Экосистемы холодных метановых источников.
В ноябре завершилась совместная американо-новозеландская глубоководная экспедиция, которая проводила широкомасштабные исследования океанического дна у восточного берега Новой Зеландии.
В зону экспедиции было направлено новозеландское исследовательское судно "Таганроа" на борту с 21-м биологом и глубоководной техникой. В течение трёх недель учёные проводили инвентаризацию живых существ на глубинах около 1000 метров и обнаружили редкие экосистемы холодных метановых источников.
Впервые экосистемы холодных метановых источников были обнаружены 35 лет назад (в 1984 году) на дне глубоководной впадины в Мексиканском заливе (Атлантический Океан) морским биологом доктором Чарльзом Паулем. С тех пор данный тип экосистем обнаружили в глубоководном каньоне Монтерей вблизи Калифорнии, в водах вблизи Коста Рики, Аляски, в Японском море, к западу от Африки и на антарктическом шельфе.
Экосистемы холодных метановых источников являются малоизвестными и малоисследованными,
в отличие от глубоководных экосистем гидротермальных источников, о которых, в настоящее время, известно уже много. Однако, они обе функционируют по одному принципу — на основе хемосинтеза (хемосинтез — это процесс образования сахаров из простых химических соединений, например, сероводорода, метана, аммиака, сульфидов железа и т.п. без использования энергии света) и состоят исключительно из бактерий и животных.
Именно благодаря бактериям, которые и осуществляют хемосинтез, способны существовать такие уникальные группировки. Учёные считают, что экосистемы на основе хемосинтеза являются древними на нашей планете и возникли задолго до появления фотосинтеза.
Бактерии улавливают молекулы метана и с лёгкостью, без больших затрат энергии, отщепляющие от углерода водород, таким образом, обеспечивая запас ионов водорода для дальнейших биохимических превращений, а углерод идёт на синтез простых сахаров.
Бактериальная биомасса, при таких условиях, очень быстро растёт и образуются их огромные колонии, которая доступна пищей для морских животных. Но эволюция пошла еще дальше — почти все животные экосистем холодных метановых источников находятся в симбиотических связях с хемосинтетическими бактериями. Бактерии во всех их тканях.
Некоторые животные вообще потеряли способность "нормально" питаться — пища попадает в их кровь непосредственно от бактерий, а не из пищеварительной системы. Животные гарантируют бактериям защиту и поставки метана, а те, в свою очередь, поставляют животным глюкозу.
Существование экосистем холодных метановых источников обеспечивается особенностями геологии океанического дна. Здесь происходит постоянное небиологическое образования метана, нефти и других углеводородов, которые просачиваются сквозь поверхность дна в воду, где уже вступают в свои права бактерии.
Экосистема построена по следующей схеме:
- на первом уровне находятся бактерии-хемотрофы и симбиотические животные — трубочные черви, некоторые двустворчатые моллюски, некоторые кораллы, и губки, которые поглощают метан;
- на втором уровне животные симбионты, но не утратили способность к нормальному питанию — двустворчатые моллюски, крабы, некоторые глубоководные рыбы, морские звезды, морские ежи и др., которые способны поглощать метан, но предпочитают питание первыми;
- на третьем — животные-хищники, глубоководные рыбы, головоногие моллюски, охотящихся на всех других и не способные поглощать метан.
Новый вид глубоководных морских раков найден у берегов Новой Зеландии. На ногах и клешнях у него поселились симбиотические хемотрофных бактерии, которые образуют колонии в виде длинных нитей.
Пространственная структура экосистемы построена по принципу ядра и его окружения. Ядро состоит из известняковых наростов, образованных живыми организмами в виде брусчатки или небольших плиток. Эти структуры заселены группами трубочных червей, которые выглядывают из их трещин.
Вокруг ядра наблюдаются мощные толщи бескислородных отложений, которые заселены огромными колониями бактерий, двустворчатыми моллюсками (3-4 вида), червями-погонофорами, глубоководными кораллами и несколькими видами губок. Между ними всеми плавают глубоководные рыбы, головоногие моллюски, крабы, морские звезды, офиуры и др.
