Ученые нашли неизвестный мир под морским дном у гидротермальных источников
Идея о существовании тайных миров под Землей давно стала темой научной фантастики. Но новое исследование показало, что она не так фантастична, как может показаться. Черви и улитки живут в полостях под гидротермальными источниками на под поверхностью океанского дна. Оказалось, что жизнь процветает в одной из самых экстремальных сред на Земле.
Гидротермальные источники расположены на океанском дне вдоль глубоководных трещин в земной коре. Здесь из-за высокой температуры, невероятного давления и отсутствия солнечного света могут выжить только самые выносливые животные.
Однако некоторые черви и улитки нашли более удобную альтернативу — они живут под морским дном. Хотя высота этих полостей составляет всего около 10 сантиметров, они обеспечивают удобное жилье для червей и улиток.
В то время как температура воды в непосредственной близости от гидротермальных источников может достигать сотен градусов по Цельсию, вода в этих подземных тоннелях имеет температуру 18⁰C. Эти полости настолько хорошо спрятаны, что о них стало известно только благодаря случайному открытию, сделанному во время экспедиции к жерлам Фава-Флоу в Тихом океане в прошлом году.
Доктор Сабина Голлнер была одним из тех ученых, которые обнаружили эту скрытую экосистему. «Мы копались на морском дне с помощью дистанционно управляемого аппарата в поисках путей расселения личинок, когда наткнулись на животных, живущих под поверхностью», — рассказывает Сабина Голлнер. — «Это было довольно неожиданно».
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Скрытый мир гидротермальных источников
С тех пор как в 1970-х годах были обнаружены первые гидротермальные источники, они покорила ученых. На огромных, чаще всего почти безжизненных морских глубинах жерла источников дают всплеск красок и жизни. Вокруг них обитает множество животных.
Одними из самых характерных являются трубчатые черви, которые скапливаются вокруг жерл, чтобы подобраться к горячей, богатой минералами жидкости, выделяющейся из недр земли.
У червей есть особые симбиотические бактерии, которые используют химическую энергию, содержащуюся в минералах, для производства сахаров и других молекул. Эту энергию черви используют для своего роста.
Но до недавнего времени было неясно, как эти черви распространяются от одного жерла к другому. Несмотря на то, что они являются одним из самых часто встречающихся животных и гидротермальных источников, их молодь у источников практически никогда не встречается.
Ученые, проводившие исследование, предположили, что личинки червей могут перемещаться под морским дном плавая в жидкостях, которые текут через пустоты в земной коре. Эти пространства образуются в результате вулканической активности под морским дном.
«При движении тектонических плит горячая лава может выбрасываться в океан, где она соприкасается с холодной морской водой», — объясняет Сабина Голлнер. — «В результате мгновенного охлаждения образуются облака пара, которые формируют полости в новообразованной породе. Мы подумали, что личинки трубчатых червей могут рассеиваться по этим пространствам, попадая в них вместе с холодной водой, поступающей в земную кору через трещины. Эта вода смешивается под землей с горячими жидкостями, а затем выбрасывается в другое место, унося с собой личинки».
Чтобы доказать свою гипотезу, исследователи приклеили сетчатые коробки над трещинами в земной коре, чтобы попытаться поймать личинок, выбрасываемых вместе с жидкостью из трещин. Однако когда пришло время снимать коробки, исследователям пришлось удалить и часть коры. Когда дистанционно управляемый аппарат вскрыл трещины на морском дне, команда была поражена тем, что обнаружила.
Кто живет под морским дном?
Заглянув в полости, исследователи обнаружили не только личинки трубчатых червей, но и взрослых особей. Одним из самых распространенных видов был трубчатый червь Oasisia alvinae, который встречался на потолке большинства каналов. Только в одной полости было найдено до 200 этих животных, свисающих с потолка на застывших каплях лавы.
Иногда они делили эти полости с другими трубчатыми червями, например с полуметровым Riftia pachyptila. Благодаря длине этих красно-белых червей некоторые из них могли вытягивать свой шлейф в воду, чтобы питаться, а остальная часть тела оставалась внутри полости. К этим червям присасывается множество различных животных, включая плотоядных полихетных червей, улиток, питающихся отходами, и другие виды, которые еще только предстоит идентифицировать.
Некоторые из этих существ могли попасть в полости в результате дрейфа по самим полостям, другие, как предполагается, проползли внутрь через трещины. В настоящее время неясно, как далеко под морское дно могут забраться эти животные. Хотя некоторые исследования показывают, что микробы могут жить на глубине до 10 километров, животные, вероятно, так глубоко проникнуть не могут.
«На данный момент мы не знаем, как глубоко животные могут жить под морским дном, — говорит Сабина Голлнер. — Чем глубже морское дно, тем там жарче, поскольку оно становится все ближе к мантии. Постепенно там становится слишком жарко для жизни животных. На данный момент мы предполагаем, что максимальный предел составляет несколько метров, но это всего лишь предположение».
Точно так же неизвестно, насколько далеко простираются эти полости в горизонтальном направлении. Не исключено, что полости уходят очень далеко и обеспечивают широкую сеть каналов для жизни и рассеивания животных. Казалось, что гидротермальные источники изолированы, и экосистемы разных источников живут отдельно.
Открытие показывает, что, возможно, под морским дном существует целая огромная экосистема, о которой люди ничего не знали до самого последнего времени.