base de diferencias en la morfología (forma y estructura del cuerpo) y ecología de los diferentes sexos.

Por ejemplo, en algunos insectos, los machos tienen alas, pero las hembras no, los machos de algunos mamíferos tienen cuernos, pero están ausentes de las hembras, los machos tienen plumaje brillante y las hembras tienen enmascaramiento.

Las diferencias ecológicas se expresan en las preferencias alimentarias (las hembras de muchos mosquitos chupan sangre y los machos se alimentan de néctar).

El mecanismo genético asegura una proporción aproximadamente igual de individuos de ambos sexos al nacer. Sin embargo, la relación original pronto se rompe como resultado de diferencias fisiológicas, de comportamiento y ecológicas entre machos y hembras, lo que provoca una mortalidad desigual.

El análisis de la estructura por edad y sexo de las poblaciones permite predecir su número para las próximas generaciones y años. Esto es importante al evaluar las posibilidades de pescar, disparar animales, salvar cultivos de plagas de langostas y en otros casos.

Las altas temperaturas son perjudiciales para casi todos los seres vivos. Un aumento de la temperatura del medio ambiente a +50 ° C es suficiente para causar depresión y muerte de una amplia variedad de organismos. No es necesario hablar de temperaturas más altas.

Se considera que el límite de la propagación de la vida es la marca de temperatura de +100 ° C, a la que se produce la desnaturalización de las proteínas, es decir, la destrucción de la estructura de las moléculas de proteínas. Durante un largo período, se creyó que no hay criaturas en la naturaleza que toleren con calma temperaturas en el rango de 50 a 100 ° C. Sin embargo, descubrimientos recientes de científicos sugieren lo contrario.

Primero, se descubrieron bacterias adaptadas a la vida en aguas termales con temperaturas del agua de hasta +90 ºС. En 1983, ocurrió otro gran descubrimiento científico. Un grupo de biólogos estadounidenses estudió las fuentes de aguas termales, saturadas de metales, ubicadas en el fondo del Océano Pacífico.

Los fumadores negros, similares a conos truncados, se encuentran a una profundidad de 2000 m, su altura es de 70 my su diámetro de base es de 200 m Por primera vez se descubrieron fumadores cerca de las Islas Galápagos.

Situados a grandes profundidades, estos "fumadores negros", como los llaman los geólogos, absorben activamente el agua. Aquí se calienta debido al calor proveniente de la materia incandescente profundamente arraigada de la Tierra, y adquiere una temperatura de más de +200 ° C.

El agua de los manantiales no hierve solo porque está sometida a una gran presión y está enriquecida con metales de las entrañas del planeta. Una columna de agua se eleva por encima de los "fumadores negros". La presión creada aquí, a una profundidad de unos 2000 m (e incluso mucho mayor), es igual a 265 atm. Incluso las aguas mineralizadas de algunos manantiales, que tienen una temperatura de hasta +350 ° C, no hierven a una presión tan alta.

Como resultado de mezclarse con el agua del océano, las aguas termales se enfrían relativamente rápido, pero las bacterias descubiertas por los estadounidenses en estas profundidades intentan mantenerse alejadas del agua enfriada. Increíbles microorganismos se han adaptado para alimentarse de minerales en aquellas aguas que se calientan a +250 ° C. Las temperaturas más bajas tienen un efecto deprimente sobre los microbios. Ya en agua con una temperatura de alrededor de +80 ° C, las bacterias, aunque conservan su viabilidad, dejan de multiplicarse.

Los científicos no saben exactamente cuál es el secreto de la fantástica resistencia de estas diminutas criaturas vivientes, que pueden tolerar fácilmente el calentamiento hasta el punto de fusión del estaño.

La forma del cuerpo de las bacterias que habitan en los fumadores negros es irregular. Los organismos suelen tener excrecencias prolongadas. Las bacterias absorben azufre y lo convierten en materia orgánica. Los pogonóforos y vestimentifera han formado una simbiosis con ellos para comer esta materia orgánica.

Estudios bioquímicos exhaustivos han revelado la presencia de un mecanismo de defensa en las células bacterianas. La molécula de la sustancia hereditaria ADN, en la que se almacena la información genética, en varias especies está envuelta en una capa de proteína que absorbe el exceso de calor.

El ADN en sí contiene niveles anormalmente altos de pares guanina-citosina. Todos los demás seres vivos de nuestro planeta tienen un número mucho menor de estas asociaciones dentro del ADN. Resulta que el enlace entre la guanina y la citosina es muy difícil de destruir por calentamiento.

Por lo tanto, la mayoría de estos compuestos simplemente tienen el propósito de fortalecer la molécula y solo entonces el propósito de codificar la información genética.

Los aminoácidos son las partes constituyentes de las moléculas de proteínas, en las que se mantienen debido a enlaces químicos especiales. Si comparamos las proteínas de las bacterias de aguas profundas con proteínas de otros organismos vivos similares en términos de los parámetros enumerados anteriormente, resulta que debido a los aminoácidos adicionales en las proteínas de los microbios de alta temperatura, existen enlaces adicionales.

Pero los expertos están seguros de que este no es el secreto de las bacterias. Calentar las células dentro del rango de +100 - 120 ° C es suficiente para dañar el ADN protegido por los dispositivos químicos enumerados. Esto significa que debe haber otras formas dentro de las bacterias para evitar destruir sus células. La proteína que forma a los habitantes microscópicos de las fuentes termales incluye partículas especiales, aminoácidos de un tipo que no se encuentran en ninguna otra criatura que viva en la Tierra.

Las moléculas de proteína de las células bacterianas, que tienen componentes protectores (fortalecedores) especiales, están especialmente protegidas. Los lípidos, es decir, grasas y sustancias similares a las grasas, están organizados de forma inusual. Sus moléculas son cadenas combinadas de átomos. El análisis químico de los lípidos de las bacterias de alta temperatura mostró que en estos organismos las cadenas lipídicas están entrelazadas, lo que sirve como un refuerzo adicional de las moléculas.

Sin embargo, los datos del análisis se pueden entender de otra manera, por lo que la hipótesis de cadenas entrelazadas sigue sin probarse. Pero incluso si lo tomamos como axioma, esto no puede explicar completamente los mecanismos de adaptación a temperaturas del orden de +200 ° C.

Los seres vivos más desarrollados no pudieron lograr el éxito de los microorganismos, pero los zoólogos conocen muchos invertebrados e incluso peces que se han adaptado a la vida en aguas termales.

Entre los invertebrados, es necesario nombrar, en primer lugar, una variedad de habitantes de las cuevas que habitan en reservorios alimentados por aguas subterráneas, que se calientan con el calor subterráneo. En la mayoría de los casos se trata de las algas unicelulares más pequeñas y de todo tipo de crustáceos.

El representante de los crustáceos isópodos, el termospheroma térmico, pertenece a la familia de las esferomátidas. Vive en una fuente termal en Soccoro (Nuevo México, EE. UU.). La longitud del crustáceo es de sólo 0,5-1 cm, se mueve a lo largo del fondo de la fuente y tiene un par de antenas destinadas a la orientación en el espacio.

Los peces de las cavernas, adaptados a la vida en aguas termales, toleran temperaturas de hasta + 40 ° C. Entre estas criaturas, las más notables son algunas especies con dientes de pez que habitan El agua subterránea Norteamérica. Entre las especies de este nutrido grupo destaca el cyprinodon macularis.

Este es uno de los animales más raros de la Tierra. Una pequeña población de estos diminutos peces vive en una fuente termal de solo 50 cm de profundidad, ubicada dentro de la Cueva del Diablo en el Valle de la Muerte, California, uno de los lugares más secos y bochornosos del planeta.

Pariente cercano de los ciprinodonios, el ojo ciego no se ha adaptado a la vida en las fuentes termales, aunque habita las aguas subterráneas de las cuevas kársticas en la misma zona geográfica dentro de los Estados Unidos. El ojo ciego y sus especies relacionadas se asignan a la familia de los ciegos, mientras que los ciprinodones se asignan a una familia separada de carpas.

A diferencia de otros habitantes de las cavernas, que son translúcidos o de color crema lechoso, incluidos otros con dientes de pez, los ciprinodones están pintados de azul brillante. En los viejos tiempos, estos peces se encontraban en varias fuentes y podían moverse libremente a través del agua subterránea de un depósito a otro.

Los residentes locales del siglo XIX observaron más de una vez cómo los ciprinodones se asentaban en los charcos que surgían como resultado del llenado de los surcos de la rueda del carro con agua subterránea. Por cierto, hasta el día de hoy no está claro cómo y por qué estos hermosos peces se abrieron paso junto con la humedad subterránea a través de una capa de tierra suelta.

Sin embargo, este misterio no es el principal. No está claro cómo los peces pueden soportar temperaturas del agua de hasta + 50 ° C. Sea como fuere, fue un dispositivo extraño e inexplicable que ayudó a sobrevivir a los ciprinodontes. Estas criaturas aparecieron en Norteamérica hace más de 1 millón de años. Con el inicio de la glaciación, todos los animales con dientes de pez murieron, excepto aquellos que dominaban las aguas subterráneas, incluidas las termales.

Casi todas las especies de la familia de los estenazélidos, representadas por isópodos pequeños (no más de 2 cm), viven en aguas termales con una temperatura de al menos +20 C.

Cuando el glaciar se fue y el clima en California se volvió más árido, la temperatura, la salinidad e incluso la cantidad de alimentos (algas) permanecieron casi sin cambios en los manantiales de la cueva durante 50 mil años. Por lo tanto, el pez, sin cambiar, sobrevivió tranquilamente aquí a los cataclismos prehistóricos. Hoy en día, todos los tipos de ciprinodones de las cavernas están protegidos por la ley en interés de la ciencia.

Las aguas termales, que generalmente se encuentran en áreas volcánicas, tienen una población viviente bastante rica.

Hace mucho tiempo, cuando existía una idea muy superficial sobre las bacterias y otras criaturas inferiores, se estableció la existencia de una peculiar flora y fauna en los baños. Por ejemplo, en 1774, Sonnerat informó de la presencia de peces en las aguas termales de Islandia, con una temperatura de 69 °. Esta conclusión no fue confirmada más tarde por otros investigadores en relación con los baños islandeses, pero se hicieron observaciones similares en otros lugares. En la isla de Ischia, en manantiales con temperaturas superiores a los 55 °, Ehrenberg (1858) observó el hallazgo de peces. Hoppe-Seiler (1875) también vio peces en agua con una temperatura de aproximadamente 55 ° también. Incluso si asumimos que en todos los casos señalados, la termometría se realizó de manera inexacta, no obstante, es claro sacar una conclusión sobre la capacidad de algunos peces para vivir a una temperatura bastante elevada. Junto a los peces, en ocasiones se notaba en los baños termales la presencia de ranas, gusanos y moluscos. Posteriormente, también se encontraron aquí los animales más simples.

En 1908 se publicó el trabajo de Issel, quien estableció con más detalle los límites de temperatura para el mundo animal que vive en aguas termales.

Junto con el mundo animal, es sumamente fácil establecer la presencia de algas en los baños termales, que en ocasiones forman poderosas incrustaciones. Según Rodina (1945), el espesor de las algas acumuladas en las aguas termales suele alcanzar varios metros.

Hablamos bastante sobre las asociaciones de las algas termófilas y los factores que determinan su composición en el apartado “Algas que viven a altas temperaturas”. Aquí solo recordamos que las más térmicamente estables de ellas son las algas verdiazules, que pueden desarrollarse hasta una temperatura de 80-85 °. Las algas verdes toleran temperaturas ligeramente superiores a los 60 ° y las diatomeas terminan desarrollándose alrededor de los 50 °.

Como ya se señaló, las algas que se desarrollan en los baños termales juegan un papel esencial en la formación de varios tipos de incrustaciones, que incluyen compuestos minerales.

Las algas termófilas tienen una gran influencia en el desarrollo de la población bacteriana en los baños termales. Durante su vida, por exosmosis, liberan una cierta cantidad de compuestos orgánicos en el agua y, cuando mueren, incluso crean un sustrato bastante favorable para las bacterias. No es de extrañar, por tanto, que la población bacteriana de las aguas termales esté más abundantemente representada en los lugares donde se acumulan las algas.

Pasando a las bacterias termófilas de las aguas termales, hay que señalar que en nuestro país han sido estudiadas por muchísimos microbiólogos. Aquí conviene señalar los nombres de Tsiklinskaya (1899), Gubin (1924-1929), Afanasyeva-Kester (1929), Egorova (1936-1940), Volkova (1939), Rodina (1945) e Isachenko (1948).

La mayoría de los investigadores que se han ocupado de las fuentes termales se han limitado a establecer la flora bacteriana en ellas. Comparativamente, solo unos pocos microbiólogos se centraron en los aspectos fundamentales de la vida de las bacterias en los baños termales.

En nuestra revisión, nos centraremos solo en los estudios del último grupo.

Se han encontrado bacterias termófilas en fuentes termales en varios países: la Unión Soviética, Francia, Italia, Alemania, Eslovaquia, Japón, etc. Dado que las aguas de las fuentes termales a menudo son pobres en materia orgánica, no es sorprendente que a veces contienen una cantidad muy pequeña de bacterias saprofitas.

La reproducción de las bacterias autótrofas, entre las que están bastante extendidas las bacterias del hierro y el azufre en los baños termales, está determinada principalmente por la composición química del agua, así como por su temperatura.

Algunas bacterias termófilas aisladas de aguas calientes se han descrito como nuevas especies. Estas formas incluyen: Bac. thermophilus filiformis. estudiado por Tsiklinskaya (1899), dos varillas portadoras de esporas - Bac. ludwigi y Bac. ilidzensis capsulatus, aislado por Karlinsky (1895), Spirochaeta daxensis, aislado por Cantacuzen (1910) y Thiospirillum pistiense, aislado por Churda (1935).

La temperatura del agua de las fuentes termales afecta fuertemente la composición de especies de la población bacteriana. En aguas con menor temperatura se encontraron cocos y bacterias parecidas a espiroquetas (trabajos de Rodina, Cantacuzen). Sin embargo, también aquí las varillas portadoras de esporas son la forma predominante.

Recientemente, el efecto de la temperatura en composición de especies La población bacteriana del término se mostró de manera muy colorida en el trabajo de Rodina (1945), que estudió las aguas termales de Khoja-Obi-Garm en Tayikistán. La temperatura de las fuentes individuales de este sistema varía entre 50 y 86 °. Combinados, estos baños dan una corriente, en cuyo fondo, en lugares con temperaturas que no superan los 68 °, se observó un rápido crecimiento de algas verdiazules. En algunos lugares, las algas formaron capas gruesas de diferentes colores. En la orilla del agua, en las paredes laterales de los nichos, había depósitos de azufre.

En diferentes fuentes, en la escorrentía, así como en el espesor de las algas verdiazules, se colocaron vasos ensuciadores durante tres días. Además, el material recolectado se sembró en medio nutritivo. Se encontró que el agua con la temperatura más alta contiene principalmente bacterias en forma de varilla. Las formas en forma de cuña, en particular parecidas a azotobacter, se encuentran a temperaturas que no superan los 60 °. A juzgar por todos los datos, se puede decir que Azotobacter en sí no crece por encima de los 52 °, y las grandes células redondas que se encuentran en las incrustaciones pertenecen a otros tipos de microbios.

Las más resistentes al calor son algunas formas de bacterias que se desarrollan en agar carne-peptona, tiobacterias como Tkiobacillus thioparus y desulfurantes. Por cierto, vale la pena mencionar que Egorova y Sokolova (1940) encontraron Microspira en agua con una temperatura de 50-60 °.

En el trabajo de Rodina, no se detectaron bacterias fijadoras de nitrógeno en agua a 50 °. Sin embargo, en el estudio de suelos, se encontraron fijadores de nitrógeno anaeróbicos incluso a 77 ° y azotobacter, a 52 °. Esto sugiere que el agua es generalmente un sustrato inadecuado para los fijadores de nitrógeno.

Un estudio de bacterias en los suelos de las fuentes termales reveló la misma dependencia de la temperatura de la composición del grupo que en el agua. Sin embargo, la micropoblación de suelos era mucho más rica en número. Los suelos arenosos, pobres en compuestos orgánicos, tenían una micropoblación bastante escasa, mientras que los que contenían materia orgánica de color oscuro estaban abundantemente poblados por bacterias. Por lo tanto, la conexión entre la composición del sustrato y la naturaleza de las criaturas microscópicas contenidas en él se reveló aquí con mucha claridad.

Es de destacar que ni en el agua ni en el limo la Patria fue capaz de detectar bacterias termófilas que descomponen la fibra. Nos inclinamos a explicar este momento por dificultades metodológicas, ya que las bacterias termófilas que descomponen la celulosa son bastante exigentes con los medios nutritivos. Como mostró Imshenetsky, su aislamiento requiere sustratos de nutrientes bastante específicos.

En las aguas termales, además de los saprófitos, hay autótrofos: bacterias de azufre y hierro.

Las observaciones más antiguas sobre la posibilidad del crecimiento de bacterias de azufre en los baños termales fueron aparentemente hechas por Meyer y Ahrens, y también por Mioshi. Mioshi observó el desarrollo de bacterias de azufre filamentosas en manantiales, cuya temperatura del agua alcanzó los 70 °. Egorova (1936), que estudió los manantiales de azufre de Bragun, notó la presencia de bacterias de azufre incluso a una temperatura del agua de 80 °.

En el capítulo " características generales características morfológicas y fisiológicas de las bacterias termófilas ”, describimos con suficiente detalle las propiedades de las bacterias termófilas de hierro y azufre. No es aconsejable reiterar esta información, y nos limitaremos aquí solo a recordar que los géneros individuales e incluso las especies de bacterias autótrofas terminan su desarrollo a diferentes temperaturas.

Por lo tanto, la temperatura máxima para las bacterias de azufre se registra en aproximadamente 80 °. Para bacterias de hierro como Streptothrix ochraceae y Spirillum ferrugineum, Mioshi estableció el máximo en 41-45 °.

Dufrenois (Dufrencfy, 1921) encontró bacterias de hierro muy similares a Siderocapsa en sedimentos en aguas calientes con una temperatura de 50-63 °. Según sus observaciones, el crecimiento de bacterias de hierro filamentosas se produjo solo en aguas frías.

Volkova (1945) observó el desarrollo de bacterias del género Gallionella en los manantiales minerales del grupo Pyatigorsk cuando la temperatura del agua no superaba los 27-32 °. En las termas con una temperatura más alta, las bacterias de hierro estaban completamente ausentes.

Comparando los materiales que hemos anotado, involuntariamente tenemos que concluir que en casos individuales no la temperatura del agua, sino su composición química determina el desarrollo de ciertos microorganismos.

Las bacterias, junto con las algas, participan activamente en la formación de algunos biolitos y caustobiolitos. El papel de las bacterias en la precipitación del calcio se ha estudiado con más detalle. Este tema se trata en detalle en la sección sobre procesos fisiológicos causados ​​por bacterias termófilas.

La conclusión de Volkova es digna de mención. Señala que la "barrezhina", que se deposita con una poderosa cubierta en los arroyos de las fuentes de los manantiales de azufre de Pyatigorsk, contiene mucho azufre elemental y es básicamente micelio. hongo de moho del género Penicillium. El micelio forma el estroma, que incluye bacterias en forma de bastón, aparentemente relacionadas con las bacterias del azufre.

Brusoff cree que las bacterias térmicas también están involucradas en la formación de depósitos de ácido silícico.

En los baños termales se han encontrado bacterias que reducen los sulfatos. Según las instrucciones de Afanasyeva-Kester, se parecen a Microspira aestuarii van Delden y Vibrio thermodesulfuricans Elion. Gubin (1924-1929) expresó varias consideraciones sobre el posible papel de estas bacterias en la formación de sulfuro de hidrógeno en los baños termales.

Si encuentra un error, seleccione un fragmento de texto y presione Ctrl + Entrar.

Algunos organismos tienen una ventaja especial que les permite soportar las condiciones más extremas, donde otros simplemente no pueden. Entre esas habilidades se encuentran la resistencia a una presión inmensa, temperaturas extremas y otras. Estas diez criaturas de nuestra lista le darán probabilidades a cualquiera que se atreva a reclamar el título del organismo más resistente.

10. Araña saltarina del Himalaya

El ganso salvaje asiático es famoso por volar a una altitud de más de 6,5 kilómetros, mientras que el asentamiento humano más alto se encuentra a 5100 metros en los Andes peruanos. Sin embargo, el récord de gran altitud no pertenece a los gansos, sino a la araña saltarina del Himalaya (Euophrys omnisuperstes). Esta araña, que vive a una altitud de más de 6700 metros, se alimenta principalmente de pequeños insectos traídos por las ráfagas de viento. Función clave este insecto es capaz de sobrevivir en una ausencia casi total de oxígeno.

9. Suéter canguro gigante


Por lo general, cuando pensamos en animales que pueden vivir más tiempo sin agua, inmediatamente nos viene a la mente el camello. Pero los camellos pueden sobrevivir sin agua en el desierto durante solo 15 días. Mientras tanto, te sorprenderá saber que hay un animal en el mundo que puede vivir toda su vida sin beber una gota de agua. El saltador canguro gigante es un pariente cercano de los castores. Su esperanza de vida media suele ser de 3 a 5 años. Por lo general, obtienen humedad de los alimentos al comer varias semillas. Además, estos roedores no sudan, evitando así pérdidas adicionales de agua. Por lo general, estos animales viven en el Valle de la Muerte, y en este momento están en peligro.

8. Gusanos "resistentes al calor"


Dado que el calor del agua se transfiere de manera más eficiente a los organismos, una temperatura del agua de 50 grados Celsius será mucho más peligrosa que la misma temperatura del aire. Por esta razón, son principalmente las bacterias las que prosperan en los manantiales calientes bajo el agua, lo que no se puede decir de las formas de vida multicelulares. Sin embargo, existe un tipo especial de gusano llamado paralvinella sulfincola que se asienta felizmente en lugares donde el agua alcanza los 45-55 grados. Los científicos realizaron un experimento en el que se calentó una de las paredes del acuario, como resultado de lo cual resultó que los gusanos preferían quedarse en este lugar en particular, ignorando los lugares más fríos. Se cree que tal característica se desarrolló en los gusanos para que pudieran darse un festín con las bacterias que abundan en las aguas termales. Dado que antes no tenían enemigos naturales, las bacterias eran presa relativamente fácil.

7. Tiburón ártico de Groenlandia


El tiburón ártico de Groenlandia es uno de los tiburones más grandes y menos estudiados del planeta. A pesar de que nadan con bastante lentitud (cualquier nadador aficionado puede adelantarlos), son extremadamente raros. Esto se debe al hecho de que este tipo de tiburón, por regla general, vive a una profundidad de 1200 metros. Además, este tiburón es uno de los más resistentes al frío. Por lo general, prefiere permanecer en el agua, cuya temperatura fluctúa entre 1 y 12 grados centígrados. Dado que estos tiburones viven en aguas frías, deben moverse muy lentamente para minimizar su consumo de energía. Son indiscriminados en la comida y comen todo lo que se les cruza en el camino. Se rumorea que su vida útil es de unos 200 años, pero aún nadie ha podido confirmarlo o desmentirlo.

6. Gusano diablo


Durante muchas décadas, los científicos creyeron que solo los organismos unicelulares podían sobrevivir a grandes profundidades. En su opinión, alta presión, la falta de oxígeno y las temperaturas extremas se interpusieron en el camino de las criaturas multicelulares. Pero luego se descubrieron gusanos microscópicos a una profundidad de varios kilómetros. Llamado halicephalobus mephisto, en honor a un demonio del folclore alemán, se encontró en muestras de agua a 2,2 kilómetros por debajo de la superficie de la tierra en una cueva en Sudáfrica. Lograron sobrevivir a condiciones ambientales extremas, lo que hizo posible suponer que la vida en Marte y otros planetas de nuestra galaxia es posible.

5. Ranas

Algunas especies de ranas son ampliamente conocidas por su capacidad de congelarse literalmente durante todo el invierno y cobrar vida con la llegada de la primavera. Se han encontrado cinco especies de estas ranas en América del Norte, la más común de las cuales es la rana arborícola común. Dado que las ranas arborícolas no son muy buenas para excavar, simplemente se esconden debajo de las hojas caídas. Tienen una sustancia como anticongelante en sus venas, y aunque sus corazones eventualmente se detienen, es temporal. La base de su técnica de supervivencia es la enorme concentración de glucosa que ingresa al torrente sanguíneo desde el hígado de la rana. Lo que es aún más sorprendente es el hecho de que las ranas pueden demostrar su capacidad para congelarse no solo en el entorno natural, sino también en el laboratorio, lo que permite a los científicos revelar sus secretos.

(banner_ads_inline)

4. Microbios de aguas profundas


Todos sabemos que el punto más profundo del mundo es la Fosa de las Marianas. Su profundidad alcanza casi los 11 kilómetros y la presión supera la presión atmosférica en 1100 veces. Hace varios años, los científicos lograron encontrar allí amebas gigantes, que lograron fotografiar con una cámara de alta resolución y protegidas por una esfera de vidrio de la enorme presión que reina en el fondo. Además, una reciente expedición enviada por el propio James Cameron demostró que en las profundidades Fosa de las Marianas puede haber otras formas de vida. Se extrajeron muestras de sedimentos del fondo, lo que demostró que la depresión está literalmente repleta de microbios. Este hecho asombró a los científicos, porque las condiciones extremas que imperan allí, así como la enorme presión, están lejos de ser un paraíso.

3. Bdelloidea


Los rotíferos Bdelloidea son invertebrados hembras increíblemente diminutos, que generalmente se encuentran en agua dulce... Desde su descubrimiento, no se ha encontrado ni un solo macho de esta especie, y los propios rotíferos se reproducen asexualmente, lo que, a su vez, destruye su propio ADN. Restauran su ADN nativo al comer otros tipos de microorganismos. Gracias a esta capacidad, los rotíferos pueden soportar una deshidratación extrema, además, son capaces de soportar niveles de radiación que matarían a la mayoría de los organismos vivos de nuestro planeta. Los científicos creen que su capacidad para reparar su ADN surgió como resultado de la necesidad de sobrevivir en un entorno extremadamente árido.

2. Cucaracha


Existe el mito de que las cucarachas serán los únicos organismos vivos que sobrevivirán. guerra nuclear... De hecho, estos insectos pueden vivir sin comida ni agua durante varias semanas y, además, pueden vivir durante semanas sin cabeza. Las cucarachas han existido durante 300 millones de años, sobreviviendo incluso a los dinosaurios. El Discovery Channel llevó a cabo una serie de experimentos que se suponía que iban a mostrar si las cucarachas sobrevivirían o no con una poderosa radiación nuclear. Como resultado, resultó que casi la mitad de todos los insectos pudieron sobrevivir a la radiación de 1000 rad (dicha radiación puede matar a una persona adulta sana en solo 10 minutos de exposición), además, el 10% de las cucarachas sobrevivieron cuando se expusieron a la radiación de 10,000 rad, que es igual a la radiación en una explosión nuclear en Hiroshima. Desafortunadamente, ninguno de estos pequeños insectos sobrevivió después de una dosis de 100,000 rads.

1. Tardígrados


Los diminutos organismos acuáticos llamados tardígrados han demostrado ser los organismos más resistentes de nuestro planeta. Estos, a primera vista, lindos animales son capaces de sobrevivir a casi cualquier condición extrema, ya sea calor o frío, una enorme presión o una alta radiación. Son capaces de sobrevivir durante algún tiempo incluso en el espacio. En condiciones extremas y en un estado de extrema deshidratación, estas criaturas pueden permanecer vivas durante varias décadas. Vuelven a la vida tan pronto como se colocan en un estanque.

A primera vista, puede parecer que bacterias en aguas termales no vivas. Sin embargo, la naturaleza demuestra de manera convincente que este no es el caso.

Todo el mundo sabe que el agua hierve a una temperatura de 100 grados centígrados. Hasta hace poco, la gente creía que absolutamente nada sobrevive a esta temperatura. Los científicos pensaban que sí hasta que, en el fondo del Océano Pacífico, en aguas termales, no encontraron bacterias inexploradas por la ciencia. ¡Se sienten muy bien a 250 grados!

A grandes profundidades, el agua no se convierte en vapor, sino que permanece solo agua, porque hay gran profundidad y gran presión. El agua a esta temperatura contiene muchas sustancias químicas de las que se alimentan las bacterias mencionadas anteriormente. No está claro cómo los seres vivos se acostumbraron a esa temperatura, pero están acostumbrados a vivir allí de tal manera que si se los lleva a una temperatura inferior a 80 grados centígrados, hará frío para ellos.

Al final resultó que, no es el límite para la vida de las bacterias, la temperatura es de 250 grados. En el mismo Océano Pacífico, se encontró un manantial muy caliente, cuyo agua alcanza los 400 grados. Incluso en tales condiciones, no solo viven muchas bacterias, sino también algunos gusanos, así como varios tipos de moluscos.

Todo el mundo sabe que cuando apareció la Tierra (hace muchos millones de años), era una bola incandescente ordinaria. Durante siglos, la gente creyó que la vida en nuestro planeta apareció cuando la Tierra se enfrió. Y también se creía que la vida no podría existir en otros planetas con alta temperatura. Probablemente, los científicos ahora tendrán que reconsiderar sus puntos de vista en relación con este hecho.

Artículo anterior: Qué cocinar de cornejo: mermelada, compota, gelatina, mermelada, licor. Artículo siguiente: Pastel de pan express: recetas con relleno salado y dulce