Океан - роддом, поддерживающий жизнь до сих пор. Железное море

Считается, что жизнь вышла из воды. С этим сложно спорить, хотя происхождение жизни ещё весьма неоднозначный вопрос и он имеет ряд ответов, которые все они связаны с водой. А то, что наземные животные и растения вышли из воды, - тут учёные уже не сомневаются. Выйти-то вышли, но прочнейшая связь осталась. И не о воде в наших организмах речь, а о роле непосредственно морей-океянов в нашей жизни. Прочитав пост про океанические течения, мне захотелось вспомнить молодость - студенческие годы, когда нам рассказывали про роль океана и жизнь в нём. Мой воспоминая будут с серьёзным уклоном в биологию, а не геофизику, гидрологию, климатологию или метеорологию, хотя полностью их не обойти, конечно.


Отсюда

Многие ездили на южные моря, а кто-то живёт на берегу тёплого моря (@yudina-cat - привет!). Кто-то нырял в Красное море и наблюдал за буйным разнообразие подводной жизни, кто-то ел средиземноморский салат с морепродуктами. Некоторые ездили на северные моря, например Белое, и видел какое там разнообразие и обилие морской фауны и флоры (может быть даже обильнее, чем на берегах). И в фильмах мы часто видим больших китов, акул и прочую живность. Из всего этого может показаться, что океан повсеместно заполнен всевозможными формами жизни. Однако это не так, огромная часть океана практически биологически пуста. Почему так?


Отсюда не @chirakovalsky, но тоже ничего.

Для поддержания жизни нужно много различных факторов, прежде всего химических. Мы с вами привыкли, что достаточно сунуть семечко в землю и поливать, чтобы растение выросло. При этом мы забываем, что, кроме воды, света и воздуха, растения получают ещё очень много неорганических компонентов из почвы. Состав морской воды существенно отличается от того, что можно найти в почве. Давайте рассмотрим лимитирующие факторы жизни в океане и начнём с биологически значимых элементов, которые оказывают неожиданное влияние на морскую экосистему - с микроэлементов. А точнее с одного, который нам важен.

Железо

К микроэлементам относят те химические элементы, которые требуются в очень небольшом количестве - менее 0,01% массы организма. Для растений и человека в этот класс могут входить разные элементы, так кремний человеку практически не нужен, а диатомовые водоросли строят из него (оксида) раковины, "панцырь".


Ископаемая диатомовая водоросль в электронном микроскопе. Со студенческой практики по микроскопии.

Вы когда-нибудь слышали, чтобы растениям не хватало железа? Да, у человека такое случается (анемия), но растения имеют его вдоволь из земли, недостаток железа у растений - хлороз - случается очень редко и в первую очередь при искусственом выращивании. А вот в океане с железом бывает настолько плохо, что оно является лимитирующим фактором. Существуют огромные зоны Тихого, Индийского океана, где жизни практически нет из-за того, что водорослям (в широком смысле этого слова) не хватает именно этого элемента. А где нет фотосинтезирующих организмов, нет "водорослевоядных" и хищных, так как нет трофической базы - продуцентов. Значит в этих районах с рыбной ловлей плохо. Причём такие зоны бывают даже вблизи берегов - многое зависит от течений, но об этом будет отдельно. Почему в воде так плохо с железом?

Дело в том, что в воде с кислородом железо существует преимущественно в оксидной форме: FeO или Fe2O3, то есть с валентностью (II) и (III). Тут интересно отметить, что именно благодаря жизни атмосфера стала окислительной с большим содержанием кислорода. Так вот железо (III) плохо растворимо в воде и выпадает в осадок на океаническое дно (в том числе в виде сложных соединений), а железо (II) хорошо растворимо, чем и пользуются водоросли. Однако под действием кислорода железо (II) легко окисляется до железа (III) и выходит из круговорота в верхних слоях воды, как бы этому не сопротивлялись водоросли, восстанавливая железо до (II). Таким образом постепенно концентрация железа падает, жизнь затухает.


Самородное железо отсюда - на поверхности Земли практически не встречается, так как быстро окисляется водой с кислородом.

Понятно, что это происходит не везде. На мелководье железо рециркулируется из донных осадков. Местами океанические течения выносят нижние слои воды, содержащие больше необходимых микроэлементов. А можно ли искусственно увеличить концентрацию железа, чтобы повысить производительность океана? Ведь от этого может быть столько пользы: поднимется улов рыбы и морепродуктов, больше углекислого газа будет связываться и удаляться из атмосферы, китам будет чем питаться и так далее.

Учёные уже давно задумались над этим вопросом, и даже были придуманы способы, как повысить содержание железа в бедных жизнью частях океанов. У нас же куча металлолома - вывозишь его и выкидываешь его в океан. Ну размельчить перед этим, ещё какую-нибудь минимальную обработку сделать - это всё не затратно. Так давайте вывалим в океан тонны ненужного металлолома! Решили этого не делать и хорошо. Почему?

Если резко и сильно сдвигать равновесие, то сложно предсказать результат. Судя по менее глобальным экспериментам, высоки шансы, что начнут размножаться не те, кто нам хотелось бы. Например, водоросли, выделяющие токсины - такое бывает при так называемом цветении воды. Тогда подпитка океана железом даст нам результат обратный желаемому - мы отравим токсинами половину океана. Или ещё что-то произойдёт, что мы пока не можем предсказать. Контролировать размножение мы тоже не сможем, разве что протравив океан какой-нибудь другой гадостью, но при этом погибнут и полезные виды, да и непонятно куда при этом сдвинем баланс в этот раз. Так что учёные оставили океан в неприкосновенном виде - лучше не трогать, если не знаешь, чем может закончиться или не сможешь контролировать процесс.


Красный прилив отсюда - огромное количество микроскопических водорослей, гибнет множество морских обитателей, рыбы.

Другие микроэлементы не играют такой критической роли в жизни морской экосистемы, так что мы можем перейти к другим важным аспектам, но уже в следующий раз.


@benken

vp-cosmosбиологияэкологияpsk
243
559.457 GOLOS
0
В избранное
vp-cosmos
Космос - от атома до Вселенной
243
0

Зарегистрируйтесь, чтобы проголосовать за пост или написать комментарий

Авторы получают вознаграждение, когда пользователи голосуют за их посты. Голосующие читатели также получают вознаграждение за свои голоса.

Зарегистрироваться
Комментарии (4)
Сортировать по:
Сначала старые