Тысячи лет назад гидротермальные источники кормили червей глубоко подо льдом. Учёные обнаружили 300-летних губок, питающихся окаменевшими останками червей.
Протянувшийся почти на 130 км по морскому дну центральной Арктики хребет Лангсет скалистый, бесплодный и в целом негостеприимный. Так и должно быть: в отличие от более продуктивных океанов, здесь циркулирует мало питательных веществ, благодаря льду, блокирующему свет.
Однако тысячи лет назад вершины хребта гудели от вулканической активности, производившей серу, которая кормила трубчатых червей.
Или, точнее, сера питала симбиотических бактерий внутри червей, которые перерабатывали её в энергию, поддерживая жизнь живых существ.
Та вулканическая активность на хребте Лангсет давно замерла, но жизнь осталась. Сегодня в журнале Nature Communications учёные описывают, как ранее неизвестный вид экосистемы процветал подо льдом, вдоль возвышающегося хребта на глубине более 600 метров. «Никто не знает, что живёт на этих гигантских курганах», — говорит Антье Боэций, директор Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца Института Альфреда Вегенера и соавтор статьи. «И когда я говорю о гигантских курганах, представьте себе, что у нас на Земле была бы неизвестная гора высотой 3,8 километра — действительно огромная — и никто не ходил по ней. Никто не фотографировал, никто не знает, какие виды растений и животных там живут».
С помощью дистанционно управляемого транспортного средства, свисающего с ледокола, Боэций и её коллеги обнаружили, что теперь на хребте преобладают не черви, а огромные губки, каждая шириной до 1 метра. В среднем им 300 лет, но некоторые намного старше. Как ни странно, губки развили аналогичную стратегию выживания, основанную на микробах, только они поедают останки, оставленные червями, которые мертвы уже 2000 лет. Таким образом, вымершая, окаменевшая гидротермальная экосистема питает ещё более причудливую совокупность живых существ. «Это похоже на лес», — говорит Тереза Мария Морганти, эколог и эксперт по губкам в Институте морской микробиологии им. Макса Планка. «Это действительно горячая точка жизни посреди пустыни. Восхищает, как они могли использовать это древнее предыдущее сообщество».
Фото: focus.ua
Основой экосистемы хребта является плотная подстилка, состоящая из спикул, крошечных структур кремнезёма, которые губки используют для построения своих тел. Эта поверхность создаёт сложную трёхмерную матрицу для других животных, таких как креветки, но она также выдаёт то, чем губки занимались в темноте: они двигаются в поисках пищи, оставляя следы на подстилке. Эта пища — окаменевшие трубки древних червей, состоящие из белка и хитина (тот же материал, из которого состоят панцири ракообразных).
Исследователи знают, что губки питаются ими, потому что они использовали ROV для сбора образцов и обнаружили одинаковые химические сигнатуры как у объектов исследования, так и у трубок червей. Заглянув внутрь губок, они также обнаружили симбиотические бактерии, которые помогают животным перерабатывать такой прочный материал. И это ещё не всё, что они едят: одно и то же бактериальное сообщество может помогать губкам при извлечении пищи из самой воды. «Мы обнаружили, что симбионты внутри губок могут использовать твёрдое органическое вещество, находящееся в толще воды, и в то же время они также могут использовать растворённый в воде неорганический углерод», — говорит Морганти. «Так что это действительно совместные усилия губок и их симбионтов».
Это больше похоже на то, как питаются губки в богатых питательными веществами морях, всасывая воду и отфильтровывая пищу. Но из-за того, что в толще воды посреди Арктики так мало еды, эти гигантские губки развили дополнительный «микробный» подход, необходимый для того, чтобы поедать окаменелые трубки червей. Жизнь на хребте движется медленно, что даёт губкам дополнительное преимущество. «Метаболизм губок в целом очень низкий, а здесь мы говорим об очень крупных особях, значит, у них ещё более низкий метаболизм», — говорит Морганти.
Такая холодная вода, как в Арктике, ещё больше замедляет метаболизм. В результате губкам нужно меньше пищи, поэтому запаса оставшихся трубок может хватить им ещё на тысячи лет.
«Для меня это открытие показывает, что губки, одна из первых эволюционировавших форм многоклеточной жизни, способны к экстремальной адаптации и что в глубоком море ничего не пропадает зря», — говорит биолог Хью Гриффитс из Британской антарктической службы. (Почти ровно год назад Гриффитс сообщил об обнаружении странных существ под слоем льда в Антарктиде.)
Фото: vokrugsveta.ua
Ещё один биологический трюк помогает губкам процветать там, где не должно быть жизни. Эти животные размножаются путем «почкования» или создания маленьких копий самих себя. «При почковании они производят одних и тех же особей — то есть одинаковую генетику, а также одних и тех же симбионтов, которые необходимы этим губкам для выживания в такой среде», — говорит Морганти. То есть появляются новые губки с генами, необходимыми для выживания в этих суровых условиях, и с микробами, которые нужны им для извлечения энергии из вымершей экосистемы.
Поскольку губки обеспечивают поверхность, к которой может прикрепляться другая жизнь — кораллы и, по странному стечению обстоятельств, даже обитающие в трубках черви, — они являются критическими инженерами всей своей экосистемы. Но, несмотря на всю свою жесткость, это сообщество сталкивается с масштабными изменениями, поскольку Арктика нагревается намного быстрее, чем остальная часть планеты.
С меньшим количеством льда, блокирующего солнце, эти воды также могут стать более биологически продуктивными, а это означает, что в толще воды может быть больше пищи и меньше эволюционной потребности в губках, поедающих ископаемые. Таким образом, исследования продолжаются, пока можно выявить, какие ещё странности могут скрываться в этих холодных водах, прежде чем они превратятся во что-то неузнаваемое. «Из-за сложностей с логистикой, — говорит Гриффитс, — полярные регионы, вероятно, ждут ещё много сюрпризов в глубинах».