Дно океана - место малообитаемое по понятным причинам. На глубину 1,5 - 3 тысячи метров солнечный свет не проникает. Фотосинтез во тьме невозможен - там ничего не растет. И кислорода там тоже практически нет.
Сравнительно недавно ученые в этих немыслимых условиях обнаружили места, где вода достигает экстремальных температур: плюс 300 - 400°C.
Но это не помешало множеству живых организмов обосноваться вокруг “горячей воды” и чувствовать себя прекрасно.
Их механизмы выживания вас точно удивят!
Фабрика на дне океана
На дне Тихого океана притаились необычные геотермальные источники. Ученые обнаружили их не так давно, во второй половине XX века. Залегают они на глубине 2-5 тысяч метров.
Их и не удавалось заметить пока не появились батискафы, способные “нырнуть” так глубоко.
В 1977 году Роберт Баллард и два его помощника отправились в экспедицию по подводному миру. Глубоководное пилотируемое судно “Алвин” способно было погружаться на глубину до 4,5 км.
Вот тогда люди впервые столкнулись с невиданным ранее явлением.
Под огромным давлением, достигающим 250 атмосфер, сквозь толщу земной коры буквально вырываются струи воды, разогретые до 300 – 400 градусов.
При этом из сопла “валит черный дым”.
Метафора, конечно. Неоткуда взяться дыму на таких глубинах.
Так что же это?
Вода по трещинам просачивается в океаническую литосферу, там нагревается от вулканического тепла, а потом, выталкивается обратно. И очень стремительно.
Удивительно, но при этом никакого кипения нет!
Большое давление поддерживает состояние воды в сверхкритическом состоянии.
Пока вода “блуждает” в литосфере, делает свое привычное дело - растворяет сероводород, сульфиды и оксиды металлов. А когда вырывается наружу, растворенные вещества, под действием холодных вод океанического дна, выпадают в виде черного осадка. Получается эдакая имитация дыма.
Отсюда и название -“черные курильщики”.
Но и это еще не все.
Твердые частицы вещества со временем оседают на дно. Так, что вокруг сопла образуются горки, напоминающие трубы. Высота их может достигать нескольких десятков метров.
Дно океана выглядит, как металлопрокатный завод – трубы, трубы, трубы. И черный дым.
Представьте удивление исследователей, которые столкнулись с этой картиной впервые!
Кстати, существуют и “белые курильщики”. Тоже геотермальные источники в глубине, вода из которых выбрасывается с белым “дымом”. В нем, преимущественно, содержатся растворенные минералы.
Но знаете что, настоящее потрясение в ученом мире вызвало не это открытие.
Выживальщики
Когда появилась техническая возможность изучить дымящие трубы глубин получше, оказалось - прямо на вулканических образованиях обитает множество живых организмов.
Но как? Как им удается выживать в таких экстремальных условиях?
Горячо - это ведь только полбеды!
На таких глубинах царит тьма. Свет практически не проникает, фотосинтез невозможен, как и привычное дыхание кислородом - его там практически нет.
Но вопреки трудностям и лишениям жизнь здесь “бурлит”.
Оказалось, на этих океанских “фабриках” работают бактерии-хемосимбиотики. Они синтезируют органику из минерального осадка, который “выплевывают” курильщики.
Микроорганизмы, можно сказать, кормильцы для всех остальных местных обитателей.
С едой разобрались. А дышать как?
На “трубах” обитает множество уникальных форм жизни, которые больше нигде не встречаются.
Эти существа имеют способность к анаэробному (бескислородному) дыханию.
Сейчас открыто около 500 подобных видов, 80 % из которых не имеют аналогов в верхнем двух километровом слое океана.
Ну ладно, анаэробные организмы не такая уж редкость. Давно известно об их существовании. Но как они выживают при таких температурах, почему не происходит коагуляция белковых молекул?
На самом деле само сопло “трубы” не разогревается до температуры более 120°C. Хорошая новость, потому что в таких условиях бактерии себя прекрасно чувствуют. Остальные же распределились подальше от горячего устья - на уступах, ну и просто вокруг.
На середине “трубы” температура составляет примерно 50 - 80°C. Здесь обосновались помпейские черви (название от древнего города Помпеи). Тут же обитают кольчатые черви.
Еще ниже, где еще прохладней, и температура не поднимается выше 40°C, живут гигантские (до 2,5 м в длину) черви погонофоры. На “черных курильщиках” обитает уникальная их разновидность - рифтии.
“Подножие трубы” и водное пространство на несколько десятков метров усеяно огромными двустворчатыми моллюсками (30-40 см в длину).
Ну и просто неподалеку “крутятся” белые слепые крабы, креветки, осьминоги, хищные рыбы термарцесы и много другой живности.
И всю эту “братву” кормят хемосимбиотики. [см. в галерее]
Разумеется, животные покрупнее - например, термарцесы - питаются креветками и другими мелкими обитателями. Но бактерии - важная часть пищевой цепи. Без них эта “пирамида” просто рухнет.
А еще есть страшно симпатичный краб-йети. Этот хитрец “придумал” использовать бактерии на свой лад.
Стоп!
А краб как дышит? Он же не анаэроб?
Персональные поставки
Краб-йети или пушистая Кива - презабавное животное. Обнаружили его впервые только в 2005 году.
Краб поселился вблизи “черных курильщиков” на глубине 2200 метров.
По названию уже понятно, что выглядит в семействе крабов он непривычно.
- Во-первых, он совершенно слепой. Оно и понятно - в кромешной тьме глаза ни к чему.
- Во-вторых, он белый. Окрас на такой глубине роли не играет. Маскироваться крабу нет нужды. Значит и незачем “растрачиваться” на построение пигментов.
- В-третьих, он, как йети, - волосатый. Не весь, только клешни.
Правда, когда животное изучили получше, это оказалась не шерсть, а длинные щетинки.
Что касается дыхания, ученые ссылаются на близких родственников Кивы. Они также живут возле геотермальных источников с высоким уровнем растворенного сероводорода в воде.
Оказалось, у крабов уникальные жабры, которые работают, как химическая лаборатория. Они расположены под панцирем и способны окислять сульфид водорода до тиосульфата, связывая его с гипотаурином.
Образуется менее токсичный тиотаурин, в котором имеется несколько молекул кислорода. Он и обеспечивает привычную нам форму дыхания.
Крабы Кива живут большими колониями, более 700 особей на 1м2.
И вся эта “толпа” - танцует.
Они поднимают клешни вверх и машут ими влево-вправо - крабий флешмоб.
Оказалось, так крабы пытаются поймать на щетинки побольше бактерий. Но не для того, чтобы съесть.
[см. на видео, как это забавно выглядит]
Бактерии преобразуют сероводород в органику, а краб щетинками всасывает питательные вещества.
Где зародилась жизнь?
Популярна гипотеза, будто жизнь зародилась на дне океана. Что потом существа эволюционировали и выбрались на сушу.
Так вот, ученые предполагают - первые живые организмы зародились как раз в экстремальных условиях. При отсутствии кислорода и там, где горячо.
“Черные курильщики” по этой причине вызвали у исследователей научный интерес. По результатам экспериментов гипотезу выглядит правдоподобной.
А вот это вообще феноменальный эксперимент! 👇
В лабораторных условиях сымитировали условия, типичные для черных курильщиков: температуру, давление, состав воды.
Для химических реакций применяли угарный газ и синильную кислоту.
В результате - добились образования аминокислот. А они, как вы помните, первичные единицы белков.
Можно ли считать гидротермальные источники местом возникновения земной жизни? Как думаете?
Подпишитесь и погружайтесь с нами в Тайны глубин
Поставьте 👍и обязательно оставьте свое мнение в комментах - так еще больше людей прочитает эту публикацию и приобщится к увлекательному миру глубин