Под гидротермальными жерлами морского дна обнаружена странная экосистема

Экспедиция с использованием глубоководного аппарата с дистанционным управлением обнаружила скрытую подземную экосистему под гидротермальными жерлами на морском дне.

На Земле, возможно, нет экосистемы, которая бы казалась менее гостеприимной, чем гидротермальные источники. В вечной тьме, холоде и неумолимом давлении глубокого моря эти вулканические выходы извергают горячую воду, настолько насыщенную частицами и металлами, что она выглядит как черный дым, выходящий из трубы. Но даже в этих адских местах обитания полно жизни: от гигантских моллюсков и хищных крабов до веретенообразных осьминогов и призрачных бельдюг.

И это всего лишь существа, скрывающиеся над вентиляционными отверстиями. Используя глубоководный дистанционно управляемый аппарат (ROV), исследователи недавно перевернули плиты морского дна, чтобы обнаружить скрытую экосистему, изобилующую крошечной жизнью под самими жерлами. По словам Моники Брайт, зоолога из Венского университета, возглавлявшей экспедицию, разнообразие червей, улиток, микроскопических личинок и бактерий, обитающих здесь, добавляет новый уровень сложности экосистемам гидротермальных жерл, которые ученые изучают с 1977 года. .

«Мы давно знали об жерлах наверху, но внизу это, по сути, совершенно новая экосистема», — говорит Брайт. «Особенно странно, что мы нашли его в очень хорошо изученном месте».

В прошлом месяце Брайт и международная команда сотрудников поднялись на борт исследовательского судна некоммерческого института океана Шмидта «Фалькор» (тоже) в Панаме. Ученые исследовали глубины тихоокеанского побережья Центральной Америки, чтобы изучить самые разные виды: от симбиотических бактерий в глубоководных моллюсках до температурных пределов крошечных веслоногих ракообразных.

Команда сосредоточила свои погружения ROV на районе, где расходящиеся тектонические плиты создают цепочку глубоководных вулканов, известную как Восточно-Тихоокеанское поднятие. По мере того как плиты расходятся, магма пузырится из разлома и остывает, образуя новое океаническое дно.

Эти нестабильные условия питают гидротермальные источники. Холодная вода просачивается через трещины в раскалывающейся океанической коре и встречается с обжигающей магмой внизу. Когда морская вода нагревается до температуры более 400 градусов по Цельсию, химические реакции создают жидкость с повышенным зарядом, богатую химическими веществами, такими как сера, и она извергается из отверстий на дне океана.

Эти похожие на гейзеры жерла представляют собой горячие точки глубоководного разнообразия, которые могут процветать в темноте благодаря бактериям, которые превращают химические вещества в энергетические сахара. Некоторые из этих бактерий обитают внутри удлиненных тел гигантских трубчатых червей (Riftia pachyptila). Эти черви, чьи открытые ярко-красные перистые жабры делают их похожими на шестифутовые тюбики для губной помады, растут плотными пятнами вокруг вентиляционных отверстий и обеспечивают среду обитания для других обитателей жерл.

Когда извержения или землетрясения изменяют вулканическую активность региона, эти оплоты выносливых червей уничтожаются. Но когда новые гидротермальные источники появляются на расстоянии десятков или даже сотен километров, они быстро заселяются высокими зарослями гигантских трубчатых червей в течение нескольких лет.

По словам Брайта, остается неизвестным, как эти черви попадают в новые отверстия и закрепляются в них. Ученые обнаружили несколько личинок трубчатых червей в толще воды, окружающей вентиляционные отверстия, а постоянный поток перегруженной жидкости также затрудняет прикрепление личинок сверху. Это заставило исследователей выдвинуть гипотезу, что личинки трубчатых червей пробираются через расщелины под морским дном, чтобы достичь новых жерл.

Чтобы проверить эту идею, ученые направили ROV к Тика, хорошо изученному гидротермальному жерлу, расположенному на глубине 2500 метров под поверхностью океана. Первоначально команда наклеила сетчатые коробки на трещины на морском дне, чтобы собирать животных, которые перемещались между самим каменистым дном и подземной поверхностью. Но когда коробки оказались громоздкими, команда применила более прямой метод: переворачивала тяжелые куски морского дна с помощью роботизированной руки ROV, чтобы собрать то, что лежало под ними.

Это открыло лабиринт подземного мира. В сети пещер и расщелин, высеченных в скале, вода была приятной температуры 25 градусов Цельсия. Это создавало идеальные условия для процветания микробного сообщества протистов, бактерий, вирусов и даже некоторых более крупных существ, таких как улитки и черви.