https://frosthead.com

Hogyan állítja be a holdfény a természet ritmusát?


kapcsolodo tartalom

  • A telihold elhomályosíthatja az idei Geminid Meteor-zuhanyozást - de még mindig pillantást vethet
  • A 68 év legnagyobb szuperhomán a „Moonstruck” marad
  • A ritka szuperhónap / holdfogyatkozás konvergenciájának fényképei nem csalódnak
Ez a cikk a Hakai Magazine-ból származik, egy online kiadvány a part menti ökoszisztémák tudományáról és társadalmáról. Olvassa el az ilyen történeteket a hakaimagazine.com oldalon.

Minden év november 1-jén éjjel, a telihold alatt, több mint 130 korallfaj egyidejűleg született Ausztrália Nagy Vízrajzában. Néhány korall a sperma tömegeit füstölte, mint a víz alatti vulkánok. Mások tojást termelnek. De a legtöbb felszabadítja mind a petesejteket, mind a spermát, összekeverve, hullámzó kötegekben, olyan kicsiben, mint a bors, és rózsaszín, narancs és sárga árnyalatban elpirulva.

Először a csomagok a korallok ajkán várakoznak. Ezután a lenyűgöző egyhangúság során számos korall elveszíti a magját, amely pillanatok alatt a szüleik fölé kerül, megőrizve a zátony alakját pezsgő visszhangban. Fokozatosan a kötegek az ég felé sodródnak.

Oren Levy, a tengerbiológus először tanúja volt ennek a jelenségnek, 2005-ben, Heron-sziget közelében volt, Ausztrália keleti partja mellett. A halak, tengeri férgek és különféle ragadozó gerinctelen állatok becsapódtak a vízbe, táplálkozva a korall konfettibe, amelyek hatalmas mennyiségben lassan emelkedtek fel a zátonyról. "Olyan, mintha az egész óceán felébredne" - mondja Levy, aki most egy tengeri ökológiai kutatócsoportot vezet az izraeli Bar Ilan Egyetemen. "Megnézheted a videókat, hallhatsz róla, de ha valójában a bolygó legnagyobb orgiájának közepette vagy, akkor semmi más nem tetszik."

A korallzátonyok ma is tovább szaporodnak a Nagy Vízrajzban, bár az éghajlatváltozás pusztítását elkerülő szakaszok gyorsan zsugorodnak. A 12 éve emlékezetes éjszakán a tenger felszínén úszva Levy sűrű rózsaszínű szőnyegekkel találkozott, amelyekben felhalmozódtak a tojások és a sperma. A holdfényben átitatva a különféle kolóniákból származó ivarsejtek összeolvadtak és szabadon úszó lárvákat alakítottak ki, amelyek végül a tengerfenékre, a rügyre települnek és új korall fellegvárakat építenek - ez a folyamat ma még létfontosságú.

A hold nem az egyetlen környezeti dákó, amelyet a korallok használnak a szexuális szinkronia elérésére ilyen hatalmas mértékben; a víz hőmérséklete és a napi hossz is számít. Ugyanakkor a hold jelenléte kulcsfontosságúnak tűnik. Ha az ég túl felhős és a hold homályos, akkor a korallok gyakran nem kapnak. Néha késnek a következő teliholdig. Tanulmányaik során Levy és munkatársai kimutatták, hogy a korallok nem csak fényérzékeny neuronokkal vannak felszerelve, amelyek a holdfény homályos kék hullámhosszához vannak hangolva, hanem olyan génekkel is rendelkeznek, amelyek megváltoztatják aktivitásukat a viaszosodó és csökkenő holdral szinkronban, szabályozva reprodukció.

A tudósok évszázadok óta tudják, hogy a hold gravitáció révén megváltoztatja a Föld ökoszisztémáit. Ahogy a bolygónk körül forog, és a tér-idő elhajlik, a hold hozzájárul az óceánok összetett torzulásához, és ikerugrásokat hoz létre, amelyeket árapálynak nevezünk. A napi házasság, valamint a föld és a tenger szétválasztása viszont átalakítja számos faj otthonainak topográfiáját, valamint az élelmezéshez, menedékhöz és egymáshoz való hozzáférésüket.

A hold szintén stabilizálja a Föld éghajlatát. A Földnek nincs tökéletes testtartása; a sarki tengelye mentén dőlve körülbelül 23 fokos szögben kerüli a napot. A hold horgonyként működik, és megakadályozza, hogy a Föld tengelyirányú dőlését több mint egy-két fokkal megváltoztassa. A hold nélkül bolygónk valószínűleg úgy hullámzik, mint egy dreidel, 10 000 évente teljes 10 fokkal megdöntve, és valószínűleg ingadozhatja a jégkorszakok és a pokoli hő közötti globális éghajlatot, melyet senki sem élt el egyetlen faj sem.

Ahogy egyre világosabbá válik, az a tény, hogy a hold meglepőbb és finomabb módon is befolyásolja az életet: a fényével. A legtöbb organizmus számos genetikailag kódolt biológiai órát tartalmaz, amelyek koordinálják a belső fiziológiát és előre látják a környezet ritmikus változásait. Ezeket az órákat a Zeitgebers néven ismert különféle környezeti útmutatók (időgátló), például fény és hőmérséklet tekercselik.

A napfény a legjobban tanulmányozott zeitgeber, de kiderül, hogy sok vízi lény számára a holdfény ugyanolyan fontos. Az elmúlt néhány évben a tudósok felidézték egy rég elhanyagolt kíváncsiságot a holdnak az élet manipulálására való képességéről, újraindítva a biológia titkos holdi óráinak kutatásait.

A korallok, akik szeretik ezeket a sekély staghorn korallokat a Nagy Védő Zátonyon, telihold idején ívják. A korallok, akik szeretik ezeket a sekély staghorn korallokat a Nagy Védő Zátonyon, telihold idején ívják. (Andre Seale / Alamy)

Az ókorban a holdnak a földi életre gyakorolt ​​hatását megértették - és megünnepelték. Őseink tiszteletben tartották a holdot, mint a nap egyenlője, az idő dinamikus aláírása és a termékenység erős forrása.

„Az időt először a holdkísérletek számolták be, és minden fontos szertartásra a hold egy bizonyos szakaszában került sor” - írta Robert Graves angol klasszicista a görög mítoszokban . Egy 25 000 éves mészkőfaragást, amelyet egy franciaországi sziklaházban fedeztek fel, egy várandós nőt ábrázol, amely bizonyszarvnak tűnik a félhold hullámával és 13 kis bevágással - ez lehet a lehetséges reprodukciós és holdi ciklus. És néhány korai mezo-amerikai kultúra úgy vélte, hogy a hold istenség szabályozza a szexualitást, a növekedést, az esőzést és a növények érését.

Az utóbbi időkben a hold fontosságát a Föld teremtményei számára eltakarta az élet nagy napenergia motorja. A nap félelmetesen fényes, érzékelhetően forró, merész és nem eltávolítható; kitartó társunk ébrenlétünk sok részében. A hold spektrális és megfoghatatlan; általában pillantással, részleges profilban, fehéres foltként sötétben vagy csillogó zárójelben kapjuk meg.

A napfény süti a talajt, meghajolja a virágfejeket, húzza a vizet a tengerből. Úgy tűnik, hogy a holdfény egyszerűen leereszkedik, emlegetve, hogy este látogasson el hozzánk. Még mindig úgy tekintjük a napot, mint nagy szolgáltatót - a fotoszintézis kemencét -, de a hold inkább a misztikus és okkult hangulatvilágításává vált; inkább a szellemvilág szimbóluma, mint a sajátunk. - Van valami kísértetjárta a hold fényében; rendelkezik egy megfosztott lélek minden kétségbeeshetőségével és elképzelhetetlen rejtélyével ”- írta Joseph Conrad az Úr Jimben . A Nap óriási hatalma a Föld és annak lényei felett tudományos tény; A Holdnak egyenlő hatalommal történő felruházása a tündérmesék és a szellemtörténetek ölelése.

Talán az ilyen elfogultság szem előtt tartásával a tudósok az elmúlt néhány évtizedben sokkal inkább érdekeltek a földi élet és a nap kapcsolatában, mint annak lehetséges interakciójában a holdval. Ez a különbség az 1970-es és a '80 -as évek körül nőtt, amikor felfedezték a cirkadián órákat - a gének, fehérjék és idegsejtek szinkronizált hálózatát - legyekben, rágcsálókban és más laboratóriumi állatokban. Maga a természet azonban sokkal pártatlanabb volt, különösen az óceánokban, ahol az élet először alakult ki. Számos tengeri élőlény is mozog az időben az éjszaka ezüst ingával.

**********

A holdfény - az árapálytól függetlenül - gyakran egy fajra kiterjedő reproduktív maraton kezdete. Ha ezeket az orgiákat a hold bizonyos fázisaival szinkronizálják - a természet egyik legszembetűnőbb és legmegbízhatóbb időbeli nyilvántartása -, az állatok növelik párjuk megtalálásának esélyét, és pusztán számukkal elárasztják az opportunista ragadozókat.

A hold bizonyos fázisaiban a Sesarma rákok Japánban együttesen áthaladnak a hegyoldal lejtőin a tengerben folyó folyók felé, ahol felszabadítják tojásaikat és spermájukat. A Karácsony-szigeti rákok éves vándorlása, amelyek a vörös hullámokban az erdőből a tengerbe mozognak, hogy párosodjanak és tojásaikat rakjanak, szintén kapcsolódik a holdfény eltolódási intenzitásához. A holdfény még a patkó rákok látásélességét is élesíti, amelyek bizonyos éjszakákon partra szállnak, hogy párosodjanak. Hasonlóképpen, a tanulmányok azt sugallják, hogy a hold ragyogása az egyik környezeti kiváltó tényező a szinkron ívásra trópusi nyúlhalakban. A holdfény valószínűleg növeli a gonadotropin hormon termelését ezekben a halakban, ami elősegíti a ivarsejtek érését.

E2918D.jpg A Bobtail tintahal szövetekben biolumineszcens baktériumokat helyez el. Alulról nézve az izzó lábasfejű lábasfejű lábak lábait utánozzák. (FLPA / Alamy)

2013-ban a neurobiológus Kristin Tessmar-Raible és munkatársai közzétették néhány óriási bizonyítékot egy óceáni lény molekuláris holdi órájáról. Megvizsgálták a Platynereis dumerilii tengeri sörteféregét, amely borostyánszínűnek látszik, apró, tollas evezőjével, testének hosszában. Vadonban a sörteféreg algákon és sziklákon él, és selyemcsövet forgat menedékként.

Az 1950-es és 60-as évek tanulmányainak olvasása közben a Tessmar-Raible megtudta, hogy néhány vadszőrű féregpopuláció a maximális szexuális érettséget érinti el közvetlenül az új hold után, az óceán felszínéhez úszva és körökben kavarogva egyfajta örvénylő derűs pöttialistán. A tanulmányok azt sugallták, hogy a holdfény szintjének megváltoztatása ezt a párzási rituált vezette. "Eleinte azt hittem, hogy ez nagyon őrült a biológia szempontjából" - mondja Tessmar-Raible, aki megjegyzi, hogy messze nőtt fel az óceántól. "De aztán elkezdtem beszélgetni a tengerbiológiai kollégákkal és rájöttem, hogy ez nem így van. ritka."

További információkért Tessmar-Raible és kollégái műanyag dobozokban tartották a sörte férgeket, spenótot és halak ételeit táplálták, és a tipikus és eltérő holdciklusokat egy sor általános izzóval és LED-del szimulálták. Állandó fényben vagy teljesen hold nélküli nappali-éjszakai ciklusokban felnevelt férgek soha nem mutattak reprodukciós ritmust. Az időszakos éjszakai megvilágítással nevelt férgek azonban ívási rituáléjukat szinkronizálták mesterséges hold fázisaival.

A korábbi vizsgálatok szerint a Tessmar-Raible fényérzékeny neuronokat talált a férgek előagyában. És a genetikai szekvenálás azt mutatta, hogy a sörteféregnek megvannak a szárazföldi rovarokban és gerincesekben megtalálható esszenciális molekuláris óragének saját változatai. Tessmar-Raible következtetése az, hogy a férgek robusztus holdórával rendelkeznek, amely analóg a legismertebb napszinkronizált cirkadián órával. "Ez egy endogén oszcillátor" - mondja. "A testben valami megőrzi az éjszakai megvilágítások emlékét."

Hasonló tanulmányokban Oren Levy és kollégái összegyűjtötték az élő korallok darabjait a Heron-sziget zátonyáról, és nagy szabadtéri akváriumokba helyezték őket, amelyek közül néhányat környezeti napsütés és holdfénynek tettek ki, mások éjjel árnyékolva voltak, hogy megakadályozzák az összes holdfényt, mások pedig homályos mesterséges fény naplemente és éjfél között, majd napkeltekor sötétben tartani. A tömeges ívás becsült éjszaka előtt nyolc napig minden nap a kutatók összegyűjtötték a különböző akváriumokból származó korallokat és elemezték gének aktivitását.

A természetes körülmények között élő korallok az előrejelzések szerint szaporodtak, és sok gént expresszáltak csak ivarsejtük felszabadításakor vagy közvetlenül azelőtt. A mesterséges fénynek kitett és holdfénytől mentes korallok rendellenes génexpressziót mutattak, és nem tudták felszabadítani ivarsejtjeiket.

Patkórákok, a teljes kikötőben Harbour Island közelében ívhatnak. Patkórákok, a teljes kikötőben Harbour Island közelében ívhatnak. (Nemzeti földrajzi kreatív / Alamy)

Más fajok számára a holdfény navigációs célként sokkal fontosabb, mint afrodiziákum.

A vándorló chum lazac gyorsabban és sekélyebb mélységben úszik telihold idején, valószínűleg azért, mert fényét lodesztárként használják. Az albatrosz és a csíkos nyírvíz gyakran telihold alatt repül gyakrabban és hosszabb ideig, talán azért, mert megnövekedett látásélességgel tovább tudnak utazni, vagy hogy elkerüljék az óceáni ragadozók elbűvölését, akiknek látását a holdfényes víz javítja. Úgy tűnik, hogy az újszülött nyulak a holdfázisoktól függnek a biztonság eléréséhez: Az új hold előtti vagy alatti napon, amikor a tenger a legsötétebb, a nyílt tengeren született nyúlhalak tömegesen vándorolnak a korallzátonyok menedékére.

Még a plankton eltérően mozog a hold alatt. A világ óceánjaiban minden nap a plankton nagyobb mélységbe süllyed és éjszaka ismét felkel, valószínűleg elkerüli az elárasztást és táplálkozik a sekélyebb vizekben sötét takaró alatt. A tudósok még mindig nem tudják, mi mozgatja ezt a napi ritmust, de a nap felé szinkronizált biokémiai óra az egyik elsődleges hipotézis. A sarkvidéki télen a napfény soha nem érheti el az óceán egyes régióit. Egy nemrégiben készült tanulmány azt sugallja, hogy az ebben a merev folyamatos szürkületben élő plankton a hold helyett támaszkodik.

Egyes állatok nem csak a hold alatt változnak; átalakulnak a holdra. A nap folyamán a tintahal - foltos, földimogyoró méretű lábasfejűek, melyek a tintahalhoz kapcsolódnak - homokba temetik magukat, hogy pihenjenek és elrejtsenek a ragadozóktól. Éjszaka rákoknak és férgeknek táplálkoznak. Miután elhagyták a tengerfenékét és ki vannak téve maguknak a potenciális veszélyeknek, az apró kagylók teljesen más álcázásban burkolják magukat.

A Bobtail tintahal kifejlesztette az egyik legvarázslatosabb szimbiózist a bolygón. A biolumineszkáló baktériumok a tintahal köpenyében lévő, kamrázott zsák redőin belül élnek, fényt generálva, amely a tintahal aljáról kifolyik. A belső lámpához erősített lencse és színes szűrő - fényszerv néven - modulálja a mikrobiális fényt, hogy utánozza a hold és a csillagok szűrését a vízen keresztül. Ilyen módon a tintahal a saját árnyékát törli. Ahelyett, hogy szembetűnő tintahal alakú sziluettje lenne, az alulról felnézett ragadozók csak több holdfényes tengert látnak. Számos más faj - köztük a mélyvízi halak, rákfélék és az igaz tintahal - hasonló ellenvilágítási stratégiákat alkalmaz.

A hold mindig egyidejűleg idegen és ismerős volt, frusztrálóan távoli, ám ennyire vonzó. Ez a legközelebbi idegen világ nekünk, olyan közel tartjuk „miénknek” - műholdatunknak, a gravitációnk függvényében. Az emberi történelem nagy részében azonban a hold alapvetõen elérhetetlen volt, élettani korongnak tekintették a birodalmunkon.

A holddal fennálló kapcsolatunk története e hiányosság megszüntetésének története. 1609. november 30-án Galileo a távcsövön keresztül a holdra pillantott, és arra a következtetésre jutott, hogy annak felszíne nem „egyenletesen sima és tökéletesen gömb alakú, ahogy számtalan filozófus állította róla és más égi testekről, hanem egyenetlen, durva és tele van elsüllyedt és emelt területek, például a völgyek és hegyek, amelyek a Földet takarják. ”Majdnem négy évszázaddal később a Holdra szálltunk, és kiléptünk egy űrhajóból a robusztus terepére. Most már bárki, aki rendelkezik internet-hozzáféréssel, felfedezheti a moonscape virtuális faxát, a Google jóvoltából.

Minél többet megtudtunk a Földről és a Holdról, annál közelebb tűntek. A bolygón az élet kezdetétől a hold - a nap visszapillantó tükre - anélkül, hogy bármikor megérintett volna minket, és önmagában nem generált fényt vagy hőt, alaposan megformálta a Föld ritmusát és kollektív életformáit. A hold, ezüsttestvérünk, mindig itt volt velünk, a tengerünkben merülve, szemünkben összegyűlve, a föld bolygójának DNS-ébe lett írva.

Kapcsolódó történetek a Hakai magazinból:

  • Az élet nyüzsg a hosszú sarkvidéki éjszaka
  • Valójában a kis dolgok az életben
  • A biolumineszcencia titkos története
Hogyan állítja be a holdfény a természet ritmusát?