Реферат: Роль медуз в завоевании Мирового океана

Ученые предсказывают захват Мирового океана медузами. По их мнению, теперь спасти человечество от такого последствия глобального потепления и хозяйственной деятельности сможет только массовое увлечение блюдами из медуз и восточной медициной.

«Мои дети будут говорить своим детям: пожалуйста, доешь свою медузу», — эти слова Даниела Паули (Daniel Pauly), известного морского биолога, профессора из Университета Британской Колумбии в Ванкувере, вовсе не далеки от реальности. По мнению американских и австралийских ученых, работающих под руководством доктора Энтони Ричардсона (Anthony J. Richardson) из Университета Квинсленда (The University of Queensland), сейчас в Мировом океане происходит массовое распространение медуз. Если антропогенное воздействие на морские экосистемы продолжится, медузы займут доминирующее положение на вершине пищевой цепочки, сместив с пьедестала рыб, а океан превратится в желеобразную массу. По данным морских биологов, уже сейчас происходят вспышки численности медуз в Черном, Каспийском, Балтийском морях, в морских акваториях Тихого океана. Совсем недавно у берегов Японии произошла вспышка численности гигантских медуз Nemopileta nomurai, размеры которых достигают двух метров, а вес – двухсот килограммов.

Как говорят ученые, в ближайшие годы в этих акваториях ситуация только ухудшится. Доктор Ричардсон, обвиняет в происходящем антропогенный фактор – чрезмерный вылов рыбы, загрязнение морских вод питательными элементами и глобальное потепление.

Назад в будущее

Медузы господствовали в океане в кембрийский период – примерно 550 миллионов лет назад. Тогда костистые рыбы еще не появились, поэтому ничто не мешало спокойному процветанию медуз. По мнению ученых, сместив видовой баланс морских экосистем, человек в силах запустить эволюцию в обратную сторону. Доктор Ричардсон удивлен тем, что развитие человечества и технический прогресс, происходящие с такой невероятной скоростью, могут в то же время вернуть морские сообщества в то состояние, в котором они находились миллионы лет назад.

Минута славы

Что же позволяет медузам процветать в настоящее время и бороться за место на вершине пищевой цепочки с рыбами?

По мнению биологов – изменчивая фортуна именно сейчас оказалась на стороне медуз. В настоящее время экологическая ситуация во многих регионах Мирового океана сложилась таким образом, что некоторые виды морских обитателей испытывают стресс, а для медуз такие условия оказались вполне подходящими. Все дело в их физиологии.

Во-первых, рацион питания медуз чрезвычайно широк. Они поедают все: от простейших одноклеточных организмов до личинок и икры рыб. Поэтому медузы редко страдают от голода. А если приходится голодать, эти животные просто сокращают размеры своего тела, сжимаясь до минимума – таким образом уменьшаются страдания, сокращается желание поесть и повышается вероятность выживания. Полипы медуз, например, некоторые гидроидные (Hydrozoa), с наступлением неблагоприятного периода впадают в анабиоз, покрываясь защитной оболочкой. Они могут находиться в таком состоянии до сорока лет, а потом как ни в чем не бывало продолжают свое развитие. Более того, они обладают завидной способностью к регенерации – при повреждении некоторых участков тела их ткани сами восстанавливаются. Наконец, в отличие от многих водных обитателей медузы прекрасно себя чувствуют в воде, бедной кислородом.

Океан «в руках» медуз

Сами по себе эти уникальные возможные медуз по мере развития эволюции морских экосистем и появления более высокоорганизованных организмов оказались не совсем востребованными. Несмотря на множество приспособлений, эти животные все-таки проигрывали рыбам, которые быстро заняли доминирующие положение. Сейчас же антропогенный фактор ставит под угрозу существование многих видов морских организмов. Освободившиеся экологические ниши никогда не остаются свободными – их быстро занимают другие виды, для которых ситуация благоприятнее.

По мнению доктора Ричардсона, несколько факторов освобождают экологические ниши и благоприятствуют развитию популяций медуз – это чрезмерный вылов рыбы, увеличение температуры поверхностных вод во многих регионах мирового океана в результате глобального потепления климата и эвтрофикация – массовое развитие фитопланктона из-за загрязнения вод фосфором и азотом.

Как объясняют ученые, сокращение популяций многих видов рыб, которые питаются медузами или их полипами, приводит к тому, что численность медуз просто некому контролировать. Из-за эвтрофикации вод начинают быстро размножаются флагелляты – крошечные организмы, которыми очень любят лакомиться медузы. С другой стороны, флагелляты начинают паразитировать на рыбах. Кроме того, массовое развитие фитопланктона при эвтрофикации приводит к тому, что в толще вод кислорода становится недостаточно – в таких условиях рыбы просто задыхаются, а медузы из-за своих физиологических особенностей чувствуют себя прекрасно.

Увеличение температуры поверхностных вод также благоприятствует развитию медуз, добавляют ученые. Так, потепление вод в Северной Атлантике вызвало вспышку численности медуз.

Другая опасность — инвазии медуз, когда полипы прикрепляются к днищу судов. Так, например, в 1982 году в Черное море с восточного побережья США попала медуза Mnemiopsia leidyl. Поэтому к 1989 году биомасса анчоусов сократилась на 85%. Ситуация еще и ухудшилась поступлением большого объема выбросов сточных вод. Правда, «счастливое» совпадение: инвазия другого вида, медузы Beroe, которая съела предыдущего инвайдера, а сама прижиться не смогла, а также распад Советского Союза, в результате которого страна переживала экономический упадок и сокращение объемов выбросов сточных вод, спасли черноморских анчоусов от вымирания.

Съесть медуз и спасти океан

Ученые считают, что морские экосистемы еще можно сохранить и не допустить господства медуз и массового сокращения популяций рыб. Доктор Ричардсон предлагает целую программу по восстановлению равновесия океана. Ученые напоминают, что в китайской кухне медузы считаются особым деликатесом. Поэтому, говорит доктор Ричардсон, стоит обратить внимание на огромное количество свободно плавающего белка в океане. Также биологи призывают обратить внимание на использование медуз в медицине. Традиционная медицина применяет препараты на основе медуз в лечении множества заболеваний – артритов, ожогов, иммунной недостаточности. А использование медуз в нетрадиционной медицине вообще мало изученная область. Еще одна возможность контролировать численность медуз – предотвращение инвазий. Для этого нужно особенно тщательно очищать днище судов. Еще в 2004 году была принята международная конвенция, требующая использования судами балластной воды в открытом океане до входа в прибрежную зону для очистки днища. Правда, насколько тщательно соблюдается эта конвенция, сказать крайне трудно. Если судить по большому числу инвазивных видов, путешествующих на судах по всему миру, то отношение к ней скорее формальное.

Прибрежные воды от Калифорнии до Австралии заполонили медузы. Если рост популяций сохранится, через пятьдесят лет эти морские животные вытеснят рыб и станут доминирующими в Мировом океане.

Численность медуз естественным образом увеличивается каждые 12 лет. Последующие 4–6 лет она остаётся неизменной, а затем начинает сокращаться. Однако последнее десятилетие их популяция и ареал обитания расширяются ускоренными темпами. Медузы всё чаще попадают в непривычные для них регионы и прекрасно чувствуют себя на новом месте. При этом пришельцы наносят экосистеме непоправимый ущерб.

Как дома

1. Этим летом в Москве-реке появились тропические медузы craspedacusta, размеры которых не превышают 3 см. Привычное место обитания краспедакусты – река Амазонка в Южной Америке, но сегодня она расселилась по всем континентам.

2. В Приморье в этом году в прибрежных водах заметили ропилем (rhopilema esculentum) – медуз огромных размеров. Диаметр их зонтика может достигать полуметра. Привычная среда обитания – Японское, Китайское и Жёлтое море.

3. У побережья Японии количество медуз растёт с 2002 года. За последние десять лет ущерб японской экономике составил $110 млн. Медузы отравляют рыбу в сетях, забивают трубы в системах охлаждения местных электростанций.

4. В 1990-х медуза-гребневик заполонила Чёрное море. Количество медуз тогда составляло 90% массы всех живых организмов в бассейне. Когда в море пришла медуза-хищник beroe ovata, экологический баланс стал возвращаться к норме.

5. В 2002 г. на Лазурном берегу Франции медуза пелагия изорвала рыбацкие сети общим весом свыше 2 тыс. кг. В 2008-м от медуз, атаковавших побережье Тосканы, спасали уже туристов.

6. В 2006 г. на побережье Испании от нашествия пелагии пострадали 14 тыс. человек. А в 2007-м на пляжи Франции выбросило 11 млн. тонн медуз. В 2008-м за медицинской помощью обратились более 500 человек.

Строение медузы

Медузы относятся к самым древним формам жизни на Земле, они появились более 600 млн. лет назад и мало изменились за это время. Эти животные – родственники морских анемонов и кораллов, не имеющие костной основы. Состоят на 95% из воды, на 3–4% – из соли, на 1–2% – из белка. Сердце, система кровообращения и мозг отсутствуют, нервная система – простая нейронная сеть.

Тело медузы – это мешок, стенка которого состоит из наружного покровно-защитного эпителия (эктодермы) и внутреннего секреторно-пищеварительного эпителия (энтодермы). Полость мешка открывается только одним отверстием – ротовым и является пищеварительной.

Некоторые виды медуз имеют 24 глаза. У кубомедузы их сто, они различают цвета и имеют обзор в 360 градусов. Их зрение лучше, чем у птиц, однако для чего оно этим «студенистым зонтикам», ученые пояснить затрудняются.

Размножение

Схема размножения медузМедузы – разнополые существа. Половые железы у них расположены в карманах желудка. Их размножение похоже на размножение рыб. Планулы, личинки, превращаются во взрослых особей за несколько месяцев.

Питание

Питаются медузы в основном планктоном, икрой рыб, устрицами и маленькими ракообразными. Но некоторые охотятся и на себе подобных. Так, жгучая медуза исткоста питается гребенчатыми медузами. А ропилема – медузой-крестовиком.

В свою очередь, медузами любят лакомиться морские хищники – морские черепахи, акулы и тунец и т. Д

Единственным бессмертным существом на Земле, вероятно, является медуза. По мнению ученых, гидроид Turritopsis nutricula, имеющий в диаметре всего 4-5 мм, - уникальный организм, способный омолаживать себя.

Обычно медузы гибнут после размножения, однако Turritopsis умеет возвращаться из «взрослой» стадии медузы в «детскую» стадию полипа.

Теоретически, этот цикл способен повторяться до бесконечности, что делает данное существо потенциально бессмертным. Turritopsis nutricula обнаружили в теплых тропических водах, однако ученые подозревают, что этот вид распространяется и в других регионах, сообщает newsru.com.

Биологи и генетики уже давно надеются с помощью медуз и гидр раскрыть секреты процесса старения. Теория о «биологическом бессмертии» гидры была выдвинута еще в XIX веке, и только в конце 1990-х было экспериментально доказано, что гидры не умирают из-за старения.

Биологам также известны «бессмертные» клетки, способные при благоприятных условиях делиться бесконечное число раз. К таковым относятся, например, стволовые клетки.