Как на Земле появилась вода?

Есть несколько теорий о происхождении жизни на Земле. Например, одна из давних гипотез гласит, что она занесена на Землю из космоса, но неоспоримых доказательств этого нет. Кроме того, та жизнь, которую мы знаем, удивительно приспособлена для существования именно в земных условиях, поэтому если она и возникла вне Земли, то на планете земного типа. Большинство же современных ученых полагают, что жизнь зародилась на Земле, в ее морях. Но как произошла сама планета и как на ней появились моря?

По-видимому, при каких-то существовавших в древности условиях образовались вещества, из которых возникли особые кристаллические формы. Они росли, как и все кристаллы, и давали начало новым кристаллам, которые присоединяли к себе все новые вещества. Солнечный свет и, возможно, очень сильные электрические разряды служили в этом процессе источником энергии. Может быть, из таких элементов зародились первые обитатели Земли — прокариоты, организмы без оформленного ядра, похожие на современных бактерий. Они были анаэробами, то есть не использовали для дыхания свободный кислород, которого тогда еще не было в атмосфере.

На картинке, помещенной на этой странице, изображены примитивные существа, обитавших приблизительно 600–570 млн. лет назад — в кембрийском геологическом периоде, первом периоде палеозойской эры. Мы впервые узнали о них благодаря ископаемым окаменелостям, которые обнаружили геологи, изучавшие Кембрийские горы в Великобритании. Отсюда и произошло название геологического периода истории.

От более простых по строению животных и растений, населявших море в конце протерозоя, не сохранилось следов. Можно только предполагать, что это были организмы, состоявшие только из мягких тканей, которые после смерти быстро полностью разлагались. Настоящих рыб в кембрии еще не было, но уже жили кишечнополостные, губки, ныне вымершие археоциаты, плоские и многощетинковые черви, улитки, каракатицы, раки и трилобиты.

В силурийский период уже появились первые настоящие рыбы. У этих похожих на акул пловцов было обтекаемое, покрытое панцирем тело, плавники, рот с подвижной челюстью, напоминавшей клюв и усаженной острыми зубами.

За миллионы лет в том же геологическом периоде развились два больших класса рыб — хрящевые и костные (двоякодышащие, кистеперые и лучеперые). К хрящевым, то есть имеющим хрящевой скелет, относятся акулы и скаты. В отличие от них, скелет костных рыб частично или целиком состоит из костной ткани. К костным относятся почти все хорошо знакомые нам промысловые рыбы: сельдь, камбала, треска и скумбрия, карп, щука и многие другие.

Все те изменения, которые претерпевала Земля с момента образования ее коры, изучает историческая геология. Ученые определяют возраст геологических слоев по окаменелостям — остаткам древних животных и растений, так как у каждой эпохи были свои характерные представители флоры и фауны. Изучением окаменелостей занимается палеонтология. Палеонтологи исследуют ископаемые остатки древних организмов и восстанавливают внешний облик вымерших животных.

Когда живые организмы погибали в доисторическом Океане, они опускались на дно, где их покрывал ил или песок, который приносили реки. Миллионы лет илистые грунты вместе с погребенными под ними останками уплотнялись, превращаясь в камень. Мягкие ткани животных полностью разлагались, но отпечаток оставался. Твердые раковины моллюсков или панцири ракообразных часто сохранялись неповрежденными.

400 млн. лет назад силур сменился девонским геологическим периодом, который длился около 60 млн. лет. Тогда на суше появились первые растения — лишайники, которыми зарастали увлажненные берега водоемов. В течение девона от них произошли другие формы, в том числе и первые высшие растения — папоротники и хвощи. Кроме того, если прежде все животные дышали лишь кислородом, растворенным в воде, то теперь некоторые из них научились извлекать его из воздуха. Эти первые сухопутные животные — тысяченожки, скорпионы и бескрылые примитивные насекомые, вероятно, обитали поблизости от воды.

Предком всех сухопутных позвоночных животных была кистеперая рыба с похожими на лапы грудными и брюшными плавниками.

Некоторые млекопитающие повели себя необычно: они вернулись в море, и у их потомков конечности развились в подобие плавников — ласты.

Они, однако, не превратились в рыб, так как у них не появились жабры, а сохранились легкие, с помощью которых они дышат кислородом воздуха. Эти млекопитающие — киты и тюлени. За миллионы лет существования в воде тело китов приобрело рыбообразную форму, они утратили волосяной покров, потовые и сальные железы. Вернулись в море и некоторые рептилии. От сухопутных черепах произошли морские черепахи.

Ученые называют рыбами холоднокровных челюстноротых позвоночных животных, которые живут в воде, дышат с помощью жабр растворенным в ней кислородом (у некоторых, двоякодышащих, есть добавочные органы дыхания, так называемые легкие), двигаются в ней, плавая с помощью парных и непарных конечностей — плавников. Кожа рыб обычно покрыта чешуей, тело двусторонне симметричное (исключение— камбалы) разнообразной формы: змеевидной, как у угря, лентовидной, как у сельдяного короля, шаровидной, как у кузовка, торпедовидной, как у скумбрии, стреловидной, как у саргана, плоской, как у ската, уплощенной, как у камбалы.

По количеству видов рыбы уступают только насекомым. Но при всем разнообразии их форм рыбы, в отличие от наземных животных, похожи и строением, и внешним видом. Это объясняется тем, что водная среда однороднее любой другой среды обитания и условия жизни в ней более или менее постоянные. Рыбам не пришлось приспосабливаться, как обитателям суши, к засушливым пустыням, приполярным льдам или влажным жарким тропикам, хотя и в море для каждой рыбы есть своя область обитания. Температура воды в морях меняется незначительно и медленно, более или менее резкие колебания ее заметны лишь в самых верхних слоях.

А в тропических водах она, как и температура воздуха, почти всегда одинакова.

Рыбы тяжелее воды, в которой они живут. Казалось бы, если они не будут непрерывно помахивать плавниками, то непременно окажутся на дне. Следовательно, чтобы держаться на определенной глубине, им пришлось бы расходовать огромное количество энергии. На самом деле мудрая природа решила эту проблему, наделив многих рыб особым гидростатическим органом — полым, иногда ячеистым плавательным пузырем, наполненным смесью кислорода, азота и углекислого газа. Поступают газы в закрытый плавательный пузырь из кровеносных сосудов газовой железы, расположенной на его переднем конце. Пополняя запас газа в плавательном пузыре или сбрасывая его в пищеварительный тракт или в кровеносную систему через скопление капилляров на его заднем конце, рыба поддерживает в пузыре постоянное давление, что позволяет ей зависать на нужной глубине. Плавательного пузыря нет только у некоторых донных рыб, в том числе у акул, которые все время двигаются, не останавливаясь ни на секунду.

Ни одно животное не может жить без кислорода. Он есть в воздухе и растворен в воде. Наземные позвоночные дышат кислородом воздуха; их орган дыхания — легкие. Рыбы добывают кислород из воды, для этого у них есть жабры.

Рыба дышит, набирая воду в рот. Через глотку, в которой есть ряды парных отверстий — жаберные щели, вода поступает к расположенным по обе стороны головы жабрам и, омывая их, вытекает из-под жаберной крышки. При этом растворенный в ней кислород через тончайшие покровы жаберных лепестков, пронизанные кровеносными капиллярами, проникает в кровь, а кровеносная система доставляет кислород в клетки. На воздухе у рыбы наступает удушье, как только жаберные лепестки подсыхают и становятся не проницаемыми для кислорода.

Рыбы видят хуже большинства наземных животных. В воде света меньше, чем на суше, и чем глубже, тем темнее. У некоторых, обитающих на глубине 560 м, где царит вечная темнота, есть органы свечения (фотофоры). Не будь их, рыбы не смогли бы приманивать добычу и находить себе партнеров.

Уравновешивает слабое зрение рыб тончайшее обоняние. Особенно этим отличаются акулы и пираньи. Акулы, которых не зря называют «плавучими носами», чуют запах даже капли крови, растворенной в миллионах литров воды. Эта поразительная способность объясняется тем, что в обонянии участвуют две трети клеток их мозга.

Тело большинства рыб покрыто чешуей. Плакоидная чешуя, которая «линяет», состоит из костных пластинок с шипами. Это принадлежность древних рыб — акул, скатов или самых современных из колючеперых рыб — спинорогов. Из нее произошли зубы позвоночных. Остальные типы чешуи моложе. Ганоидная чешуя осетров, латимерий, панцирных щук образует панцирь, который растет вместе с хозяином. Некоторые настоящие костистые рыбы — сельди, лососи, карпы — покрыты циклоидной, а колючеперые — ктеноидной чешуей.

Оказывается, многие рыбы могут «разговаривать». Они трещат, шелестят, рычат, цокают, стонут, крякают, кудахчут, каркают, гудят, как пароходы, стучат, словно на барабане, щебечут, как птицы, пищат, как мыши. Звуки возникают при колебательных движениях стенок плавательного пузыря, служащего резонатором, при скрежетании зубами или трении жаберных пластинок друг о друга.

У старых и крупных рыб «голос» на октаву ниже, чем у молодых и мелких. В морских глубинах самцы и самки находят друг друга в брачный период по звукам, как и обитатели мутных мелководных рек и озер, например сомы. Репертуар рыб весьма разнообразен. Самец нотропис, защищая свою территорию, издает звуки, похожие на глухие удары, а самку обольщает мурлыканием. Самые громкие брачные песни исполняет самец фахака: каждые 30 секунд он ревет, словно сирена, и рычит, охраняя оплодотворенную икру.

Размерами рыбы, даже одного вида, различаются сильнее, чем наземные животные. Их габариты зависят от возраста, количества и качества корма, температуры воды. Самые крупные рыбы живут в море. Рекорд здесь принадлежит китовой и чуть уступающей ей в размерах гигантской акулам. Эти вполне миролюбивые, питающиеся исключительно планктоном великанши достигают в длину 14–15 м и весят до полутора десятков тонн. Среди речных рыб первенство держат южноафриканская арапаима (4–6 м и 200 кг) и сом (5 м и 300 кг).

Самые маленькие на Земле позвоночные — бычки пандака и мистихис, самцы которых в длину не превышают 11 мм, а самки 14 мм.

Пруды и озера зимой не промерзают до самого дна даже в суровые морозы. Известно, что плотность воды зависит от ее температуры. Выше всего она при температуре плюс 4 °C. А это значит, что зимой на дне водоема самая «тяжелая» и поэтому самая теплая вода, здесь-то рыбы и могут перезимовать. Поскольку, как мы уже знаем, температура их тела равна температуре воды, рыбы не страдают от холодов.

Может случиться, однако, что под сплошным ледяным покровом кислород будет постепенно полностью израсходован, так как лед не пропускает воздуха. Поэтому, если в небольшом водоеме нет притока воды, рыба задохнется, или, как говорят, наступит «замор». Чтобы этого не произошло, в прудах, где разводят рыбу, всегда держат несколько открытых прорубей. В них бросают вязанки тростника, благодаря чему проруби не затягиваются льдом.

Почему миксин и миног называют круглоротыми?

Круглоротые — не рыбы, они относятся к единственному современному классу бесчелюстных позвоночных. У этих древних животных, известных с силура, нет челюстей, парных плавников и костей в скелете, построенном из хряща и соединительной ткани. Большинство круглоротых вымерли, сохранились лишь миксины и миноги.

Свое название эти животные получили из-за воронковидной формы рта. Покрытые голой кожей и слизью, похожие на червей миксины — морские животные.

Акулы и скаты отличаются от других рыб. В их скелете, целиком построенном из хрящей, нет костей. Нет у них и жаберных крышек, и жабры находятся за несколькими жаберными щелями. Рот у них расположен снизу, и только у китовой акулы так же, как у всех рыб. Зубы у акул растут в несколько рядов, которые идут друг за другом. Если передний зуб сточится, его место займет новый зуб из следующего ряда.

Самый крупный скат — манта, или морской дьявол. Размах его плавников достигает 7 м. Свое название он получил из-за торчащих на голове «рогов» — длинных плавников, которыми загоняет в рот рачков и других мелких животных, и умения выпрыгивать из воды на высоту до 1,5 м. Падая, он так громко ударяется о воду, что этот звук слышно за несколько километров.

Скат-хвостокол похож на воздушного змея. Питается он раками, моллюсками и другими донными животными, которых дробит зубами. Конец его длинного, словно плеть, хвоста увенчивает зазубренный ядовитый шип. Уколовшись им, человек может умереть. Жители Юго-Восточной Азии делали из этих шипов наконечники для стрел.

Ученые-ихтиологи, обнаружив неизвестную науке рыбу, изучают ее строение, а потом дают ей латинское имя. Им пользуются ученые всех стран. Например, окунь — пожалуй, самый многочисленный обитатель наших пресных вод по латыни величается Реrса fluviatiles.

Первое слово — Реrса — переводится как окунь, оно пишется с прописной буквы, второе — fluviatiles, то есть речной, означает вид, его пишут со строчной буквы.

Такую систему наименований предложил еще в XVIII в. шведский натуралист Карл Линней.

В быту мы пользуемся общепринятыми названиями. Очень часто их дают, исходя из внешнего вида рыбы, ее повадок или местообитания.

Люди с древности употребляли рыбу в пищу. В некоторых странах, особенно средиземноморских, в Японии и Китае, до сих пор рыба — практически единственный источник животного белка в рационе их жителей. В Атлантике, Арктике и в Тихом океане наши рыболовы ловят в основном сельдь, треску, сайду, морского окуня, пикшу и камбаловых рыб.

Треска — довольно большая хищная рыба. Известны ее экземпляры длиной 180 см и массой 95 кг, однако обычно ловят более мелких рыб. На треску очень похожа пикша, но она не бывает длиннее 80 см. К семейству тресковых относится и сайда, которая достигает 1 м в длину.

С древних времен известны рассказы о чудовищах, которые будто бы обитают в морских глубинах.

Ученые всегда относились к ним как к сказкам и небылицам, но в конце концов у них появилось не только желание, но и возможность опуститься на самое дно и на месте проверить правдивость этих историй.

Первый глубоководный шарообразный аппарат для исследования морских глубин изобрел швейцарский ученый Огюст Пиккар и назвал его батискафом. В 1948 г. в нем Пиккар опустился на глубину 1380 м, а в 1953 г., в возрасте 69 лет, — на 3160 м. В 1960 г. его брат Жак Пиккар и американец Дон Уолш опустились в усовершенствованном батискафе «Триест» в Марианской впадине Тихого океана на предельную глубину Мирового океана — 10 893 м.

У многих глубоководных рыб, например у удильщиков, светящихся анчоусов, топориков, фотостом, есть светящиеся органы — фотофоры, служащие для привлечения жертв или для маскировки от хищников.

У самок меланоцета, как и у самок других глубоководных удильщиков (а их известно 120 видов), на голове растет «удочка». Она заканчивается светящей эской. Помахивая «удочкой», меланоцет приманивает к себе рыбок и направляет их прямо в пасть.

У светящихся анчоусов фотофоры расположены на хвосте, туловище, вокруг глаз.

Направленный вниз свет брюшных фотофоров размывает очертания этих мелких рыбок на фоне идущего сверху слабого света и делает их не видимыми снизу.

Водные просторы поражали воображение древних людей, и они обожествляли даже обычных рыб. В старинных преданиях рыбы часто предстают спасителями жизни. В вавилонской легенде о Потопе рассказывается, что великий бог-рыба Оан подцепил на свои рога ковчег и перенес его на вершину горы, чем спас человеческий род от гибели.

Следы «рыбной» мифологии и культа Рыбы можно найти и в преданиях о Потопе народов Малой Азии, Ирана и многих других. Часто она символизирует плодородие, изобилие, благоденствие.

Воображение наших предков населяло воды божествами — морскими (Посейдон — у древних греков, Нептун — у римлян), речными — водяными (водяниками, воловиками). Веками люди, желая задобрить водных богов, приносили им жертвы.

Желанная добыча рыболова-спортсмена — рыба, которую трудно поймать. Вопрос о том, вкусна ли она, не имеет для него значения. Ведь удить такую рыбу — значит участвовать в соревновании, требующем от рыбака мобилизации всех его сил и умения. Какие рыбы особенно популярны у спортсменов?

Кроме акул нужно в первую очередь упомянуть большую барракуду. Этот хищник длиной до 2–3 м очень опасен для пловцов. Попавшая на удочку большая барракуда борется отчаяннее любой другой рыбы ее величины. Даже на борту бота она норовит откусить пальцы рыбаку. Мясом ее можно тяжело отравиться.

Окраска большинства рыб соответствует тому, что их окружает. На больших глубинах царит темнота, и глубоководные рыбы обычно либо черные, либо красные. Там, где господствуют сумерки, рыбы чаще всего серо-голубые. На коралловых рифах тропических морей, где много света и все окрашено в яркие цвета, обитают рыбы самых фантастически пестрых и ярких расцветок.

Начнем со щетинозубов, к которым относятся рыбы-бабочки и рыбы-ангелы.

Рыбы-бабочки не уступают расцветкой и узорами тропическим бабочкам. Живут они парами или маленькими группами, скрываясь от опасности в расщелинах коралловых зарослей. Эти безобидные создания питаются мелкими животными или водорослями. Но есть среди них и хищники, и драчуны. Торчащими колючками спинных плавников они могут поранить своих сородичей, которых прогоняют с участка, где постоянно кормятся. Не менее красивы рыбы-ангелы, особенно императорский ангел, украшенный 25 желто-оранжевыми полосами на темно-фиолетовом фоне.

Мы уже рассказали о некоторых диковинках подводного мира. Но есть здесь и такие причудливые создания, что с первого взгляда даже не подумаешь, что это тоже рыбы. К ним принадлежат, в частности, морские коньки, похожие на шахматных. Движения конька неуловимы, когда он или парит в вертикальном положении, или наклоняется из стороны в сторону. А вот разворачивается свернутый в спираль цепкий хвост, которым он хватается за камень или водоросль. Недвижно поджидает конек, пока рядом не проплывет рачок или личинка рыбы, и он мгновенно засасывает их ртом. Но уж совсем удивительно то, что потомство коньков вынашивает не самка, а самец.

Сначала мать откладывает икринки в выводковую сумку отца, которая находится у основания его хвоста, а уж потом там происходит их оплодотворение и появляются молодые коньки. Потомство развивается 8—10 дней и выходит из сумки во время своеобразных «родовых схваток». Правда, на этом заботы родителя кончаются.

Жизненный цикл угрей долго оставался загадкой, и даже сейчас здесь много неясного. Хотя угри считались деликатесом еще в Древней Греции, до 1777 г. не удавалось поймать угря с икрой или молоками. Поэтому древние натуралисты не могли понять, как размножаются угри. Думали даже, что они получаются из дождевых червей или зарождаются из ила на дне водоемов. Яичники у угря были обнаружены в 1777 г. итальянцем Мондини, а семенники — почти через сто лет австрийским ученым Сирским. Только в 1897 г. итальянцы Грасси и Каландруччио установили, что стекловидно-прозрачные рыбки лептоцефалы, которых ранее выделяли в особый отряд, и есть личинки угрей. В 1920 г. было открыто место нереста угря.

К семейству лососевых относятся тихоокеанские лососи, например кета, горбуша, нерка, чавыча, и настоящие лососи: семга, кумжа, стальноголовый лосось и другие. Все это очень ценные промысловые рыбы. Здесь мы расскажем о настоящих лососях.

Лососи, как и угри, — проходные рыбы. Но мигрируют лососи в обратном порядке, их жизненный цикл напоминает в этом отношении жизненный цикл миног. Лосось рождается из икры, отложенной на дне больших рек или вблизи устьев их мелких притоков и омываемой холодной ключевой водой. Мальком он скатывается в море и большую часть жизни проводит в океанах, вдали от берегов. Когда наступает пора нереститься, лососи, особенно самцы, приобретают очень живописную окраску.

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru