Используя дистанционно управляемый аппарат SuBastian, исследователи обнажили части подводного дна и обнаружили сюрприз: пещеры, соединенные с жерлами, кишащие гигантскими трубчатыми червями, некоторые из которых достигают длины до 1,6 футов (0,5 метра), и другими животными. Открытие предполагает наличие связи между экосистемами морского дна и подводного дна, что позволяет жизни процветать в неожиданных местах над и под дном океана.
Хотя группа впервые наблюдала за экосистемой морского дна летом 2023 года, исследование, описывающее окружающую среду и ее животных, было опубликовано во вторник в журнале Nature Communications.
«Мы хотим понять, как животные путешествуют и как они расселяются, поэтому мы впервые заглянули в недра», — сказала соавтор исследования доктор Сабина Голлнер, морской биолог и старший научный сотрудник Королевского нидерландского института морских исследований, в видео, опубликованном Институтом океана Шмидта. «Животные способны жить под гидротермальными источниками, и это, на мой взгляд, просто ошеломляет».
«Подземный мир» морского дна
Ученые давно интересуются животным миром, обитающим вокруг гидротермальных источников, и изучают эти уникальные экосистемы на протяжении последних 50 лет.
Смещение тектонических плит Земли со временем приводит к появлению новых гидротермальных источников, и известно, что такие фундаментальные животные морского дна, как трубчатые черви, колонизируют эти новые источники в течение нескольких лет.
Некоторые исследования также предполагают, что под морским дном существует микробная жизнь, судя по образцам жидкости, выделяемой гидротермальными источниками. А трубчатые черви были замечены живущими на глубине нескольких сантиметров в трещинах морского дна вблизи источников, но исследовательская группа не была уверена, как крошечные личинки трубчатых червей, длиной менее 0,04 дюйма (1 миллиметра), смогут плыть против течения, чтобы поселиться и расти в этих пространствах, сказал Голлнер. Трубчатые черви — неподвижные существа, которые оседают и растут в одном месте без движения, как усоногие раки.
«Именно поэтому мы предположили, что личинки трубчатых червей могут перемещаться по трещинам под землей вместе с теплой жидкостью из источника и колонизировать поверхностные источники снизу», — сообщил Голлнер в электронном письме.
Исследовательская экспедиция под руководством ведущего автора исследования доктора Моники Брайт, профессора и заведующей кафедрой лимнологии и биоокеанографии Венского университета, разработала эксперимент, включающий размещение сетчатых ящиков на морском дне на глубине 8251 фута (2515 метров) ниже поверхности океана для сбора образцов из трещин в земной коре.
Но это оказалось сложнее, чем ожидалось, сказал Голлнер. Прямые доказательства существования животной жизни под морским дном потребуют более тяжелой работы — в буквальном смысле.
«Нам нужно было проявить креативность и применить принципиально новый метод», — сказал Голлнер. «Переворачивание камней открыло нам вид на подземный мир гидротермальных источников».
Эксперимент начался с развертывания сетчатых коробок, которые располагались над трещинами на дне океана. Институт океана имени Шмидта
Команда использовала роботизированный исследователь SuBastian, чтобы просверлить небольшие отверстия в камнях на морском дне и поднять их. Рука ROV перевернула небольшой кусок вулканической коры, открыв полости под гидротермальными источниками, заполненные водой с приятной температурой 75 градусов по Фаренгейту (24 градуса по Цельсию), а также трубчатых червей как в личиночной, так и во взрослой форме, подвижных животных, таких как улитки, и хемосинтетические бактерии.
Солнечный свет не может проникнуть в глубины океанского дна, чтобы помочь организмам преобразовывать элементы в кислород и сахар посредством фотосинтеза. Вместо солнечного света хемосинтетические бактерии используют химические реакции для производства сахаров, которые другие животные, сгруппированные вокруг жерл, используют для жизни.
«Наше понимание жизни животных в глубоководных гидротермальных источниках значительно расширилось с этим открытием», — сказал Брайт в своем заявлении. «Существуют две динамические среды обитания источников. Животные источников над и под поверхностью процветают вместе в унисон, в зависимости от жидкости источников снизу и кислорода в морской воде сверху».
Сообщества трубчатых червей живут под морским дном. Институт океана Шмидта
Раскрытие жизни в этой ранее неизвестной субсреде обитания предполагает, что в глубинах океана или на его дне может быть гораздо больше организмов, чем задокументировали ученые, сказал Алекс Роджерс, морской биолог и научный директор Ocean Census. Роджерс не принимал участия в новом исследовании.
По его словам, вполне вероятно, что эти подземные экосистемы сохранятся и после того, как жерла со временем перестанут быть активными, поэтому они могут сформировать новые места обитания для других видов.
«Эта работа расширяет наше понимание экосистем жерл, того, как поддерживаются популяции организмов в жерлах и насколько полно жизнь существует в этих системах», — сказал Роджерс.
Защита подземного мира
По словам Голлнера, теперь команда хочет определить, существует ли жизнь под всеми глубоководными гидротермальными источниками, а также насколько далеко простираются пещеры по горизонтали и вертикали.
«Открытие жизни животных под поверхностью земной коры поднимает вопросы относительно масштабов этих экосистем, которые больше, чем то, что можно увидеть на поверхности морского дна», — пишут авторы в научном отчете. «Изучение биосферы под морским дном на предмет жизни животных только началось».
Однако при изучении этих хрупких экосистем необходимо соблюдать особую осторожность.
Исследователи используют роботизированную руку, чтобы поднять небольшой кусок вулканической породы, чтобы убедиться в наличии жизни под дном океана. Институт океана Шмидта
Для исследования ученые подняли всего лишь шесть небольших участков морского дна размером примерно 20 на 20 дюймов (50 на 50 сантиметров), чтобы как можно меньше нарушать его целостность.
Команда обеспокоена тем, что подъем более крупных кусков породы или любая форма масштабного бурения, например, глубоководная добыча полезных ископаемых, могут изменить маршрут гидротермальных источников и перенаправить их в другие места, что приведет к гибели животных, которые скапливаются вокруг источников, сказал Голлнер.
«Благодаря этому пониманию мы также знаем, что нам нужно защищать не только то, что мы видим на поверхности, но и то, что живет под ней, поскольку это один из важных компонентов этой экосистемы», — сказал Брайт.