Неизвестные гиганты в глубинах океана

Экспедиции в глубины океанов открыли странные тёмные миры, кишащие новыми для науки видами, и каждый учёный хочет исследовать эти виды. Если бы земные океаны были размером с остров Манхэттен, то, по оценке океанографа и исследователя морских глубин Эдит Виддер, люди исследовали эквивалент, возможно, одного блока, но только на уровне первого этажа.

Океаны составляют примерно 99,5% всех мест обитания на планете, и считается, что в этих неисследованных глубинах обитают десятки крупных морских животных, неизвестных науке.

Если принять во внимание и более мелких животных, число неизвестных видов возрастёт до миллионов. От 13-метрового прожорливого плотоядного кальмара до крабов Йети, сбившихся в кучу возле гидротермальных жерл, до зубатых китов, обитающих на глубине в сотни километров, чтобы избежать хищных косаток, - каждый год регистрируются новые для науки крупные морские животные. Гонка за оставшимися видами становится всё быстрее.

Поскольку глубоководная добыча полезных ископаемых угрожает посягательством на ранее нетронутые места обитания на морском дне, а изменение климата нагревает и окисляет моря, океанские экосистемы находятся на грани глубоких изменений.

После столетий исследования океана, откуда учёные знают, что ещё не нашли всех крупных океанских животных?

На самом деле есть несколько способов, с помощью которых учёные могут оценить, сколько неизвестных видов ещё предстоит открыть, говорит Тэмми Хортон, таксономист и исследователь биоразнообразия океана из Национального океанографического центра в Саутгемптоне, Великобритания. Например, если взять один небольшой участок воды, расположенный над дном океана в нескольких сотнях метров от побережья, и записывать, сколько новых видов там найдено, можно увидеть несколько ракообразных, цепляющихся за валун на морском дне, несколько видов рыб, снующих вокруг, и пару питающихся отложениями, застрявших в илистом морском дне. Затем вернуться во второй раз и сделать это снова, отметив количество видов, которых там раньше не было замечено. Может быть, на этот раз акула проплывёт через этот участок воды, или можно заметить ещё одно или два новых существа.

По мере повторения этого процесса, говорит Хортон, можно будет найти всё меньше и меньше новых видов. Если отобразить количество новых видов, которые были обнаружены, на графике с течением времени (и провести «множество статистических анализов, называемых разрежением», добавляет Хортон), то получается кривая, которая начинается круто при обнаружении множества новых видов, прежде чем выровняться по направлению к горизонтали, достигнув так называемой асимптоты - в этот момент, после многих погружений для осмотра участка океана эффективно можно описать всё, что там живёт. «Если вы делаете это с акулами, рыбами или млекопитающими, то часто попадаете в асимптоту», - говорит Хортон. «Они крупнее, а более крупные объекты находят первыми. Но когда вы смотрите на образцы донных отложений в глубоком море или на тропических брюхоногих моллюсков, крошечных существ на коралловых рифах, они никогда не достигают асимптоты. Кривая просто идёт вверх».

Это говорит нам о том, что ещё предстоит открыть бесчисленное множество мелких обитателей отложений. Но в некоторых частях морей больше шансов обнаружить и крупных животных новых для науки. «Есть закономерности в обнаружении видов, и они связаны с размером и окружающей средой, где мы чаще всего смотрим», - говорит Хортон. «Глубоководье - это место, где мы находим гораздо больше новых видов». Причина этого просто в том, что учёные не проводили там много времени.

В заливе Суруга, недалеко от тихоокеанского побережья японского острова Хонсю, в 2021 году было определено, что новым видом станет 1,4-метровая рыба-сликхед весом 25 кг, названная «Йокозуна» в честь самого высокого ранга в борьбе сумо. Эта впечатляющая рыба была найдена плавающей на глубине около 2500 м, недалеко от самого большого и самого густонаселённого острова Японии.

Уходя в более отдалённые участки океана, ещё более странные животные могут скрываться вне поля зрения. Проблема в том, что появляется всё больше свидетельств того, что исследователи искали их неправильным путём. «Я всё время подчеркиваю, что в океане может быть много животных, о которых мы ничего не знаем из-за того, как мы их исследуем», - говорит Виддер. «Я провела большую часть своей карьеры, занимаясь дайвингом и подводным плаванием, задаваясь вопросом, сколько животных было за пределами досягаемости моих фонарей, которые могли видеть меня, но я не могла видеть их».

Чтобы попытаться взглянуть на этих неуловимых существ, Виддер черпала вдохновение из фотоловушек на суше, которые используют инфракрасный свет для съёмки трудно отслеживаемых животных, таких как снежные барсы. Инфракрасные камеры не беспокоят леопардов, которые не видят свет в этой части спектра. Но в морской воде инфракрасный свет быстро поглощается - поэтому Виддер пришлось искать альтернативу. Решение пришло в виде светофорной рыбы-попугая, у которой под глазом есть орган, излучающий красный свет. «Приэтом большинство глубоководных животных видят только синий свет», - говорит Виддер. «Но светофорная рыба отличается. Она может видеть не только синий, но и красный свет».

Пытаясь узнать, как светофорная рыба излучает красный свет в мире, где синий свет лучше распространяется в воде и его легче производить, Виддер препарировала световой орган. Она нашла фильтр, закрывающий его. «Я помню, как в то время меня поразило, что этот фильтр требует огромного количества энергии», - говорит Виддер. «По какой-то причине это должно было быть действительно важно».

Виддер рискнула и решила изготовить фильтр, имитирующий фильтр светофорной рыбы. Но она хотела не только протестировать красный свет в воде, но и посмотреть, могут ли различные световые узоры привлечь хищников. «Меня особенно заинтриговала одна глубоководная медуза, Атолла, одна из самых зрелищных. Она создаёт завихрение из света. При этом у неё нет глаз, потому световое завихрение направлено на кого-то другого. Но на кого и почему?»

С помощью этого странного гибрида фильтра светофора и светового завихрения Атоллы Уиддер создала своё новое устройство. Теория заключалась в том, что световой дисплей Atolla действовал как охранная сигнализация - когда медуза подвергалась нападению хищника, она отображала свои вертушки, чтобы попытаться привлечь ещё более крупного хищника, который напал бы на нападавшего и дал медузе шанс убежать.  «Первые четыре часа у меня просто горел красный свет - я хотел посмотреть, как животные реагируют на него, и впервые, когда загорелся свет, они не уплыли», - говорит Виддер. «Я была в восторге - у меня было окно в глубокое море». Четыре часа спустя Виддер впервые запустила импровизированную электронную медузу. «Клянусь, это правда, в науке такого никогда не бывает, но через 86 секунд после того, как я впервые включила её, мы зафиксировали кальмара длиной более 2 м, совершенно нового для науки, настолько нового, что он даже не мог быть помещён ни в одно из известных семейств.

Виддер вскоре нацелилась на гораздо более крупного кальмара. «На самом деле мы знали, что в океане водятся миллионы гигантских кальмаров, потому что в желудках кашалотов было обнаружено множество клювов гигантских кальмаров». Но в то время, когда Виддер проводила свои эксперименты, гигантский кальмар ещё никогда не был заснят на плёнку. Она разработала новую версию своего электронного «глаза в море», которую назвала Медузой. Медуза будет дрейфовать по линии длиной 750 м, прикреплённой на поверхности к спутниковому маяку.

Таким образом, учёные могли оставлять глаз в море на длительное время, вдали от корабля. Команда выпустила Медузу туда, где раньше видела морского гиганта и где, как известно, кормились кашалоты. Как только электронная медуза оказалась в воде, она сработала. «Мы получили первую в истории видеозапись гигантского кальмара в его естественной среде обитания», - говорит Виддер. «И в ходе экспедиции мы на самом деле снимали гигантского кальмара пять раз. И вы знаете, это было после многих лет крупных экспедиций. Это были огромные усилия, но мы просто делали это неправильно».

Гигантский кальмар, отмечает Уиддер, довольно заметное животное в океане. В целом считается, что в океанах обитает до двух миллионов видов, а по некоторым оценкам эта цифра выше. На данный момент известно менее 250 000 особей, согласно Всемирному реестру морских видов. Поиск 1,75 миллиона или около того пропавших без вести видов становится всё более актуальной задачей, особенно на самом глубоком дне океана, поскольку перспектива коммерческой глубоководной добычи становится неизбежной.

В 2021 году Науру, самое маленькое островное государство в Тихом океане, объявило о своём намерении начать глубоководную добычу полезных ископаемых, в результате чего Международный орган по исследованию морского дна, орган ООН, контролирующий добычу полезных ископаемых в международных водах, должен в течение двух лет завершить разработку экологических норм для глубоководной добычи полезных ископаемых. Крайний срок в июле 2023 года быстро приближается. Однако, если переговоры с ISA не увенчаются успехом, теоретически глубоководная добыча может начаться этим летом без природоохранного регулирования.

В августе 2022 года переговоры застопорились из-за неспособности достичь консенсуса. Недостаточное исследование морского дна является одной из причин того, что глубоководная добыча полезных ископаемых вызывает столько беспокойства - мы просто не знаем, что нам терять.

Большинство исследований жизни на морском дне были мимолётными просто потому, что очень сложно и дорого отправлять вездеходы на глубину, чтобы посмотреть, что там. Однако периодические глубоководные исследования выявили необычные экосистемы, совершенно не похожие на известные человеку. Например, в глубоководных термальных жерлах обнаружили огромное разнообразие редких форм жизни, таких как трубчатые черви двухметровой длины, питающиеся сернистыми бактериями, и крабы Йети, которые собираются вблизи термальных источников.

Поскольку глубоководная добыча ещё не коммерциализирована, виды разрушения морского дна, которые она повлечёт за собой, ещё полностью не известны. Некоторые из наиболее привлекательных минералов на морском дне находятся в виде полиметаллических конкреций, известных как марганцевые конкреции, которые располагаются на поверхности морского дна. Эти конкреции особенно привлекательны, потому что они содержат несколько ценных металлов в каждом куске - одна конкреция может содержать значительные количества марганца, никеля, меди и кобальта.

Одна экспедиция в 2022 году отправилась на поиски животных на глубоководном дне центральной части Тихого океана. Они искали в районе, называемом зоной Кларион-Клиппертон, которая находится между Гавайями и Мексикой и простирается до 5500 м в самом глубоком месте. Зона Кларион-Клиппертон была определена как потенциальное место для глубоководной добычи полезных ископаемых, поскольку в ней в изобилии обнаружены марганцевые конкреции. Экспедиция по исследованию морского дна зоны выявила гораздо больше, чем ожидалось. Яйцевидные существа с гарпуноподобными шипами и загнутыми клыками бегали по морскому дну, а облачкообразные существа с щупальцами и полупрозрачные восьмипалые полипы цеплялись за скалы или стебли прозрачных губок.

Из 55 обнаруженных ими видов, многие из которых были относительно крошечными, они подозревали, что по крайней мере 39 оказались совершенно новыми для науки. Пролить свет на эти разнообразные экосистемы особенно важно, учитывая, что первоначальные тесты показали, что они вряд ли легко восстановятся после добычи. Один эксперимент, имитирующий сбор глубоководных марганцевых конкреций в 1989 году, показал, что экосистемы, существовавшие между конкрециями, не восстановились до сих пор.

Вокруг территории добычи вообще было меньше биоразнообразия. Если бы этот тест точно отражал добычу полезных ископаемых в зоне Кларион-Клиппертон в более широком смысле, то последствия «могди быть хуже, чем ожидалось, и потенциально привести к необратимой утрате некоторых экосистемных функций, особенно непосредственно в нарушенных районах», предостерегают авторы исследования.

«Наше существование на планете зависит от способности исследовать и понимать её», - говорит Виддер. «На самом деле мы уничтожаем океаны ещё до того, как узнаем, что в них находится. Нам удалось использовать их занимаясь глубоководным тралением и добычей полезных ископаемых, не исследуя их. И это безумие».