НОВИЙ ТИП ЕКОСИСТЕМ ГЛИБОКОВОДДЯ

Морські біологи відкрили новий тип глибоководних екосистем океану, які мають два різні джерела енергії. Джерело ілюстрації: http://www.wired.com

Андрій М. ЗАМОРОКА

“…Життя більш напружене, ніж на суші,
більш плідне, нескінченне, що охоплює кожну краплю води
в океані, у цьому середовищі … життєдайному для міріадів істот…”

Жуль Верн
“20 тисяч льє під водою”
1869

 

Океан – основне середовище існування на нашій планеті, – з часів Жуля Верна і його знаменитого й ексцентричного капітана Немо, завжди манив дослідників своїми неозорим простором і таємницями. ХХ століття підняло перед людством останню завісу таємничості з океанічних глибин – вченими відкрито екосистеми глибоководних пустель, що живляться “органічним дощем”, гарячих ґейзерів, що поглинають отруйний сірководень, холодних метанових джерел, що живуть за рахунок природного газу… Здавалося б, усі основні екосистеми океану відомі, залишилось лише інвентаризувати усе розмаїття життя у них. Аж раптом, цьогоріч морські біологи оголосили про відкриття нового типу глибоководних екосистем, які поєднують у собі і гарячі ґейзери і холодні метанові джерела…

"Ліс" трубок кільчастих хробаків, що оселились у місцях витоку гарячої води із підводних ґейзерів. Джерело ілюстрації: http://onorbit.com

Глибоководні екосистеми гарячих ґейзерів (чорних та білих паліїв – авт.) та холодних метанових джерел є принципово відмінними за джерелами енергії, що забезпечують їх існування. Вони також відмінні за температурою, яка в перших досягає 120-300°С, а в других – лише 4°С; ґеохімічними особливостями, що зумовлені концентраціями сірководню і солей важких металів у перших та метану – у других; ґеологією, адже перші існують у зонах субдукції океанічних плит, а другі – в зонах рівнин і накопичення донного мулу. І нарешті, обидві екосистеми відмінні за видовим складом живих істот. Тож знаходження комплексу із гідротермальних і холодних метанових джерел є незвичайною екосистемою не лише із точки зору середовища існування, а й біорізноманіття та еволюції.

Опис нової екосистеми, відкритої у зоні субдукції на окраїні коста-риканського шельфу, опублікований у Віснику Королівського Товариства (“Proceedings of the Royal Society”). Раніше, для цього реґіону були відомими лише екосистеми холодних метанових джерел, тому знаходження гідротермальних джерел було уже саме-собою відкриттям, однак, комбінація двох середовищ стала несподіванкою (хоча й прогнозованою – авт.) для наукової спільноти.

Угруповання екосистеми холодних метанових джерел. Джерело ілюстрації: http://oceanexplorer.noaa.gov

Наявність двох джерел енергії для хемосинтетиків – організмів, що здатні утворювати органічні сполуки (глюкозу) із простих неорганічних речовин без участі світла (на противагу зеленим рослинам – авт.) – створило умови для розвитку і росту бактеріальних матів (переважно археїв –  авт.), котрі живляться і метаном, і сірководнем. Структурно, нова екосистема має дуже сильно виражену мозаїчність, що зумовлено, головним чином, різницею температур та концентраціями розчинених газів у воді. У місцях, де з надр підіймаються гарячі потоки води панують бактерії, котрі живляться сірководнем, а разом з ними численні екстремально-теплолюбні кільчасті хробаки, на кшталт Помпейських хробаків (Alvinella pompejana Desbruyéres and Laubier, 1980) та Рифтій (Riftia pachyptila Jones, 1981). Хробаки утворюють суцільний “ліс” із трубок, у яких вони живуть, з яких лише, час до часу, висовують свої зябра аби вбирати кисень і сірководень необхідні для них самих і міріад бактерій, що мешкають у тканинах їх тіл. “Ліси” із трубок хробаків змінюються щільними полями двостулкових молюсків, як от Каліптоґен велетенських (Calyptogena magnifica (Boss and Turner 1980) та Глибоководників теплолюбних (Bathymodiolus thermophilus Kenk & Wilson, 1985).

Просочування крізь дно холодного метану створює умови для росту цілком відмінних бактеріальних матів, ніж біля гарячих джерел. Відповідно, тут й інші угруповання утворені “чагарниками” трубок кільчастих хробаків Платівкорукавників луймезових (Lamellibrachia luymesi van der Land & Norrevang, 1975). Цікаво, що ці черви також поглинають сірководень, який домішується до метану, а у їх тканинах живуть бактерії, які його окислюють. Поруч хробаків оселяються величезні колонії двостулкових молюсків Глибоководників Хільдреса (Bathymodiolus childressi Gustafson, Turner, Lutz, & Vrijenhoek, 1998), Пліокардій серцевих (Pliocardia cordata (Boss, 1968), Люціноми (Lucinoma Dall, 1901) та ін. Вони харчуються фільтрацією бактерій із води, а також за рахунок бактерій, що заселяють їх тканини. Більшість із бактерій симбіонтів молюсків є метанотрофними, тобто споживають природний газ метан.

Глибоководник Хільдреса щільно заселяє усі проміжки між колоніями трубкових хробаків. Джерело ілюстрації: http://en.wikipedia.org

Змішування гарячої сірководневої води і метану спричинює змішування обох, відмінних одна від іншої, фаун, які перекомбіновуються у незвичних співвідношеннях, що не трапляються більше у жодній із відомих глибоководних екосистем. Обидва компоненти екосистеми – “метановий” та “сірководневий”, – об’єднуються консументами вищого порядку, тобто хижаками. Між “лісами” трубок хробаків та полями молюсків снують глибоководні раки і краби, морські зірки й офіури, равлики і креветки, полюють глибоководні риби, та ще сотні видів дрібних і великих істот, багато з яких досі залишаються невідомими для науки…

Хто зна, може “гібридні” термо-криофільні екосистеми глибоководдя океану є більш розповсюдженішими, ніж то гадається нині, однак, стає зрозуміло, що вони мають багато спільного. Раніше, вчені задавались питанням: “Яким чином існують і виживають екосистеми гарячих ґейзерів, якщо вони ізольовані тисячами кілометрів одна від іншої?”, сьогодні, схоже, ми нарешті наблизились до розуміння відповіді. Очевидно, що існує трансміґрація орґанізмів з одного типу екосистеми в інший, виникають їх проміжні варіації, а у нових принагідних незаселених екотопах (новоутворені підводні вулкани, розломи, виливи лави тощо – авт.) розвивається нова повноцінна екосистема. Це не що інше, як біосферний механізм неперервності життя на великих глибинах.

admin Written by:

4 Comments

  1. Сергій
    Березень 20, 2012
    Reply

    Скориставшися http://www.rozum.org.ua, бачимо:
    льє; с.
    (фр., від лат.)
    старовинна французька одиниця відстані (4,444 км, або 5,555 км), яка становить 1/25° або 1/20° дуги земного меридіана.

    Виправте будь ласка епіґраф.

  2. Марія
    Березень 20, 2012
    Reply

    Цікава стаття – багато нового для себе дізналась. А коли власне були відкриті оці змішані глибоководні екосистеми? І на якій глибині?

  3. Березень 20, 2012
    Reply

    Дякую за Ваше зауваження, пане Сергію, – виправив.

  4. Березень 20, 2012
    Reply

    Пані Маріє, відкриті вони у 2010 році, а опис опублікований 7 березня цього року (див у тексті інтернетланку на статтю). А знаходяться вони на глибині 1800 м нижче рівня моря.

Напишіть відгук

Ваша пошт@ не публікуватиметься. Обов’язкові поля позначені *

69 + = 70