Большая часть океанического дна представляет собой довольно холодное и темное место, в целом, малопригодное для жизни. Но в 1977 году геологи открыли весьма обширные участки геотермальной активности вдоль срединно-океанических хребтов – подводных горных районов. Здесь на глубинах от 700 до 4000 метров отмечается вулканическая активность. Перегретая до 350-400 °C жидкость вперемешку с газами вырывается на поверхность, где при контакте с холодной океанической водой растворенные металлы выпадают в осадок с сульфидами, образуя причудливые минеральные структуры, известные как чёрные курильщики.
Чёрные курильщики
Чёрные курильщики создают контраст температуры и растворенных химических элементов, в котором многие организмы процветают не хуже фауны и флоры самых продуктивных экосистем Земли. Известно, что изобилие жизни на нашей планете практически полностью зависит от фотосинтеза. Зеленые растения используют энергию солнечного света, чтобы из воды и углекислого газа синтезировать сложные органические вещества, которые, в конечном счете, кормят большинство известных форм жизни.
На километровую глубину океана солнечный свет не проникает, так что фотосинтез уступает место хемосинтезу. Так называемые хемосинтезирующие микроорганизмы вместо энергии солнечного света используют энергию химического окисления сероводорода. Дальнейший процесс производства углеродсодержащих молекул аналогичен фотосинтезу зеленых растений. Впрочем, некоторые бактерии умудряются производить органическое вещество по старинке: для фотосинтеза им оказывается достаточно тусклого инфракрасного излучения, исходящего от тепла горячих источников.
Экосистема чёрного курильщика
Вокруг возникающего чёрного курильщика довольно быстро складывается сложная экосистема. Помимо микроорганизмов, поставляющих необходимое органическое вещество, здесь поселяются термофильные гигантские трубчатые черви, достигающие в длину 2 м. Вестиментиферы (от лат. «носящие одежду») – разновидность погонофор, червеобразных беспозвоночных, живущих в хитиновых трубках. Это потрясающие животные, существующие за счет симбиоза с хемосинтезирующими бактериями.
Вестиментиферы во взрослом состоянии не имеют пищеварительной системы. Кишечник этим животным нужен только на стадии личинки. В процессе развития через кожный покров происходит заражение личинки червя бактериями, обитающими в зоне чёрного курильщика. Далее кишечник растворяется, а в месте проникновения бактерий формируется особая ткань – трофосома, которая высовывается червем в турбулентный поток, где смешиваются теплая (20 °C) богатая сульфидами гидротермальная жидкость и холодная (2 °C), насыщенная кислородом морская вода.
Трофосома обильно пронизана кровеносными капиллярами, а сама кровь богата гемоглобином. Содержащиеся в клетках трофосомы хемосинтезирующие бактерии используют сероводород и кислород для производства органического углерода. Выходит так, что вестиментифера – это животное, которое выполняет роль наземных растений – продуцирует органическое вещество для своей экосистемы.
Таким обилием пищи грех не воспользоваться, так что вокруг минеральной основы курильщика поселяются достигающие 30 см в длину моллюски, белые крабы и креветки. Время от времени заплывают даже некоторые осьминоги и рыбы. Всего, вдоль срединно-океанических хребтов уже задокументировано более 100 гидротермальных полей, на которых открыто более 500 новых видов животных, 80% из которых встречаются только здесь.
Чёрные курильщики открывают новые возможности к поиску внеземной жизни
Открытие геотермальных потоков чёрных курильщиков на дне океанов сразу спровоцировало появление новых гипотез о происхождении жизни на планете Земля, а также о возможных поисках внеземной жизни на других телах Солнечной системы. До этого открытия потенциальную жизнь в Солнечной системе искали только на поверхности планет, куда доходит достаточное количество солнечного света для существования воды в жидком состоянии. Теперь же стало очевидно, что жизнь может существовать и под поверхностью, там, где источником энергии служит внутреннее тепло планеты.
К слову, такие источники геотермальной активности уже найдены на Энцеладе, одном из спутников Сатурна, в ходе миссии межпланетной космической станции Кассини-Гюйгенс, запущенной в 1997 году и достигшей орбиты Титана в 2004 году (крупнейшего спутника Сатурна).
Источник:
Jeremy E. Schreier, Cindy L. Van Dover. Hydrothermal Vent Ecology / Encyclopedia of Ocean Sciences (Third Edition), Academic Press, 2019, Pages 320-329, ISBN 9780128130827, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.11365-X.
Узнать больше о необычных формах жизни:
Китай намерен обогнать Илона Маска в попытке превратить человечество в межпланетный вид
