Стаття до проекту

1. Кисень – основа життя у морській воді
Кисень відіграє особливу роль у природі. Він виступає одночасно і як
будівник, і як руйнівник. Окислюючи органічні речовини, кисень підтримує
дихання, а отже й життя. Енергія, що при цьому вивільняється, забезпечує
життєдіяльність організмів. Проте за участю кисню в природі постійно
відбуваються і руйнівні процеси: іржавіння металів, горіння речовин, гниття
рослинних і тваринних решток.
Практично всі живі організми мають потребу в кисні. Люди дихають
повітрям, який являє собою суміш газів, чималу частину якої становить саме
він. Мешканці водного середовища також мають потребу в цій речовині, так
що концентрація кисню в воді – це дуже важливий показник.
Вплив океану та газообмін у природі
З усіх газів,
розчинених в
океанських водах,
найбільший інтерес
представляє кисень,
так як з ним пов'язана
інтенсивність
хімічних і особливо
біохімічних процесів,
а отже, і розвиток
життя. Проникаючи через всю товщу океаносфери, він створює високий
окислювальний потенціал розчину океанічної води, визначаючи активність
окисно-відновних процесів у водах і донних відкладеннях. Кисень і сполуки
Оксигену, що містяться в Світовому океані, мають величезний вплив на
планетарний обмін речовин.

2. Незважаючи на активний обмін газів між атмосферою і океаносферою,
в кожному середовищі зберігається сталість співвідношення кисню та азоту.
Якщо в атмосфері азоту (за обсягом)в 4 рази більше, ніж кисню, то в океані –
тільки в 2 рази. Така відмінність пояснюється тим, що розчинність кисню
більше, ніж азоту.
Насичення вод газами знаходиться у великій залежності від
температури. Однак при цьому залишається постійним співвідношення між
основнимигазами. Так, при 25°С у воді може розчинитисядо 4,9 см3/л кисню
і 9,1 см3/л азоту, при 15°С відповідно – 5,8 і 10,6 см3/л, при 5°С – 7,1 і
12,7см3/л. У високих широтах поглинається більше газів, ніж у тропічних
областях, вода тут виявляється пересичена газами.
У зв'язку зі зміною температури виникає сезонна і добова мінливість
газообміну. Взимку і вночі переважає поглинання газів водами Світового
океану, а влітку і вдень – виділення їх в атмосферу.
Кількість газів в водах Світового океану, крім температури, залежить
від життєдіяльності рослиннихі тваринних організмів, біологічної переробки
і окиснення мінеральних і органічних речовин, структури і циркуляції вод.
Загальний обсяг газів, розчинених в Світовому океані, за даними
А.П.Виноградова, рівний 4,32∙1024 см3, що приблизно в 3 рази більше всього
обсягу його вод (1,37∙1024 см3).
Кисень, розчинений у водах Світового океану, повністю забезпечує
активний розвиток життя і окиснення всієї маси органічних і мінеральних
продуктів. Крім того, залишається ще більший його надлишок. Наявність
надлишку кисню і визначає можливість підтримки динамічної рівноваги в
планетарному газообміні. Океаносфера здатна компенсувати брак газів в
повітрі або поглинати їх надлишок, що створюється в процесі планетарного
обміну. Світовий океан виступає в ролі головного чинника, з яким пов'язано
встановлення динамічної рівноваги газообміну, а також сталість газового
складу атмосфери та океаносфери.

3. Якщо кисень повітряної оболонки нашої планети утворився в
результаті фотосинтетичної діяльності рослинності, океанічні водорості (і в
першу чергу фітопланктон) повинні були зіграти в цьому чималу роль.
Звідки береться кисень у воді та на що витрачається
Насправді, частка
кисню в морській воді, яка
розчиняється в результаті
контакту з атмосферою,
вкрай мала. Для того щоб
взаємодія кисню з водою
була достатньо ефективною,
необхідні особливі умови:
низька температура, високий тиск і відносно низька мінералізація. Ці умови
дотримуються далеко не завжди, і життя навряд чи б існувало в нинішньому
вигляді, якби єдиним способом утворення цього газу в водному середовищі
була взаємодія з атмосферою. На щастя, є ще два джерела, звідки береться
кисень у воді. По-перше, розчинені молекули газу у великій кількості
містяться в снігових і дощових водах, а по-друге – і це основне джерело – в
результаті фотосинтезу, здійснюваного водною рослинністю і
фітопланктоном.
Витрачається кисень на дихання організмів і на окиснення відмерлої
органічної речовини. У періоди інтенсивного розвитку фітопланктону або, як
кажуть океанологи, в період його "цвітіння" (хоча фітопланктон, звичайно, не
цвіте), вода в поверхневих шарах океану буває навіть перенасичена киснем.
У цей час деяка його частина виокремлюється в атмосферу.
У міру збільшення глибини вміст розчиненого кисню в морській воді,
загалом, зменшується. На деяких глибинах, приблизно в шарі 400-800 м, у
всіх океанах і, особливо, в Індійському океані спостерігається досить різке
зниження вмісту кисню в воді. Припускається , що в цьому шарі відбувається

4. інтенсивне споживання кисню при окисненні відмерлої органічної речовини.
Нижче цього шару вміст кисню знову підвищується, а потім на дно знову
знижується.
У деяких районах
океану на окиснення
гумусу витрачається
весь кисень, що
міститься у воді. Тоді
бактерії починають
споживати кисень
сульфуровмісних сполук
(сульфатів) і виділяють при цьому газ сірководень. Саме таке явище відоме в
западині Каріака в Карибському морі і в Чорному морі, де з деякої глибини і
до самого дна простирається сірководнева зона, в якій відсутнє будь-яке
життя, якщо не брати до уваги сірководневих бактерій. Річні витрати кисню
на окиснювальні процеси в океані становить 35 млрд. тонн.
Роль розчиненого кисню
Незважаючи на те, що дихальна система водних мешканців побудована
інакше, ніж у жителів наземно-повітряного середовища, вонипотребують тих
же речовин. Перш за все, мова йде про
кисень, який грає важливу роль в
життєдіяльності переважної більшості
організмів. І якщо ми здобуваємо його
з атмосфери, де його частка більш-
менш стабільна і становить близько
21%, то жителі річок, морів і океанів
сильно залежать від того, скільки кисню в воді міститься в місці їх
проживання. Крім риб, кисень потрібен і рослинам. Однак його продукція

5. зазвичай вище, ніж рівень споживання, так що це не повинно викликати
занепокоєння.
Через свою значну роль в нормальному функціонуванні екосистем,
рівень розчиненого кисню часто піддається контролю з боку біологів і
екологів. Адже в природі все пов'язано, порушення газового балансу в
жодній водойміможе викликати проблемиі в сусідніх, якщо вони зв'язані. Як
правило, заміри проводяться до полудня, в цей період концентрація газу в
поверхневих водах стає максимальною і становить до 14 мг/л. Цей показник
піддається серйозним денним і сезонним коливанням, але він не повинен
опускатися нижче 4 мг/л. Зменшення концентрації до 2 мг/л і менше
викликає масову загибель мешканців гідросфери. Фактично – від задухи.
Поступове зниження показника може говорити про забруднення водойми і
також може з часом закінчитися загибеллю водних мешканців.
Вчені спростували існування безкисневих багатоклітинних
істот
У квітні 2010 року світ вразила сенсація – біологи з Італії та Данії під
керівництвом Роберто Дановаро виявили в одній з найглибших ділянок
Середземного моря, на глибині приблизно три кілометри, кілька
багатоклітинних організмів, що живуть, як заявили автори цього відкриття, в
умовах повної відсутності кисню. До цього
вчені вважали, що багатоклітинні організми
не можуть жити в умовах повної аноксії.
Виявлені ними багатоклітинні
тварини, які отримали назву "лорцифери", є
невеликими створіннями розміром менше
одного міліметра. Вони придбали здатність виживати і розмножуватися під
час відсутності кисню завдяки особливим органелам, які їх першовідкривачі

6. назвали "гідрогеносоми", всередині яких відбуваються всі енерговитратні
процеси в клітинах, що вимагають в нормальних умовах кисню.
Джоан Бернхард з Океанографічного інституту Вудс-Хоул (США) і її
колеги з 2011 року намагаються повторити відкриття своїх колег з Італії,
вивчаючи вміст донних відкладень, які їх експедиція витягувала з різних
точок дна Середземного моря.
Як пояснює Бернхард, витягти живих істот з дна моря або навіть з
придонних шарів води вкрай складно через різницю в тиску на поверхні
океану і в його глибинних шарах. За цієї причини вивчення лорцифер та
інших мікромешканців глибоководдя проводилось, по суті, посмертно,
приймаючи на віру заяви Дановаро і його колег про те, що ці істоти дійсно
були живими в їх зразках порід.
Автори статті засумнівалися в цьому, і розробили методику, яка
дозволяє перевірити заяви першовідкривачів лорцифер навіть в тому
випадку, якщо знайдені ними багатоклітинні організми помирають під час
"спливання" на поверхню.
Для цього вчені підготували спеціальний барвник, що світиться, який
вони випускали в воду перед тим, як забрати зразки придонної рідини та
ґрунту. За задумом океанологів, живі істоти, якщо вони мешкали в даному
ґрунті і воді, повинні були поглинути частину молекул барвника і тим самим
видати сліди своєї життєдіяльності при аналізі зразків в лабораторії.
На подив учених, зібрані ними "лорцифери" дійсно поглинали фарбу,
що, здавалося б, свідчило на користь того, що Дановаро та його колеги не
помилялися. Але коли Бернхард уважно вивчила їх тіла і проаналізувала те,
що трапляється з іншими багатоклітинними організами, хробаками-
нематодами, в глибинних шарах океанічних вод, вона зрозуміла, що
насправді сталося – "лорцифери" насправді були "живими мерцями", а не
нормальними організмами.
Як з'ясувалося, живими їх зробили анаеробні бактерії, які оселилися в
тілах загиблих лорцифер. Їх життєдіяльність змушувала тіла цих імовірно

7. "неможливих" істот ворушитися і демонструвати інші ознаки життя, а їх
гідрогеносоми Дановаро та його колеги вважали за особливі органели в
клітинах лорцифер.
".. Публікація статті в 2010 році викликала велику увагу в науковому
середовищі. Наші спостереження, однак, говорять абсолютно протилежне
про можливість існування безкисневих багатоклітинних. Здається, що нам не
доведеться переписувати підручники з біології найпростіших тварин", -
завершує Бернхард.