Скелеты китов - пища для морской экосистемы
Люди веками охотились на китов, получая пищу и широкий ассортимент товаров из туш. В девятнадцатом веке китобойный промысел, стал одним из самых быстрорастущих видов промысла. Китовый жир, первоначально полученный для внутреннего и уличного освещения, он также использовался для производства смазочных материалов, маргарина и даже взрывчатых веществ.
Как забытые данные этой индустрии китобойного промысла могут пролить новый свет на жизнь в глубоководных районах и цивилизациях прошлого?
По мере расширения промысла китов в ХХ веке и превращения костного "биотоплива" в крупную отрасль, биологи начали размышлять о том, какую пользу могут принести затопленные туши китов для животных, обитающих в бедных продуктами питания глубоководных районах моря.
Лишь в последние десятилетия на эти вопросы были даны ответы открытием того, что туши китов, прибывающие на глубоководном дне, являются объектами для биологического пищевого разнообразия .
Этот кормовой бонус быстро привлекает падальщиков, которые питаются обильным количеством органического вещества. После удаления мягких тканей (что может занять до 2 лет) скелеты китов могут поддерживать пищей морских жителей в течение нескольких десятилетий.
Долголетие этой среды обитания связано с высоким содержанием липидов в скелете кита, который разлагается бактериями для обеспечения непрерывного притока сульфидов в окружающую морскую воду.
Сульфиды питают химически-автотрофные симбионы фауны, обитающей на ней или вокруг нее, включая специальных двустворчатых моллюсков и трубочковых червей. Эти организмы имеют близких родственников в гидротермальных источниках и хемосинтетических сообществах холодного залегания, и есть все основания полагать, что туши китов выступали в качестве рассеивающих и эволюционных ступеней между этими местами обитаниями.
Таким образом, хемосинтетическая фауна и время, в течение которого скелет сможет их поддерживать, зависят от содержания липидов в костях китов.
Кости китов как источник питания для морской биоструктуры
Скелеты китов представляют собой крупнейшие и наиболее питательные кормовые базы, достигающие глубоководного дна и как таковые создающие свои собственные уникальные местообитания.
После истощения мягких тканей подвижными падальщиками (например, микроводоросли, крабы) развивается сообщество на основе хемосинтеза, основным источником сульфидов является бактериальная деградация липидов в костях.
Из этого следует, что изобилие сульфофильных организмов в поздних стадиях популяции китов может соответствовать изменениям в содержании костного мозга во всем скелете китов.
Поскольку различия в составе костей до сих пор не были выявлены, мало внимания уделялось распределению фауны по скелетам китов,однако бактериальные маты, окисляющие серу, которые формируют основу пастбищной пищевой цепочки на китах, могут быть полезны в качестве приближения к сульфидной продукции костей.
Кроме того, участки черепа и хвостового позвонка, наиболее покрыты бактериальными матами. Такая структура покрытия бактериальными отложениями сильно отражает области с высоким содержанием липидов в скелете и позволяет предположить, что именно в этих областях образуется большое количество сульфидов.
Костный мозг предотвращает порчу костей.
Гипотеза исследователей о механизме защиты костей китов дает полезное представление о процессах, влияющих на их окаменелость. Понимание этих процессов имеет жизненно важное значение для определения достоверности ископаемого материала и оказания палеонтологам помощи в восстановлении эволюционной истории китообразных.
Костная структура плезиозавридов была схожа с костной структурой современных китов и даже могла иметь достаточно высокое содержание липидов для поддержания сульфофильной фауны.
Скелеты показали более высокий уровень деградации грудных позвонков по сравнению с поясничными и хвостовыми позвонками
Степень деградации поразительно соответствует степени деградации костей с низким содержанием китового масла. В скелетах, где не наблюдается быстрой деградации костей макрофауной, долгосрочная деградация костей может быть вызвана микроорганизмами.
Есть основания полагать, что микробная биоэрозия отрицательно коррелирует с содержанием масла в кости.
Исследования костей недавних и ископаемых китов показывают, что микробиоэрозия случайно ограничивается краями костей. Учёные отмечают, что кости, содержащие большое количество жира (костный мозг), являются более устойчивыми к биоэрозии.
Многие из быстро деградировавших скелетов принадлежали китам- подросткам, у которых концентрация липидов в костях значительно ниже. Скелеты молодых китов разлагаются гораздо быстрее, чем скелеты взрослых китов, и относительно быстро истощают липидные резервы.
Экологические перспективы китовых захоронений
Анализ состава крупных скелетов крупных китов из нескольких видов показывает повторяющуюся картину, когда содержание липидов в скелете сосредоточено в черепе и каудальных позвонках, а торакальные позвонки содержат гораздо меньше липидов.
Такое высокое содержание липидов в костях поддерживает плотные сульфидные микробные колонии на китовых кладбищах, а значит, поздние сообщества китов на глубоководье будут соответствовать этим костям с их высокой энергетической доступностью.
Этот градиент липидов скелета также соответствует районам с низкой микробионерозией и поэтому мог сыграть значительную роль в сохранении туш морских позвонков.
Различия в содержании липидов между различными костями объясняют выбор некоторых костей древними охотниками на китов для использования в качестве топлива.