Жизнь в океанских глубинах встречает суровые вызовы: невероятное давление и скудность пищевых ресурсов. Основное питание на дно обычно поступает с верхних слоев – это может быть затонувшая органика или останки морских обитателей, причем его количество стремительно уменьшается по мере погружения.
Разнообразие живущих в мегаглубинах
Подобные условия характерны для традиционной, фоновой жизни, которую поддерживают гетеротрофы, питающиеся органикой от фотосинтеза. Однако почти в 10 км от поверхности, куда не проникает солнечный свет, существуют организмы, освоившие энергетику хемосинтеза. Бактерии и археи создают органику, используя энергию химических реакций без участия света.
Метан – топливо для глубоководных экосистем
Ключевым энергоресурсом для таких сообществ часто становится метан. Раньше рекордным считался уровень выхода этого газа на глубине 7400 метров в Японском желобе. Его проявления были известны и на дне Курило-Камчатского, а также Алеутского желобов. Глубоководный Курило-Камчатский желоб, достигающий 9717 метров и входящий в мировую пятерку глубочайших образований, стал целью вдохновляющей международной экспедиции биологов летом 2024 года.
Историческое открытие экспедиции с "Фэньдоучжэ"
Используя китайский пилотируемый аппарат "Фэньдоучжэ", ученые совершили удивительные погружения: 31 раз они исследовали разные участки желоба. На глубине 9533 метров их взору предстал захватывающий вид – обширное поле трубчатых червей-погонофор, напоминающее причудливый ковер. Эта оживленная экосистема охватывала множество организмов: полихет, моллюсков, рачков-бокоплавов. Стало ясно, что перед ними – самая глубоководная хемосинтетическая экосистема на планете.
Исследователи зафиксировали уникальную находку на видео, собрали драгоценные образцы грунта, воды и живых существ. В отличие от прежних "слепых" траловых сборов, эти наблюдения позволили впервые воочию увидеть подобное сообщество, обычно существующее на участках в десятки или сотни метров шириной.
Невероятный масштаб метановой жизни
«Революционное открытие дало нам ключ к поиску хемосинтетических сообществ, – делится впечатляющими результатами доктор Андрей Гебрук, руководитель Лаборатории донной фауны океана Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН. – В дальнейших погружениях мы оценивали распространенность этих очагов жизни. Однажды аппарат двигался над дном два километра, а поле организмов не заканчивалось! Поражали их колоссальные масштабы. Объединив данные всех исследований экспедиции, мы установили протяженность зоны с выходами метана – целых 2500 километров с севера на юг. Это фундаментальное открытие, кардинально меняющее представления о морских запасах метана!»
Парадоксы питания: от метана к сероводороду
Интригующим оказался механизм питания найденной фауны. Беспозвоночные используют не сам метан, а сероводород. Его производят симбиотические бактерии, живущие внутри погонофор. В безкислородной среде эти бактерии окисляют метан, поднимающийся со дна, осуществляя хемосинтез. Только по присутствию погонофор можно уверенно локализовать места выхода метана.
Метан на этой фантастической глубине рождается миллионы лет из погребенной органики – останков животных и органической взвеси, покрытых осадочными слоями. Глубинные микробы расщепляют осадки, образуя метан. Там, под чудовищным давлением, он кристаллизуется в газогидраты. А так как желоба часто связаны с зонами субдукции, погружающаяся плита утягивает кристаллический метан в недра, где под сжатием гидраты разрушаются, высвобождая газ, который затем выходит наружу.
«Жизнь на таких глубинах – само по себе уникальное чудо! Виды, сумевшие к этому приспособиться, вероятно, обитают и в других глубочайших желобах Мирового океана», – с оптимизмом заключил Андрей Гебрук.
