Леса мира принято называть «лёгкими» планеты. Деревья выделяют кислород – тот химический элемент, который необходим нам для дыхания. Чем больше дерево, тем больше кислорода оно выделяет. Но бо́льшая часть пригодного для дыхания воздуха поступает не с суши. Его источник – Мировой океан. А самые важные производители кислорода – одни из самых крошечных организмов на Земле.
Воздух, которым мы дышим, на 78% состоит из азота и на 21% из кислорода. Остальное – гораздо менее распространенные газы, включая углекислый. Но так было не всегда. Еще 600 миллионов лет назад в атмосфере Земли было менее 5% кислорода. В основном это была смесь азота и углекислого газа. Наземные растения появились только 470 миллионов лет назад. Деревья не могли увеличивать количество кислорода в атмосфере. Так откуда же он взялся? Ответ прост: из океана.
Растения, водоросли и цианобактерии – все они вырабатывают кислород. И делают это посредством фотосинтеза. Используя энергию солнечного света, они превращают углекислый газ и воду в сахар и кислород. Сахар они употребляют в пищу, а некоторое количество кислорода выделяется в атмосферу.
Но кислород тоже расходуется. Большинство живых клеток используют его для выработки энергии в процессе, называемом клеточным дыханием. Когда организмы умирают, они разлагаются. При разложении также используется кислород. Бо́льшая часть производимого кислорода расходуется в результате этих двух процессов.
На протяжении миллионов лет крошечные одноклеточные водоросли и цианобактерии выделяли кислород. Бо́льшая его часть израсходовалась при дыхании или разложении. Но некоторые из этих мертвых организмов не разложились. Они погрузились глубоко в океан и осели на дне. Это оставило немного «лишнего» кислорода. Вместо того чтобы израсходоваться, он остался в воздухе.
Таким образом, океаны медленно накапливали кислород в нашей атмосфере. В то же время они уменьшили количество углекислого газа. (Помните, что при фотосинтез расходуется углекислый газ?)
Сегодня этот процесс продолжается. Теперь мы знаем, что более половины кислорода на планете поступает из океана. Не из всего океана – а только из верхних 200 метров или около того. Примерно на такую глубину может проникнуть солнечный свет через воду, обеспечивая фотосинтез. В этой фотической зоне мы находим все виды фотосинтезирующих организмов.
Некоторые водоросли, такие как ламинария, растут высокими нитями, похожими на настоящие растения. Но большинство водорослей существуют в виде отдельных клеток, составляющих то, что мы называем фитопланктоном. (Фито означает «подобный растениям». Планктон – это крошечные организмы, которые плавают в воде.)
Диатомовые водоросли – это одноклеточные водоросли, которые строят дома, похожие на стекло. Ученые подсчитали, что кислород в одном из каждых пяти вдохов, которые мы делаем, поступает именно от диатомовых водорослей.
Еще более крошечные организмы играет столь же большую роль. Бактерии прохлорококка настолько малы, что около 20 000 из них помещаются в одной капле морской воды. Они обитают на обширной территории Мирового океана. Всего существует где-то около 3 миллиардов миллиардов миллиардов клеток прохлорококка. Вместе они производят от 5 до 10% кислорода, которым мы дышим.
Хотя деревья в лесах (а также болотная растительность) являются важными производителями кислорода, они не единственные. В следующий раз, когда вы подумаете о «легких» Земли, представьте себе безбрежный океан.
- Изображения из открытого доступа (CC BY). Текст распространяется по лицензии CC Attribution (CC BY). Кому надо, пользуйтесь на здоровье, но не забывайте делать на нас ссылку!
- Не забудьте подписаться на «Аква-Космос» теперь и в Telegram. Там мы иногда пишем и даем картинки того, о чём нельзя писать и чего нельзя показывать здесь, на Дзене.