Исследователи сделали удивительное открытие во время 30-дневной экспедиции на борту исследовательского судна Falkor Too, принадлежащего Океанологическому институту Шмидта, для изучения подводного вулкана у берегов Центральной Америки, который является частью Восточно-Тихоокеанского поднятия.
Это вулканически активный горный хребет, обширный подъем которого происходит там, где на дне Тихого океана встречаются две тектонические плиты, рассказывает CNN. Вдоль горного хребта расположены гидротермальные источники, или отверстия в морском дне, где морская вода и горячая магма из-под земной коры собираются вместе, образуя что-то вроде подводного горячего источника.
Вокруг жерла скапливается разнообразная морская фауна, которая выделяет элементы, помогающие бактериям, мидиям, трубчатым червям и другим животным выживать на экстремальных глубинах океана. Экосистема жерла была тщательно изучена, но районы под жерлами в основном оставались недоступными.
Используя дистанционно управляемый аппарат SuBastian, исследователи исследовали участки подводного дна и обнаружили сюрприз: пещеры, соединенные с вентиляционными отверстиями, кишели гигантскими трубчатыми червями, некоторые из которых достигали полметра в длину, и другими животными. Это открытие указывает на связь между морским дном и подводными экосистемами, позволяющую жизни процветать в неожиданных местах над и под дном океана.
В то время как команда впервые наблюдала за экосистемой подводного дна летом 2023 года, исследование, описывающее окружающую среду и ее животных, было опубликовано во вторник в журнале Nature Communications.
“Мы хотим понять, как животные перемещаются и как они расселяются, поэтому мы впервые заглянули в недра, - рассказывает соавтор исследования доктор Сабина Голлнер, морской биолог и старший научный сотрудник Королевского Нидерландского института морских исследований. – Эти животные способны жить под гидротермальными источниками, и это, на мой взгляд, поражает воображение”.
Ученые давно интересовались жизнью животных, которые группируются вокруг гидротермальных источников, и изучали эти уникальные экосистемы в течение последних 50 лет, отмечает CNN.
Сдвиг тектонических плит Земли со временем приводит к появлению новых гидротермальных источников, и известно, что основные обитатели морского дна, такие как трубчатые черви, колонизируют эти новые источники в течение нескольких лет.
Некоторые исследования также показали, что под морским дном существует микробная жизнь, основанная на образцах жидкости, выделяемой гидротермальными источниками. Также были обнаружены трубчатые черви, живущие на глубине нескольких сантиметров в трещинах морского дна вблизи вентиляционных отверстий, но исследовательская группа не была уверена, как крошечные личинки трубчатых червей, длиной менее 1 миллиметра, смогут плыть против течения, чтобы поселиться и расти в этих пространствах, рассказывает Голлнер. Трубчатые черви - это неподвижные существа, которые оседают и растут на одном месте, не двигаясь, подобно моллюскам.
“Вот почему мы предположили, что личинки трубчатых червей могут перемещаться по трещинам под землей с теплой вентиляционной жидкостью, чтобы заселить поверхностные вентиляционные отверстия снизу”, - отмечает Голлнер.
Исследовательская экспедиция, возглавляемая ведущим автором исследования доктором Моникой Брайт, профессором и заведующей кафедрой лимнологии и биоокеанографии Венского университета, разработала эксперимент, включающий размещение сетчатых ящиков на морском дне на глубине 2515 метров ниже поверхности океана для сбора образцов из трещин в земной коре.
Но, по словам Сабины Голлнер, это оказалось сложнее, чем ожидалось. Для получения прямых доказательств существования животных под морским дном потребовалось бы гораздо больше усилий — в буквальном смысле этого слова.
“Нам нужно было проявить творческий подход и применить принципиально новый метод”, - сказала Голлнер. “Огибая скалы, мы заглянули в подземный мир гидротермальных источников”.
Команда использовала робота, чтобы просверлить небольшие отверстия в скалах на морском дне и поднять их наверх. Рука робота перевернула небольшой кусок вулканической коры, открыв полости под гидротермальными источниками, заполненные водой с температурой 24 градуса по Цельсию, а также трубчатых червей как в личинках, так и во взрослой форме, подвижных животных, таких как улитки, и хемосинтезирующие бактерии.
Солнечный свет не может проникнуть в глубины океанского дна, чтобы помочь организмам преобразовывать элементы в кислород и сахар посредством фотосинтеза. Вместо солнечного света бактерии, занимающиеся хемосинтезом, используют химические реакции для производства сахаров, которые другие животные, собравшиеся вокруг источников, используют для жизни, рассказывает CNN.
“Благодаря этому открытию наше понимание жизни животных в глубоководных гидротермальных источниках значительно расширилось”, - говорится в заявлении ученых. “Существуют две динамичные среды обитания. Животные, обитающие над и под поверхностью, процветают сообща, в зависимости от поступающей снизу вентиляционной жидкости и кислорода, содержащегося в морской воде сверху.”
Обнаружение жизни в этой ранее неизвестной субгруппе говорит о том, что в глубинах океана или на его дне может быть гораздо больше организмов, чем было зафиксировано учеными, комментирует Алекс Роджерс, морской биолог и научный директор Ocean Census. По его словам, также вероятно, что эти подземные экосистемы сохраняются и после того, как вентиляционные отверстия со временем становятся неактивными, поэтому они могут образовать новые места обитания для других видов.
Теперь команда хочет определить, существует ли жизнь под всеми глубоководными гидротермальными источниками, а также насколько далеко пещеры простираются по горизонтали и вертикали.
“Обнаружение животной жизни под поверхностью земной коры поднимает вопросы, касающиеся масштабов этих экосистем, которые больше, чем то, что можно увидеть на поверхности морского дна”, - пишут авторы в научном отчете. “Изучение биосферы подводного дна на предмет наличия животной жизни только началось”.
Но при изучении этих хрупких экосистем необходимо проявлять крайнюю осторожность. Для проведения исследования исследователи подняли всего шесть небольших участков морского дна размером примерно 50 на 50 сантиметров, чтобы создать как можно меньше помех. По словам Голлнер, команда опасается, что подъем более крупных обломков или любое крупное бурение, такое как глубоководная добыча полезных ископаемых, может изменить маршрут гидротермальных источников и перенаправить их для выброса в другие места, что приведет к гибели животных, которые собираются вокруг источников.
