История морской биологии

HMS Challenger во время пионерской экспедиции 1872–76 гг.

Морская биология — это гибридный предмет, который сочетает в себе аспекты функционирования организма, экологического взаимодействия и изучение морского биоразнообразия. Самые ранние исследования морской биологии восходят к финикийцам и грекам , которые известны как первые исследователи океанов и их состава. Первые зафиксированные наблюдения над распространением и повадками морских обитателей были сделаны Аристотелем ( 384–322 до н. э.).

Наблюдения, сделанные в ходе самых ранних исследований морской биологии, дали толчок последовавшей за этим эпохе открытий и исследований. За это время был получен огромный объем знаний о жизни, существующей в океанах. Среди людей, внесших значительный вклад в этот пул знаний, — капитан Джеймс Кук (1728–1779), Чарльз Дарвин (1809–1882) и Уивилл Томсон (1830–1882).

Эти люди принимали участие в некоторых из наиболее известных экспедиций всех времен, внося фундаментальный вклад в морскую биологию. Эта эпоха имела важное значение для истории морской биологии, но натуралисты все еще были ограничены доступными технологиями, которые ограничивали их способность эффективно обнаруживать и точно исследовать виды, населявшие глубокие части океана.

Последующее создание морских лабораторий стало еще одним важным событием, поскольку у морских ученых теперь было место для проведения исследований и обработки образцов, полученных в экспедициях. Технологические достижения, такие как звуковая дальнометрия, снаряжение для подводного плавания, подводные аппараты и аппараты с дистанционным управлением, постепенно облегчили изучение глубин океана. Это позволило морским биологам исследовать глубины, которые люди раньше считали никогда не существовавшими.

Раннее исследование морских глубин

Модель греческой лодки.

Финикийцы и греки

Историю морской биологии можно проследить еще в 1200 году до нашей эры, когда финикийцы и греки начали океанские путешествия, используя небесную навигацию. Финикийцы и греки были одними из первых известных исследователей, покинувших свои местные поселения, граничащие со Средиземным морем . они отправились за пределы Средиземноморья в Атлантический океан Благодаря своим знаниям о приливах, течениях и сезонных изменениях . Лишь намного позже, около 450 г. до н. э., начали фиксироваться наблюдения за природными явлениями, связанными с океанами. Геродот (484–425 до н.э.) писал о регулярных приливах в Персидском заливе , отложении ила в дельте Нила и впервые использовал термин «Атлантика» для описания западных морей. Именно в это время были сделаны многие из первых наблюдений за составом океанов.

В шестом веке до нашей эры греческий философ Ксенофан (570–475 до н.э.) признал, что некоторые ископаемые раковины были остатками моллюсков. Он использовал это, чтобы доказать, что то, что в то время было сушей, когда-то находилось под водой. Это был важный шаг на пути перехода от простого изложения идеи к ее подтверждению фактами и наблюдениями.

В четвертом веке до нашей эры Аристотель дал точные описания эмбриологического развития гончей акулы Mustelus mustelus .

Позже, в четвертом веке до нашей эры, другой греческий философ Аристотель (384–322 до н.э.) положил начало традиции натурфилософии и повлиял на начало морской биологии своими ранними наблюдениями о морской жизни. Аристотель предпринял попытку комплексной классификации животных, которая включала систематические описания многих морских видов. и особенно виды, обитающие в Средиземном море. Эти новаторские работы включают «Историю животных» , общую биологию животных, «Части животных» , сравнительную анатомию и физиологию животных, и «Поколение животных» , посвященную биологии развития. Самые поразительные отрывки посвящены морской жизни, которую можно увидеть при наблюдении на Лесбосе и которую можно найти в уловах рыбаков. его наблюдения за сомами , электрическими рыбами ( Торпедо Подробно описаны ) и рыбами-удильщиками, а также его статьи о головоногих моллюсках , а именно, осьминогах , сепии ( каракатицах ) и бумажном наутилусе ( Argonauta argo ). Его описание гектокотильного плеча , используемого при половом размножении, широко не верилось до его повторного открытия в 19 веке. Он отделил водных млекопитающих от рыб и знал, что акулы и скаты были частью группы, которую он назвал Selachē ( селахианцы ). Он дал точные описания яйцеживородящего эмбриологического развития гончей акулы Mustelus mustelus . Его классификация живых существ содержит элементы, которые использовались еще в XIX веке. То, что современный зоолог назвал бы позвоночными и беспозвоночными, Аристотель называл «животными с кровью» и «животными без крови» (он не знал, что сложные беспозвоночные действительно используют гемоглобин , но другого типа, чем позвоночные). Животных с кровью он разделил на живородящих (млекопитающие) и яйцекладущих (птицы и рыбы). Беспозвоночных («животные без крови») он разделил на насекомых, ракообразных (далее разделённых на непанцирных — головоногих — и панцирных) и панцирных (моллюсков).

Гавайские мореплаватели на многокорпусном каноэ

полинезийцы

Полинезийцы . также активно участвовали в исследовании морской жизни, и их усилия часто упускаются из виду На протяжении всего периода 300–1275 гг. н. э. полинезийцы предпринимали усилия по исследованию и заселению большого полинезийского треугольника , который ограничен на востоке островом Пасхи , на севере Гавайями и на юго-западе Новой Зеландией . Полинезийцы были одними из первых, кто вышел и исследовал тайны океана и морской жизни. В годы, последовавшие за полинезийскими усилиями, предпринимались минимальные усилия, направленные на дальнейшее понимание человеком моря. Это закончилось эпохой Великих географических открытий в конце 15 века.

Возраст открытий

Основная статья: Эпоха открытий

В период с конца 15-го по начало 20-го века люди исследовали океаны, как никогда раньше, создавая новые карты и диаграммы, а также собирая образцы, чтобы вернуть их в свои порты приписки. Большая часть исследований, проводившихся в это время, проводилась в европейских странах, таких как Испания, Португалия, Франция, Италия, Шотландия и Германия. Некоторые из выдающихся исследователей морской биологии выполнили свои знаменитые работы именно в этот период. Такие исследователи, как капитан Джеймс Кук, Чарльз Дарвин и Уивилл Томсон, внесли революционный вклад в историю морской биологии за это время исследований.

Джеймс Кук

Джеймс Кук хорошо известен своими исследовательскими рейсами для британского флота, в ходе которых он нанес на карту значительную часть неизведанных вод мира. Исследования Кука дважды обогнули мир и привели к бесчисленным описаниям ранее неизвестных растений и животных. Исследования Кука повлияли на многих других и побудили ряд учёных более внимательно изучить морскую жизнь. Среди тех, кто оказал на это влияние, был Чарльз Дарвин, который впоследствии внес немало собственных вкладов.

Путешествие «Бигля »

Чарльз Дарвин

Чарльз Дарвин , наиболее известный своей теорией эволюции , внес значительный вклад в ранние исследования морской биологии. Большую часть своего времени с 1831 по 1836 год он провел в путешествии на корабле HMS Beagle, собирая и изучая образцы различных морских организмов. Именно в этой экспедиции Дарвин начал изучать коралловые рифы и их формирование. Он выдвинул теорию, согласно которой общий рост кораллов представляет собой баланс между ростом кораллов вверх и опусканием морского дна. Затем ему пришла в голову идея, что где бы ни находились коралловые атоллы, центральный остров, где кораллы начали расти, будет постепенно оседать.

Чарльз Уайвилл Томсон

Другой влиятельной экспедицией было путешествие HMS Challenger с 1872 по 1876 год, организованное и позднее возглавленное Чарльзом Уивиллом Томсоном . Это была первая экспедиция, посвященная исключительно морской науке. Экспедиция собрала и проанализировала тысячи морских образцов, заложив основу современных знаний о жизни на глубоководном дне. Результаты экспедиции представляли собой обобщение известных на тот момент естественных, физических и химических исследований океана.

Позднее исследование

Эта эра морских исследований подошла к концу с первым и вторым кругосветным путешествием датской экспедиции «Галатея» и атлантическим путешествием военного корабля США «Альбатрос » , первого исследовательского судна, специально построенного для морских исследований. Эти путешествия еще больше расчистили путь современной морской биологии, создав базу знаний о морской биологии. За этим последовало постепенное развитие более продвинутых технологий, которые начали позволять более обширные исследования глубин океана, которые когда-то считались слишком глубокими для поддержания жизни.

Современные исследования

Лаборатории морской биологии

экологические исследования жизни океана проводились в институтах, созданных специально для изучения морской биологии. Примечательным был Океанографический институт Вудс-Хоул в Америке. который создал модель для других морских лабораторий, впоследствии созданных по всему миру. Их выводы о неожиданно высоком видовом разнообразии в местах, считавшихся пригодными для обитания, стимулировали популяционных экологов к множеству теоретизирований о том, как можно поддерживать высокий уровень разнообразия в такой бедной пищей и, казалось бы, враждебной среде.

Научный ROV поднимается океанографическим исследовательским судном.

Разведочные технологии

В прошлом изучение морской биологии было ограничено из-за отсутствия технологий, поскольку исследователи могли зайти так глубоко, чтобы изучить жизнь в океане. До середины двадцатого века глубоководное дно нельзя было увидеть, если не выкопать его кусок и не поднять на поверхность. Ситуация резко изменилась благодаря развитию новых технологий как в лабораториях, так и в открытом море. Эти новые технологические разработки позволили ученым исследовать части океана, о существовании которых они даже не подозревали.

Разработка подводного снаряжения позволила исследователям визуально исследовать океаны, поскольку оно содержит автономный подводный дыхательный аппарат, позволяющий человеку дышать, погружаясь в океан на глубину от 100 до 200 футов. Аппараты для подводного плавания были построены как небольшие подводные лодки с целью доставить морских ученых на более глубокие глубины океана, одновременно защищая их от повышения атмосферного давления, которое вызывает осложнения глубоко под водой. Первые модели могли вмещать несколько особей и обеспечивали ограниченную видимость, но позволяли морским биологам видеть и фотографировать более глубокие части океанов. Дистанционно управляемые подводные аппараты теперь используются как с батискафами, так и без них, чтобы увидеть самые глубокие участки океана, которые были бы слишком опасны для человека. ROV полностью оснащены камерами и оборудованием для отбора проб, что позволяет исследователям видеть и контролировать все, что делает транспортное средство. ROV стали доминирующим типом технологий, используемых для наблюдения за самыми глубокими частями океана.

Романтизация

В конце 20-го и в начале 21-го века морская биология «прославлялась и романтизировалась посредством фильмов и телешоу», что привело к притоку заинтересованных студентов, которым требовалось снизить свой энтузиазм в связи с повседневными реалиями этой области.

См. также

• Исследовательское судно

Ссылки

• Гейдж, Джон Д. и Пол А. Тайлер (1991) Глубоководная биология: естественная история организмов на глубоководном дне Издательство Кембриджского университета. ISBN   9780521336659 .
• Уорд, Ричи Р. (1974) В мир океана: биология моря Кнопф. ISBN   9780394474052 .