paleoforum.ru

Вот еще хотел спросить: в следовавшем сразу фильме ВВС утверждалось, что в карбоне в атмосфере было не 21, а 35 % кислорода в атмосфере, поэтому, мол, и насекомые тогда вымахивали до огромных размеров - насколько это (35 %) вообще обоснованно? Вроде всегда представлял себе карбон теплой, душной и влажной теплицей, с большим количеством СО2 и малым кислорода, а тут аж 35! Кислород в плане парниковости/антипарниковости влияние на температуру и климат имеет? Или для этого имеет значение только количество СО2, а количество кислорода без разницы?

Цитата: Ren от апреля 27, 2012, 13:00:31
Вот еще хотел спросить: в следовавшем сразу фильме ВВС утверждалось, что в карбоне в атмосфере было не 21, а 35 % кислорода в атмосфере, поэтому, мол, и насекомые тогда вымахивали до огромных размеров - насколько это (35 %) вообще обоснованно? Вроде всегда представлял себе карбон теплой, душной и влажной теплицей, с большим количеством СО2 и малым кислорода, а тут аж 35! Кислород в плане парниковости/антипарниковости влияние на температуру и климат имеет? Или для этого имеет значение только количество СО2, а количество кислорода без разницы?

Heinrich D Holland. The oxygenation of the atmosphere and oceans. Phil. Trans. R. Soc. B 2006 361, 903-915
http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/361/1470/903.full.pdf

Там есть отсылка на книгу Бернера

Berner, R. A. 2004 The Phanerozoic carbon cycle: CO2 and O2. Oxford, UK: Oxford University Press.

где действительно концентрация кислорода на границе карбон-пермь оценивается в 35%.

Правда, если по разным работам взять диапазон значений, получится 20—35% (график приведён там же)

P.S. Парниковый эффект даёт любой газ, но углекислота, водяной пар, метан в гораздо большей степени, чем кислород и азот. Справедливости ради, озон тоже очень мощный парниковый газ.

P.P.S. Все самые большие животные и растения, когда-либо жившие на земле, живут в настоящее время. ПМЛМ, большие размеры тогдашних животных не обязательно были обусловлены высоким содержанием кислорода.

Спасибо, AdmiralHood, только я, к сожалению, по аглицки не чтец, не жнец и не игрец.
Странно только, если действительно 35 % было, как тогда такие огромные массивы угля в те времена образовывались? Для угля ведь, насколько понимаю, бескислородная или обедненная им среда нужна. Понятно, что угли не на открытом воздухе образовывались, а на всяких болотах-торфянниках, но при такой концентрации кислорода в атмосфере, думаю, и болота им, кислородом, должны, наверно, были быть насыщены по уши. Или его высокая концентрация в атмосфере не означает соответствующей концентрации в других взаимодействующих средах - воде, почве?

Цитата: Ren от апреля 27, 2012, 13:00:31
Кислород в плане парниковости/антипарниковости влияние на температуру и климат имеет? Или для этого имеет значение только количество СО2, а количество кислорода без разницы?

Кислород прозрачен для инфракрасной радиации, идущей от поверхности Земли, и наоборот, его молекулы могут захватывать лучи в некотором диапазоне, идущие от Солнца.  Газы, имеющие многоатомную структуру, захватывают и испускают инфракрасные лучи и как бы считаются "парниковыми". Однако, СО2 имеет диапазон захвата/испускания в основном совпадающий с таковыми у водяного пара, концентрация которого в атмосфере на порядки выше, и практически не влияет на "парниковость" атмосферы. Тем более, что даже его нынешняя мизерная концентрация фактически перекрывает те небольшие "окна", которые не закрывает водяной пар.



Кстати, тот самый углекислый газ в некоторых диапазонах (например, около 2 мкм) вполне может захватывать и солнечные лучи, и  может также называться... антипарниковым. Даже водяной пар можно назвать "антипарниковым", так как захватывает и испускает во всех направлениях (в том числе и в космос) приходящую от светила энергию, что видно из рисунка

Цитата: Ren от апреля 27, 2012, 15:42:03
Спасибо, AdmiralHood, только я, к сожалению, по аглицки не чтец, не жнец и не игрец.
Странно только, если действительно 35 % было, как тогда такие огромные массивы угля в те времена образовывались? Для угля ведь, насколько понимаю, бескислородная или обедненная им среда нужна. Понятно, что угли не на открытом воздухе образовывались, а на всяких болотах-торфянниках, но при такой концентрации кислорода в атмосфере, думаю, и болота им, кислородом, должны, наверно, были быть насыщены по уши. Или его высокая концентрация в атмосфере не означает соответствующей концентрации в других взаимодействующих средах - воде, почве?

В море вся фотосинтезирующая мелюзга находится в верхних 100-200 м от поверхности. Там же, соответственно, максимальная концентрация кислорода. Ближе к дну концентрация кислорода и биомасса уменьшается. И вся отмершая органика, которая сыплется сверху, разлагается очень медленно. Скажем, труп кита может лежать на дне десятилетиями. Думаю, примерно так и образовывалось всякое ископаемое топливо - неразложившаяся органика накрывалась неорганическими осадками и так вперемежку оказывалась на большой глубине.

Между прочим, большая масса захороненной органики есть условие наличия в воздухе большого количества кислорода.

Ну угли формируются в основном на суше, хотя логика именно такая, изоляция органики её собственной массой, водой в субстрате, неорганическими осадками.

Насчёт крупнейших животных и растений. Растения- похоже да, ну как появились секвойи с эвкалиптами, мезозой-кайнозой.
Животные- ну как, синий кит несколько крупнее всех известных, но он морской товарищ, а на суше динозавров никто не переплюнул. В море тоже были животные вполне китового размера, акулы, мезозой-кайнозой.
Правда для содержания кислорода это не важно, гемоглобин помогает животным иметь хоть какие размеры, а чем крупнее животное, тем меньше у него уровень обмена веществ, тем меньше ему удельно нужно кислорода.
А лёгкие у китов даже уменьшены, если не ошибаюсь.
Для содержания кислорода показательны размеры членистоногих и то не всех, у некоторых ведь гемоглобин есть.
Насекомые и паукообразные видимо очень показательны, многоножки тоже были очень большие в каменноугольное время.
Для них важно содержание кислорода потому, что они дышат трахеями, для такого способа важна разность парциального давления кислорода снаружи и внутри. Чем разность выше, тем при том же объёме трахей можно иметь бОльшие размеры тела.
Но разность давлений можно повысить в целом только повышая концентрацию кислорода в воздухе. Раз насекомые были крупными, значит было много кислорода, иначе, например, стрекозы с метровыми крыльями не смогли бы летать, для полёта требуется довольно много энергии, значит и кислорода, но при привычном содержании кислорода в воздухе такое количество кислорода доставить в тело насекомого может только очень обширная система трахей, куда тогда мышцы поместить?

Еще я не очень понял, когда там рассказывали про членистоногих-первопроходцев суши, - как эволюционно мог выглядеть у них переход от жаберного к трахейному дыханию? Были ведь наверно какие-то переходные формы, но какие? И с жабрами, и с трахеями? Или с жабрами-трахеями (в воде как жабры, в воздухе как трахеи - или это физиологически невозможно?)

Цитата: алексаннндр от апреля 27, 2012, 22:58:19
Для содержания кислорода показательны размеры членистоногих и то не всех, у некоторых ведь гемоглобин есть.
Насекомые и паукообразные видимо очень показательны, многоножки тоже были очень большие в каменноугольное время.
Для них важно содержание кислорода потому, что они дышат трахеями, для такого способа важна разность парциального давления кислорода снаружи и внутри. Чем разность выше, тем при том же объёме трахей можно иметь бОльшие размеры тела.
Но разность давлений можно повысить в целом только повышая концентрацию кислорода в воздухе. Раз насекомые были крупными, значит было много кислорода, иначе, например, стрекозы с метровыми крыльями не смогли бы летать, для полёта требуется довольно много энергии, значит и кислорода, но при привычном содержании кислорода в воздухе такое количество кислорода доставить в тело насекомого может только очень обширная система трахей, куда тогда мышцы поместить?

В принципе, то, что вы говорите, правильно, но есть несколько «но». Во-первых, с точки зрения дыхания через трахеи важна не длина насекомого (обычно акцентируют внимание на то, что длина стрекоз была порядка метра), а наибольшее расстояние от внутренней точки тела до поверхности. То есть, грубо говоря, диаметр тушки в наиболее широкой части. У самого крупного современного жука диаметр тушки примерно 8 см. Думаю, и у гигантских стрекоз эта величина была того же порядка.

Далее, многое зависит от сечения трахеи. Больший диаметр трахеи позволит без всякого дополнительного давления снабдить кислородом тушку большего размера.

Наконец, в качестве экзотики можно снабдить трахеи каким-то механизмом прокачки.

Я больше акценты на крыльях встречал , это мелочи конечно, а это интересно. Какой диаметр у стрекозы с размахом крыльев в девяносто сантиметров, они же найдены, отпечатки, действительно, всё про линейные размеры, а ведь те же трахеи, они же наверняка могут сохраняться, они же сравнительно плотные по сравнению с прочими органами насекомного тела.
Всё-таки стрекоза покрупнее, потяжелее, что самое главное, чем жуки-геркулесы или кто там, жук-титан ещё мощный, увеличение диаметра трахей увеличивает их относительный объём в теле, а хотелось бы вообще этот объём уменьшить для крупных трахейщиков, именно им критичнее всего расположение мышц в теле. Тем более для жуков полёт- это в общем просто удобное средство перемещения, жуку достаточно взлететь и лететь туда, куда ему требуется. Стрекозы были активными хищниками, которые вели охоту в полёте, а это бОльшие нагрузки, большее потребление кислорода. Прокачка- вроде как её даже осуществляют современные насекомые, сжимают брюшко время от времени, почему это не развилось для принципиального укрупнения, может быть в другом варианте, воздушные мешки, сжимающиеся теми же летательными мышцами, такая вентиляция может быть, уменьшать придётся.
Прошу прощения, это конечно невтемно здесь.

Посмотрел в «Основах палеонтологии». Забавно. Оказывается стрекозки-то в основном были не больше нонешних. Была только пара семейств, где они  достигали изрядных размеров (длина крыла в максимуме от 25 до 44 см). Что интересно, рисуют только крылья и кое-где придатки, всё остальное покрыто туманом.

мне кажется тут другая причина, гиганские размеры это тоже своего рода специализация и в случае резкой смены климата в первую очередь гибнут именно специализированные формы, а в кайнозое новые насекомые-гиганты не появились, поскольку их нишу уже заняли птицы. А гигантизм это всегда передний край адаптивности, там особенно жестко идёт отбор и конкурентная борьба соответственно. Сейчас кстати тоже всё больше гиганты вымирают во всех группах животных.

Эта штуковина наверняка очень сильно работает, но гигантские насекомые, вообще крупные наземные членистоногие, вымерли сильно заранее перед появлением позвоночных конкурентов, которые конечно выиграли бы у насекомых-летунов, например, бой за воздух, крупнейшие летуны насекомых это мелкий и средний размер летунов позвоночных, самые крупные насекомые являются средлднемелочью для позвоночных.
Для насекомых это крайний размер, и все сопутствующие этому трудности, а для позвоночных это самый пик возможностей, сочетающий все преимущества.
С наземными уже посмотреть, и сейчас есть пальмовый вор, полусухопутный рак-отшельник, наверняка на него есть управа, но он живёт, и ничего.
При изменениях климата всё равно остаётся обязательно зона с комфортными для спецов условиями, она изменяется по форме, перемещается географически, как раз для крылатых членистоногих это небольшая проблема.

Впрочем, я ни на чём не настаиваю.

А как у таких меганевр с центральной нервной системой (мозгами/ганглиями) могло обстоять дело? Мозговитей нынешних насекомых должны были быть или, если сумели в воздух подняться, там уже без разницы - 5 г или 5 кг поднимать? А у нынешних насекомых-летунов по сравнению с ползающими прогресс в этом плане какой-нибудь есть? Все-таки полет - движение гораздо более сложное, точности и координации высокой требует

Если о насекомых-гигантах - то тут можно еще подумать об эффективности работы трахейной системы при больших размерах в атмосфере с разным содержанием O₂ и H₂0.

Цитата: PVOzerski от апреля 29, 2012, 00:48:35
Если о насекомых-гигантах - то тут можно еще подумать об эффективности работы трахейной системы при больших размерах в атмосфере с разным содержанием O₂ и H₂0.

Нельзя недооценивать адаптивные возможности живых организмов, а уж членистоногие в этом мастера, похлеще хордовых. Трахеи могут расширяться, могут ветвиться, может повышаться интенсивность метаболизма, да там много путей, был бы ресурс, а жизнь всегда найдёт выход. Нет, тут в другом надо искать решение, а именно, в чём было принципиальное ограничение, если оно было вообще