|
Большое O Как стать великаном
На нем доисторические растения и животные становились гигантами. И сами-то мы живы благодаря ему. Чтобы жить, нужно вдыхать. Кислород. Чтобы жить дольше, надо вдыхать больше. Столько, сколько было его 300 миллионов лет назад.
Больше кислорода!
Уровень содержания кислорода в атмосфере нашей планеты существенно колебался от одной геологической эпохи к другой. Когда его было много, животные эволюционировали в сторону увеличения. Почему высокий уровень кислорода раздул существ до огромных размеров, а не ускорил их старение?
Специалисты до сих пор не могут определить, откуда взялся избыток газа. Практически весь сегодняшний кислород - побочный продукт фотосинтеза. Используя энергию солнечного света, растения и зеленые водоросли конвертируют воду и углекислый газ в углеводороды и другие органические соединения. В ходе этого процесса они выделяют кислород. Дыхание же, наоборот, превращает кислород и углеродные соединения в углекислый газ и воду. Эти два процесса действуют практически в идеальной гармонии. В результате даже над дождевыми лесами Амазонки нет лишнего кислорода. Сколько бы зеленое царство его ни вырабатывало, огромная армия животных (обезьяны, птицы, грибки и бактерии) поглощают все. То же самое происходит и в океанах.
Единственная возможность получить избыток кислорода - это поместить большое количество органического углерода в местности, где нет дышащих воздухом существ. Значит, любое изменение в составе атмосферы вызвано больше геологией, нежели биологией. И чтобы узнать, сколько кислорода было в воздухе 300 миллионов лет назад, надо знать, сколько углерода было тогда в земле.
Роберт Бернер из Йельского университета и Гарри Лэндис из Американского геологического общества подсчитали, что уровень содержания кислорода в атмосфере во время каменноугольного периода (300 млн лет назад) повысился до 35 процентов, затем упал, потом снова возрос примерно до 25 процентов во время мелового периода (100 млн лет назад). Сегодня уровень содержания кислорода в атмосфере составляет менее 21 процента.
Правда, не все ученые согласны с методами подсчета Бернера. Он не учел, что земная биосфера непременно должна была снижать повышенный уровень содержания кислорода до отметки в 28 процентов максимум. С помощью пожаров. Однако Бернер считает, что и это лыко в строку: пожары производят огромное количество древесного угля. И значит, увеличивают уровень содержащейся в земле органики. Парадокс, но чем больше пожаров, тем больше кислорода.
Он научил летать
Но если действительно в каменноугольном периоде было много пожаров, от них должны остаться следы, а растения и животные должны были приспособиться. Так ли это? Дженнифер Робинсон, ученый из университета Мердока в Австралии, обнаружила, что растения каменноугольного периода действительно адаптировались к пожарам. К примеру, у гигантских ликоподий, чья высота достигала 50 метров, были свойства, защищающие их от пожаров. А на ископаемых останках есть следы регулярных пожаров. Да и содержание угля в почве этого периода значительно выше. Причем характеристики этого угля наводят на мысль, что он образовался в богатой кислородом атмосфере. То была эпоха гигантов. Под сенью гигантских ликоподий ползали земноводные до пяти метров в длину. Многоножки и скорпионы метровой величины, а у паука Megaranea каждая лапка длиной в полметра.
Самый знаменитый пример - это колоссальная стрекоза, обнаруженная в 1979 году в Англии. Размах крыла более чем в полметра. Подобных гигантов находили во Франции, России и Америке, и возраст всех датировался тем самым высококислородным периодом. Гигантские стрекозы сохранились плохо, но того, что осталось, достаточно, чтобы увидеть, что структура их крыльев была столь же простой, как и у современных стрекоз. Сочетание внушительного размера и простой структуры привело ученых к выводу, что они могли летать только в более плотном, чем нынешний, воздухе.
Хотя, может, все проще. Палеонтолог Эд Яржембовски из Мэйдстоунского музея считает, что "они стали такими большими потому, что их добыча подросла". А Эндрю Росс из Музея естественной истории в Лондоне, называет причиной гигантизма стрекоз отсутствие хищников, изменения в жизненном цикле, климатические перемены. А не один только повышенный уровень содержания кислорода в атмосфере.
Поскольку стрекозы-гиганты исчезли 250 миллионов лет назад, у них уже не спросишь, как они относились к изменению уровня содержания кислорода в атмосфере. Но их сегодняшние сородичи весьма чувствительны к этому фактору. Ученые из университета Невады обнаружили, что стрекозы лучше летают в богатой кислородом атмосфере. Возможно, именно более плотный воздух каменноугольного периода дал толчок к возникновению летающих видов. Первые летающие насекомые возникли в начале каменноугольного периода, когда уровень содержания кислорода стал повышаться. А птицы и летучие мыши появились в меловой период - тогда тоже наблюдалось высокое содержание кислорода в атмосфере.
А самые неоспоримые доказательства того, что богатая кислородом среда приводит к гигантизму, дают опыты над фруктовыми мушками. Если они живут в атмосфере с чуть более высоким давлением и уровнем содержания кислорода, уже в пятом поколении мушки становятся на 15 процентов тяжелее первого поколения...
Для человека, как и для большинства других видов, чересчур много кислорода - плохо. Считается, что основной фактор нашего старения - это свободные радикалы кислорода, постоянно образующиеся при нормальном метаболизме. Больше кислорода означает более быстрый метаболизм - и большее число свободных радикалов.
Чтобы справиться с повышенным уровнем содержания кислорода, фруктовые мушки задерживают старение - и становятся больше и здоровее. Но какие гены вызывают это? Быть может, это пригодится и для человека? Виктория Чемез.
|
