Свечение моря и его причины
В Крыму существует легенда, согласно которой в далекие времена греки решили покорить эту богатую и благодатную землю. У берегов Тавриды появилось множество кораблей, в которых находились вооруженные воины. Они хотели под покровом ночи подойти к берегу и незаметно напасть на спящих жителей. Однако море возмутилось такому коварству. Оно засветилось голубым пламенем, и жители увидели пришельцев.
Ночесветка Noctiluca scintillans — вид бесцветных
динофлагеллят из порядка Noctiluca.
Греческие корабли плыли, словно по серебру. Весла разбрызгивали воду, и брызги мерцали, как звезды на небе. Даже пена у берегов светилась голубым мертвым светом. Нападение было отбито, и корабли в беспорядке отступили. Это легенда. Однако во всякой легенде вымысел сочетается с вполне реальным событием.
Я не историк и мне трудно судить о нападения греков на жителей Крыма в те далекие времена. А вот свечение моря – это вполне объяснимый факт. Это явление и сейчас можно наблюдать летом в Черном море. А в более теплых морях свечение бывает настолько сильным, что издали кажется заревом большого пожара. Можно часами наблюдать, как вспыхивают яркими искрами набегавшая на берег волна. Так же прекрасен ночью оставленный кораблем след в море – вода светится фосфорическим, но вполне отчетливым светом.
Вот что пишет об этом знаменитый Чарльз Дарвин в своей книге «Путешествие на корабле «Бигль»». « … Дул свежий ветер, и вся поверхность моря, которая днем сплошь покрыта пеной, светилась теперь слабым светом. Корабль гнал перед собой две волны, точно из жидкого фосфора, а в кильватере тянулся молочный свет. Насколько хватило глаз, светился гребень каждой волны, а небосклон у горизонта, отражавший сверкание этих синеватых огней, был не так темен, как небо над головой».
Русский писатель Иван Гончаров в романе «Фрегат Паллада» так описывает свечение моря: «… Вода сияет по ночам нестерпимым фосфорическим блеском. Вчера свет был так силен, что из-под судна вырывалось пламя; даже на парусах отражалось зарево, сзади кормы стелется широкая огненная улица; кругом темно…».
Константин Паустовский в произведении «Черное Море» о свечении моря пишет: «Море превратилось в незнакомое звездное небо, брошенное к нашим ногам. Мириады звезд, сотни Млечных Путей плавали под водой. Они то погружались, потухая, на самое дно, то разгорались, всплывая на поверхность воды. Глаз различал два света: неподвижный, медленно качавшийся в воде, и другой свет – весь в движении рассекающий воду быстрыми фиолетовыми вспышками …. Мы присутствовали при одном из величайших явлений в море».
Красиво написано, не правда ли?
Люди давно обратили внимание на такое свойство морской воды, однако долго не могли понять его причину. В течение многих веков это явление считалось одной из величайших тайн океана.
Предполагали, что свечение морской воды связано с физическими свойствами воды и растворенной в ней соли. Согласно другой версии, днем море накапливает солнечный свет, а ночью его излучает. Третья гипотеза объясняла этот эффект за счет трения волн об атмосферу или твердые предметы (корабли, скалы). Все они оказались ошибочными.
Впервые природу свечения моря разгадал российский мореплаватель, адмирал Иван Федорович Крузенштерн (1770-1846 гг.). Он возглавлял первую русскую кругосветную экспедицию в 1803-1806 годах на кораблях «Надежда» и «Нева» и составил «Атлас Южного моря». Он высказал мысль, что свечение моря вызывают обитающие в воде крохотные организмы. Как показали дальнейшие исследования, И.Ф. Крузенштерн оказался прав.
Ночесветка Noctiluca scintillans — вид бесцветных
динофлагеллят из порядка Noctiluca.
Как потом было установлено, способностью излучать свет обладают многие морские организмы. Способность светиться отмечена у представителей многих тысяч видов животных и растений. К ним относятся некоторые рыбы, в том числе и акулы, головоногие моллюски (в частности, кальмары), медузы, ракообразные, простейшие и, конечно, водоросли. Некоторые организмы светятся настолько ярко, что несколько помещенных в банку рачков, излучают столько света, что человек может читать газету. Свечение служит для защиты от хищников, либо для приманивания добычи или для привлечения особей противоположного пола.
Однако, основным и главным источником свечения моря являются динофлагелляты – одноклеточные организмы, обладающие свойствами, как растений, так и животных. Отдельные виды динофлагеллят содержат хлорофилл (их относят к растениям), тогда как другие его не имеют, и их причисляют к животному царству. Кроме того, многие из них имеют так называемые «хвосты», «флагеллы», которые дают им некоторую свободу передвижения.
Среди динофлагеллят наиболее многочисленными являются перидинеи. Это большая группа планктонных организмов (от греческого «планктос» – парящие в толще воды); большая часть видов обитает в теплых морях и океанах.
Большинство перидиней обладают способностью излучать свет, особенно при волнении. Однако не только этим они знамениты. Они относятся к жгутиконосцам. Ученые делят их на две группы – растительные и животные. Во многих случаях граница между животными и растительными перидинеями неразличима. Это связано с тем, что одни их них относятся к типичным растениям, способными на свету из углекислого газа и минеральных солей создавать органическое вещество. Другие, – подобно животным, потребляют уже готовые органические соединения. Растворенные в воде органические соединения поглощаются через стенки клетки, а оформленные частицы – через специальное отверстие (так называемый «рот»). Есть еще и третья группа организмов, которая сочетает свойства водорослей и животных; на свету они, подобно растениям, создают органическое вещество, а в темноте (на больших глубинах, куда не проникает солнечный свет) питаются уже готовым органическим веществом.
Большинство людей даже не подозревают о существовании перидиней, настолько они малы. Их размер не превышает сотых долей миллиметра. Между тем, они вместе с другими водорослями производят 30-40% всех создаваемых на Земле органических веществ. В морях и пресных водоемах их порой бывает настолько много, что вода приобретает бурый цвет. Их концентрация может достигать 100 тысяч организмов в 1 миллилитре воды. Такое явление называется цветением планктона. К примеру, название Красного моря тоже связано с развитием микроскопических водорослей, придающих воде соответствующую окраску. Правда, относятся эти водоросли к совершенно иной группе – синезеленым.
Перидинеи могут быть различной формы: одни из них шарообразны, другие снабжены длинными рогообразными выростами. Эти выросты защищают их от выедания животными, и в то же время помогают им парить в толще воды.
Какова же роль этих водорослей в морях и океанах? Крохотные водоросли являются основной пищей обитателей океана. На суше растительные сообщества обеспечивают пищей всех наземных травоядных. В морях и океанах – микроскопические водоросли служат источником пищи для мириад мелких животных, в основном ракообразных, питающихся ими. В свою очередь эти планктонные животные поедаются более крупными организмами, те – рыбой и так далее, пока пищевую цепь съедающих и съедаемых не завершит человек.
Необходимо отметить, что некоторые перидинеи являются токсичными. Массовое их развитие иногда приводит к отравлению и гибели рыб и морских птиц. Это явление называют «красным приливом».
Вторым по значимости организмом, вызывающим свечение моря является жгутиковая ноктилюка (она же ночесветка). Ночесветка – это одноклеточное простейшее и относится она к панцирным жгутиконосцам. Тело у нее шаровидное, размер около 2-3 мм с подвижным сократимым панцирем. Размножается она в основном делением надвое. Содержимое клетки заполнено жировыми включениями, которые при механических и химических раздражениях, окисляясь, начинают светиться. Ноктилюка образует скопления в поверхностных слоях теплых вод, где она питается водорослями, бактериями, простейшими.
Ночесветка начинает светиться от любого раздражения, отпугивая вспышками предполагаемых врагов, в частности рачков, которые ею питаются. У ночесветки два жгутика, одним она подгоняет ко рту пищу, а другой служит в качестве мотора. С его помощью она передвигается в толще воды.
Так что, благодаря легенде мы познакомились с удивительными существами, – обладающими свойствами растений и животных, и к тому же способными светиться от малейшего прикосновения.
При подготовке статьи использованы средства государственной поддержки, выделенные в качестве гранта в соответствии c распоряжением Президента Российской Федерации от 29.03.2013 № 115-рп») и на основании конкурса, проведенного Обществом «Знание» России.
Источник
Почему вода в морях и океанах светится по ночам?
Вода у берегов морей и океанов в ночное время иногда начинает светиться. В некоторых случаях это явление оказывается настолько красивым, что возникает ощущение, что побережье превратилось в звездное небо. Люди заметили это явление очень давно и ученые уже знают его причину. Дело в том, что в водах морей и океанов обитает огромное количество микробов и некоторые владеют биолюминесценцией. Так называется способность живых организмов испускать свет. Увидеть так называемое свечение моря можно в любом уголке нашей планеты — главное, чтобы вокруг было темно и в воде имелись светящиеся организмы. Но в будущем наши потомки могут и не увидеть этой красоты, потому что животные рискуют лишиться своей удивительной способности. Ученые провели исследование и выяснили, из-за чего это может случиться и как утрата биолюминесценции отразится на жизнях светящихся созданий.
Свечение моря, о котором сейчас пойдет речь, выглядит так
Светящиеся животные
Способностью светиться обладают разные виды живых организмов. Свет возникает в специальных светящихся органах. Например, на большой глубине обитают рыбы-удильщики, которые привлекают добычу при помощи свисающего «фонарика». Органы свечения у рыб называются фотофорами. У насекомых свет возникает в специальных клетках в результате химических процессов. А бактерии светятся благодаря процессам, происходящим в цитоплазме — полужидком содержимом клеток.
Удильщик также известен как морской черт
Как правило, на берегу морей и океанов свечение создается планктоном. Так называются крошечные живые организмы и растения, которые обитают в воде и двигаются исключительно силой течения. В их случае свечение является результатом физико-химических процессов. Во время движения планктон как бы трется об воду, из-за чего возникает электрический разряд. Именно он и образует свечение внутри клеток организмов. Если кинуть камень в светящуюся воду, трение усилится и возникнет вспышка. Как и говорилось выше, это необычное явление можно наблюдать в любой точке нашей планеты. На территории России эту красоту можно увидеть у берегов Охотского и Черного моря.
Свечение черного моря
Исследователи выделяют три вида свечения морей и океанов. Первый называется искрящимся свечением и возникает благодаря организмам меньше 5 миллиметров. Второму виду характерны вспышки — они возникают в результате деятельности крупного планктона вроде маленьких рачков больше 1 сантиметра. Третий вариант называется равномерным свечением, которое возникает из-за живущих в воде бактерий. Равномерное свечение является самым тусклым и заметить его можно только в очень темных условиях.
Опасность глобального потепления
Но в будущем светящиеся сегодня создания могут потерять свою удивительную способность. Исследователи из американского штата Гавайи обратили внимание, что из-за наблюдающегося глобального потепления в водах морей и океанов растворяется все больше углекислого газа. Это приводит к ее закислению, что может сильно вредит водным обитателям. Ранее уже было доказано, что такая вода приводит к разрушению чешуи акул и ослаблению панцирей крабов. Также было выяснено, что из-за глобального потепления у некоторых рыб увеличиваются половые органы и они не могут размножаться.
Глобальное потепление станет проблемой для всех живых организмов
В рамках научной работы исследователи решили выяснить, как окисленная вода влияет на 49 биолюминесцирующих созданий. Среди них оказались бактерии, членистоногие и другие виды животных. В лаборатории все они помещались в воду, свойства которой соответствуют прогнозам на 2100 год. В результате выяснилось, что в новых условиях некоторые виды кальмаров заметно снизили яркость свечения. Но вот часть ракообразных существ наоборот, стали чуть ярче. Это значит, что глобальное потепление повлияет даже на этих созданий и в будущем «светящиеся моря» могут исчезнуть.
Биолюминесценцией обладают даже некоторые растения
Если животные утратят способность светиться, они могут полностью вымереть. Дело в том, что свечение им нужно не для развлечения людей, а для привлечения особей противоположного пола. Если самцы перестанут интересовать самок и наоборот, они перестанут размножаться. В общем, в будущем живым созданиям придется нелегко. А ведь им угрожает и другая опасность в виде пластикового мусора. Лежащие на дне морей и океанов бутылки и упаковки не разлагаются на протяжении 1000 лет и буквально отравляют животных. И человечество все еще не придумало, как решить эту проблему.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
Источник
Почему моря и океаны светятся по ночам
Иногда по ночам океан становится похож на звездное небо. В науке это явление называют свечением моря.
Вызывают свечение планктон и бактерии, которые живут в морской воде. Это явление получило в биологии термин «биолюминесценция».
Чаще всего океан светится в Бискайском заливе (Испания, Франция) и Аравийском море (Индийский океан) заливе. У российских берегов это явление часто можно встретиться в Охотском море, иногда встречается и в Черном.
Ученые различают три типа свечения моря. Первый тип — искрящееся свечение. Его излучают совсем маленькие существа, длиной до 5 мм.
Второй тип — свечение моря вспышками. Это уже излучает крупный планктон — такие маленькие рачки. Длина этих существ превышает 1 см.
Третий вариант — равномерное свечение. Его испускают бактерии и оно самое тусклое.
Планктон светится довольно тускло если сравнивать его с нашими традиционными источниками света. Яркость свечения планктона составляет 0,3 кд/м² . Это не так много. У современных телевизоров свечение достигает 500 кд/м², а у пламени свечи — 5000. Но когда это происходит в полной темноте и планктона много, создается впечатление, что ты оказался где-нибудь на Бродвее.
Зачем же планктон светится? Ведь планктон и так пища для морских жителей, зачем он нарочно так подставляется!?
Скорее вопрос не зачем, а почему. Это физико-химическое явление. Планктон «трется» о воду, возникает электрический разряд, который внутри клетки преобразуется в такое свечение. Если кинуть камень в гущу планктона, то от камня пойдут круги и будет яркая вспышка.
Источник
