Связанный контент
- Полнолуние может притупить ослепление метеорного потока Геминидов этого года, но вы все еще можете мельком увидеть
- Самая большая за последние 68 лет «Супермун» оставит вас «сумасшедшим»
- Фотографии редкой сходимости суперлун / лунное затмение не разочаровывают
Однажды ноябрьской ночью каждый год под полной луной более 130 видов кораллов одновременно появляются на Большом Барьерном рифе в Австралии. Некоторые кораллы извергают сперматозоиды, тлеющие как подводные вулканы. Другие производят яйца. Но большинство из них высвобождают как яйца, так и сперму, упакованные в круглые плавучие пучки размером с перец горошком и покрасневшие в оттенки розового, оранжевого и желтого.
Сначала посылки ждут в устах кораллов. Затем в ошеломляющем унисоне многочисленные кораллы теряют свои семена, которые на мгновение парят над их родителями, сохраняя форму рифа в шипучем эхо. Постепенно пучки уходят в небо.
Впервые морской биолог Орен Леви стал свидетелем этого явления, в 2005 году он находился недалеко от острова Херон, у восточного побережья Австралии. Рыба, морские черви и различные хищные беспозвоночные проносились по воде, питаясь коралловым конфетти, которое в огромных количествах медленно поднималось с рифа. «Как будто весь океан просыпается», - говорит Леви, который сейчас возглавляет исследовательскую группу по морской экологии в университете Бар-Илан в Израиле. «Вы можете смотреть видео, вы можете слышать об этом, но как только вы окажетесь посреди самой большой оргии на этой планете, больше ничего подобного».
Кораллы продолжают размножаться на Большом Барьерном рифе сегодня, хотя участки, которые избежали разрушительного воздействия изменения климата, быстро сокращаются. Плавая около поверхности моря той незабываемой ночью 12 лет назад, Леви встретил плотные розовые маты, накапливающие яйца и сперму. Там, залитые лунным светом, гаметы из разных колоний начали сливаться и образовывать свободно плавающих личинок, которые в конечном итоге оседают на дне моря, зародышах и строят новые коралловые цитадели - процесс, который сейчас более важен, чем когда-либо.
Луна - не единственный признак окружающей среды, который используют кораллы для достижения сексуальной синхронности в таких огромных масштабах; температура воды и продолжительность дня также имеют значение. Все же присутствие луны, кажется, имеет решающее значение. Если небо слишком облачное, а луна затенена, кораллы часто не появляются. Иногда они задерживаются до следующего полнолуния. В ходе своих исследований Леви и его коллеги обнаружили, что не только у кораллов есть светочувствительные нейроны, настроенные на тусклые синие волны лунного света, но также есть гены, которые изменяют уровень своей активности синхронно с растущей и убывающей луной, регулируя воспроизведение.
Ученые веками знали, что Луна изменяет экосистемы Земли посредством гравитации. Вращаясь вокруг нашей планеты, искривляя пространство-время, Луна способствует сложному искривлению океанов, создавая двойные выпуклости, которые мы называем приливами. В свою очередь, ежедневный брак и разделение суши и моря трансформируют топографию домов многочисленных видов и доступ к продовольствию, жилью и друг другу.
Луна также стабилизирует климат Земли. Земля не имеет идеальной осанки; он наклонен вдоль своей полярной оси, окружая солнце под углом около 23 градусов. Луна действует как якорь, предотвращая изменение осевого наклона Земли более чем на градус или два. Без Луны наша планета, вероятно, будет колебаться, как дрейдел, наклоняясь на 10 градусов каждые 10 000 лет и, возможно, колебаться в глобальном климате между ледниковыми периодами и адской жарой, подобной которой ни один вид никогда не переносил.
Однако становится все более очевидным, что луна также влияет на жизнь более удивительным и тонким образом: своим светом. Большинство организмов обладают множеством генетически закодированных биологических часов, которые координируют внутреннюю физиологию и предвосхищают ритмические изменения в окружающей среде. Эти часы заводятся под воздействием различных факторов окружающей среды, известных как дух времени, таких как свет и температура.
Солнечный свет - самый изученный дух времени, но оказывается, что для многих водных существ лунный свет так же важен. В последние несколько лет ученые возродили давно забытое любопытство о способности Луны управлять жизнью, возродив исследования тайных лунных часов биологии.
Кораллы, как эти мелкие кораллы Стагхорна на Большом Барьерном рифе, собираются на нерест в полнолуние. (Андре Силе / Алами) В древности влияние Луны на земную жизнь было интуитивно - и прославлялось. Наши предки почитали луну как равную солнцу, динамическую характеристику времени и мощный источник плодородия.
«Время сначала считалось лунным светом, и каждая важная церемония проходила на определенной фазе луны», - писал английский классицист Роберт Грейвз в « Греческих мифах» . 25 000-летняя резная известь, обнаруженная в каменном убежище во Франции, изображает беременную женщину с рогом бизона с полумесяцем луны и 13 маленькими насечками - возможное прохождение репродуктивного и лунного циклов. И некоторые ранние мезоамериканские культуры, казалось, полагали, что лунное божество контролировало сексуальность, рост, осадки и созревание культур.
В более поздние времена значение Луны для существ Земли затмевалось великим солнечным двигателем жизни. Солнце очень яркое, ощутимо жаркое, смелое и непроницаемое; наш верный спутник на протяжении многих наших часов бодрствования. Луна спектральна и неуловима; мы обычно ловим это в проблесках, в частичном профиле, пятне белого в темноте или сверкающих скобках.
Солнечный свет запекает почву, сгибает головки цветов, тянет воду из морей. Кажется, что лунный свет просто спускается, достойный посетить нас на вечер. Мы по-прежнему воспринимаем солнце как великого поставщика - печь фотосинтеза - но луна стала больше похожа на освещение настроения для мистического и оккультного; скорее символ духовного мира, чем нашего. «Что-то не дает покоя в свете луны; в нем вся бесстрастность бесплотной души и что-то от ее непостижимой тайны », - писал Джозеф Конрад в« Лорде Джиме » . Огромная власть Солнца над Землей и ее созданиями - научный факт; наделить Луну равной силой - значит принять сказки и истории о призраках.
Возможно, имея в виду такие предубеждения, ученые в последние несколько десятилетий гораздо больше интересовались отношениями земной жизни с солнцем, чем его потенциальным взаимодействием с луной. Это несоответствие расширилось примерно в 1970-х и 80-х годах с открытием циркадных часов - синхронизированных с солнцем сетей генов, белков и нейронов - у мух, грызунов и других лабораторных животных. Но сама природа была гораздо более беспристрастной, особенно в океанах, где жизнь впервые возникла. Многочисленные морские существа также движутся во времени с серебряным ночным маятником.
**********
Часто лунный свет - независимо от приливов - сигнализирует о начале репродуктивного марафона. Синхронизируя эти оргии с определенными фазами луны - одной из самых выдающихся и надежных записей времени в природе - животные увеличивают свои шансы найти себе пару и сокрушить оппортунистических хищников с помощью их численности.
Во время определенных фаз луны крабы сесарма в Японии коллективно бегают по горным склонам к рекам, текущим по морю, где они выпускают свои яйца и сперму. Ежегодная миграция крабов на Острове Рождества, которые багрово-красными волнами переходят из леса в море, чтобы спариться и откладывать яйца, также, по-видимому, связана с интенсивностью смещения лунного света. Лунный свет даже обостряет остроту зрения подковообразных крабов, которые в определенные ночи выходят на берег для спаривания. Аналогичным образом, исследования показывают, что свечение Луны является одним из факторов, запускающих окружающую среду для синхронного нереста у тропических рыб-кроликов. Лунный свет, вероятно, увеличивает выработку гормона гонадотропина у этих рыб, что способствует созреванию гамет.
Кальмары бобтейла содержат биолюминесцентные бактерии в своих тканях. При взгляде снизу светящиеся головоногие имитируют луну. (FLPA / Alamy) В 2013 году нейробиолог Кристин Тессмар-Райбл и ее коллеги опубликовали некоторые из наиболее убедительных доказательств молекулярных лунных часов в океаническом существе. Они изучили морского щетинистого червя Platynereis dumerilii, который выглядит как янтарная сороконожка с крошечными крылатыми веслами по всей длине тела. В дикой природе, щетинистый червь обитает на водорослях и камнях, вращая шелковые трубки для укрытия.
Читая исследования 1950-х и 60-х годов, Тессмар-Райбл узнала, что некоторые популяции диких щетинных червей достигают максимальной половой зрелости сразу после новолуния, плавая на поверхности океана и кружась в кругах в виде кружащегося дервишского брачного танца. Исследования показали, что изменение уровня лунного света организовало этот брачный ритуал. «Сначала я думал, что это действительно сумасшествие с точки зрения биологии, - говорит Тессмар-Рэйбл, которая отмечает, что она выросла далеко от океана, - но потом я начал говорить с коллегами по морской биологии и понял, что это может быть не так. редкость «.
Чтобы узнать больше, Тессмар-Рэйбл и ее коллеги держали щетинных червей в пластиковых коробках, кормили их шпинатом и рыбой, а также имитировали типичные и отклоняющиеся лунные циклы с помощью набора стандартных лампочек и светодиодов. Черви, растущие в вечном свете или в совершенно безлунных циклах дня и ночи, никогда не проявляли репродуктивных ритмов. Но черви, выращенные с периодическим ночным освещением, синхронизировали свои нерестовые ритуалы с фазами их искусственной луны.
Как указывалось в более ранних исследованиях, Тессмар-Рейбл обнаружил светочувствительные нейроны в переднем мозге червей. И генетическое секвенирование показало, что у щетинистого червя есть свои собственные версии основных молекулярных генов часов, найденных у наземных насекомых и позвоночных. Вывод Тессмар-Райбл состоит в том, что у червей есть надежные лунные часы, аналогичные более знакомым циркадным часам, синхронизируемым с солнцем. «Это эндогенный генератор», - говорит она. «Что-то в теле сохраняет память об этих ночных освещениях».
В подобных исследованиях Орен Леви и его коллеги собирали кусочки живых кораллов с рифа острова Херон и помещали их в большие открытые аквариумы, некоторые из которых подвергались воздействию солнечного света и лунного света, некоторые затенены ночью, чтобы блокировать весь лунный свет, а некоторые подвергаются воздействию тусклый искусственный свет от заката до полуночи, а затем хранить в темноте до восхода солнца. Каждый день в течение восьми дней до предполагаемой ночи массового нереста исследователи собирали кусочки кораллов из разных аквариумов и анализировали активность их генов.
Кораллы в естественных условиях порождали, как и предполагалось, и экспрессировали множество генов только во время или непосредственно перед выпуском своих гамет. Кораллы, подвергшиеся искусственному свету и лишенные лунного света, проявляли аномальную экспрессию генов и не могли высвободить свои гаметы.
Подковообразные крабы, нерестящиеся около острова Харбор к полнолунию. (National Geographic Creative / Alamy) Для других видов лунный свет важнее навигационного сигнала, чем афродизиака.
Мигрирующий кета-лосось плавает быстрее и на меньшей глубине во время полной луны, вероятно потому, что он использует его свет в качестве путеводной звезды. Альбатросы и полосатые буревестники часто летают чаще и в течение более длительных периодов времени при полной луне, возможно, потому, что они могут путешествовать дальше с повышенной остротой зрения, или чтобы избежать притаившихся океанских хищников, чье зрение улучшается при лунной воде. Кажется, что новорожденные рыбы-кролики зависят от фазы луны в достижении безопасности: в день до или во время новолуния, когда море самое темное, мальки рыб-кроликов, рожденные в открытом море, массово мигрируют в гавань коралловых рифов.
Даже планктон движется по-другому под луной. Каждый день в океанах по всему миру планктон опускается на большую глубину и снова поднимается ночью, что, скорее всего, поможет избежать хищничества и питания в более мелких водах под покровом темноты. Ученые до сих пор не уверены, что движет этим ежедневным ритмом, но биохимические часы, синхронизированные с солнцем, являются одной из основных гипотез. Однако в течение арктической зимы солнечный свет никогда не достигает некоторых районов океана. Недавнее исследование предполагает, что планктон, живущий в этом холодном непрерывном сумерке, полагается вместо этого на луну.
Некоторые животные не просто меняются под луной; они превращаются в луну. В течение дня кальмары-бобтейлы - крапчатые головоногие размером с арахис, относящиеся к каракатице - закапывают себя в песок, чтобы отдохнуть и спрятаться от хищников. Ночью они появляются, чтобы питаться креветками и червями. Оставив морское дно и подвергнув себя потенциальной опасности, крошечные моллюски скрывают себя в совершенно другом виде камуфляжа.
Кальмар бобтейла превратился в один из самых волшебных симбиозов на планете. Биолюминесцентные бактерии живут в складках камерного мешка в мантии кальмара, генерируя свет, который проливается с нижней стороны кальмара. Линза и цветной фильтр, прикрепленные к этому внутреннему фонарю, известному как орган света, модулируют микробное свечение, имитируя свет луны и звезд, проникающих сквозь воду. Таким образом, кальмары-бобтейлы стирают собственную тень. Вместо того, чтобы видеть заметный силуэт в форме кальмара, любой хищник, смотрящий снизу, видит только больше залитого лунным светом моря. Несколько других видов, включая глубоководных рыб, ракообразных и настоящих кальмаров, используют аналогичные стратегии противодействия освещению.
Луна всегда была одновременно чужой и знакомой, разочаровывающе далекой, но дразнящей интимной. Это ближайший к нам инопланетный мир, так близко мы считаем его «нашим» - нашим спутником, подверженным нашей гравитации. И все же на протяжении большей части человеческой истории Луна была в принципе недоступна, считалась эфирным диском за пределами нашего царства.
История наших отношений с Луной - это история ликвидации этого разрыва. 30 ноября 1609 года Галилей посмотрел на Луну через свой телескоп и пришел к выводу, что ее поверхность не была «равномерно гладкой и совершенно сферической, как утверждают бесчисленные философы об этом и других небесных телах, а скорее неровной, шероховатой и полной затонувшие и возвышенные области, такие как долины и горы, которые покрывают Землю ». Почти четыре столетия спустя мы приземлились на Луну и вышли из космического корабля на его пересеченную местность. Теперь любой, у кого есть доступ к Интернету, может изучить виртуальное факсимильное изображение лунного пейзажа благодаря Google.
Чем больше мы узнали о Земле и Луне, тем ближе они казались. С самого начала жизни на этой планете луна - это зацикленное зеркало солнца - никогда не касаясь нас, не генерируя собственный свет или тепло, глубоко формировала ритмы Земли и ее коллективных форм жизни. Луна, наша серебряная сестра, всегда была здесь, с нами, в наших морях, в наших глазах, записанных в самой ДНК планеты.
Связанные истории из журнала Hakai:
- Жизнь суетится в долгой арктической ночи
- Это действительно мелочи жизни
- Тайная история биолюминесценции
