Знание-сила, 2004 № 08 (926)

Еще одно открытие: посредине хребта выявлен участок длиной 300 километров, где лава вообще не изливается из недр. Исследование показало, что здесь — такого нет нигде на планете! — участок мантии выходит на поверхность Земли. Его не скрывает оболочка из магматических пород.

"Все идет к тому, что надо бурить в Арктике", — говорят участники экспедиции. Обычно мантия Земли недоступна для исследователей; здесь же она буквально выставлена на обозрение. Впрочем, буровые работы в Арктике затруднены. Для их проведения потребуется несколько ледоколов, которые будут отгонять льды от бурильной установки.

Рядом с действующими вулканами обнаружено и множество гидротермальных источников. Похоже, что в районе хребта Гаккеля таких источников больше, чем вдоль "самого быстрого" в мире океанического хребта, что лежит в восточной части Тихого океана, — здесь плиты дрейфуют в десять раз быстрее, чем в Арктике.

Под полярными льдами найдено также 12 "черных курильщиков". Подобные объекты появляются там, где есть вулканическое тепло и глубокие расщелины, куда проникает морская вода. Снаружи, на поверхности хребта Гаккеля, достаточно холодно, зато расщелины в океаническом дне здесь, очевидно, встречаются.

В этом году немецкие географы планируют продолжить исследование хребта Гаккеля.

Адреса в Интернете:

Экспедиция "Атоге": www.awibremerhaven.de/GPH/arnore2001/amore_indexl.html www.nsf.gov/od/lpa/news/03/pro367.htm

Гидротермальные источники: www.g-o.de/homeo4dn.htm

Тектоника плит: www.solarviews.com/germ/eaithint.htm www.geologieinfo.de/plattentektonik/

Михаил Вартбург

Почему динозавры были такими большими?

Почему слон — самое большое сухопутное существо?

Чем определяются размеры, которых достигают самые большие животные?

Этим, на первый взгляд "детским", вопросам посвящена недавняя серьезная научная работа группы биологов под руководством Дж. Барнесса, опубликованная в американском журнале "Доклады Национальной академии наук". Барнесе, Даймонд и Фланнери собрали огромный эмпирический материал, анализ которого позволил им показать, что условием существования очень больших животных является наличие больших массивов суши (континентов), а среди больших животных самыми большими являются травоядные. Среди травоядных же самыми большими должны быть холоднокровные. (Последнее утверждение может показаться противоречащим случаю слона, но подождем с недоумениями.) Барнесе и его коллеги проанализировали данные о самых больших позвоночных животных, травоядных и хищниках, по 30 континентам и крупным островам земного шара, начиная с ныне существующих и до тех, которые вымерли в течение последних 65 тысяч лет. Этот анализ привел к следующим результатам. Все травоядные (как теплокровные, так и холоднокровные) всегда больше, чем плотоядные, — как сегодня, так и в недавнем прошлом. И самые большие холоднокровные животные, как правило, больше самых больших плотоядных.

Чем это объясняется? Начнем с первого факта. Хищник потребляет более богатую энергией пищу. В этом плане он "выше" по эволюционной лестнице. Но на каждом ограниченном участке площади общее количество доступной потреблению энергии ограничено, и, как показывают давно накопленные экологией данные, с каждым шагом по эволюционной лестнице количество ее уменьшается почти на 90 процентов. Поэтому самый крупный хищник неизбежно должен быть на порядок меньше самого крупного травоядного животного. Слон больше льва.

Уже эти соображения показывают, что размеры животных определяются площадью суши, на которой они живут. Эта же площадь ограничивает численность животных каждого вида. Барнесе и его коллеги подтвердили правильность ранее сформулированного в экологии закона, по которому максимальный размер каждой данной группы позвоночных животных, живущей на данном участке суши (континенте или острове), пропорционален площади этого участка А в степени X, и рассчитали, что X в этой формуле равен примерно 0,5, а коэффициент пропорциональности различен для теплокровных травоядных и хищников, а также для холоднокровных травоядных и хищников.

Итак, размеры суши ограничивают численность животных данного вида. Этот факт можно назвать "экологической емкостью" данной площади. Существование такой предельной емкости вызвано тем, что каждое живое существо требует некой минимальной площади для питания и размножения. Большой организм требует большей площади. Из этих соображений в экологии был выведен еще один закон, согласно которому минимальная площадь необходимого данному животному участка суши (Н) пропорциональна размерам этого животного (М) в степени Z. Два этих экологических закона связаны через одну и ту же величину М (размеры тела), что позволяет вычислить, что X обратно пропорционально Z. Если X равно 0,5, то Z должно составлять примерно 2. Иными словами, животное вдвое больших размеров нуждается для пропитания и размножения во вчетверо большей площади. Но это как раз и означает, что самые большие по размерам животные нуждаются в самых больших доступных площадях.

Вот почему слоны являются прирожденными обитателями материков, а не островов.

Весь тот огромный эмпирический материал, который собрали Барнесе и его коллеги, подтвердил справедливость обоих этих законов. И тогда авторы поставили вопрос: можно ли перенести эти законы также на динозавров? В отношении динозавров давно существует спор — были они теплокровными или холоднокровными. Если предположить, что динозавры тоже были теплокровными, то возникает противоречие. Как показали Барнесе и его коллеги, данные о самых крупных динозаврах согласуются с общим соотношением: травоядные больше плотоядных, но не согласуются с законом: "Размер тела пропорционален размерам материка проживания, возведенным в степень 0,5". Самые крупные (из найденных) динозавры жили 100 миллионов лет назад в Южной Америке. Самый большой из них, травоядный Аргентинозавр, весил 73 тонны. Самый большой из плотоядных южноамериканских динозавров,

Гигантозавр, весил 9 тонн, то есть, действительно, на порядок меньше своего травоядного собрата. Но обе эти цифры на два порядка выше того, что должно получиться для теплокровных животных согласно формуле первого экологического закона (М пропорционально А в степени 0,5), если подставить в нее площадь южноамериканского материка и коэффициенты пропорциональности, характерные для теплокровных травоядных и хищников.