Исследователям морских глубин удалось снять на камеру самую глубоководную рыбу из известных. Но как такие существа приспособились выживать в тёмных неизведанных уголках океанов?
На прошлой неделе учёные сделали снимки рыбы, которая плавает на глубине более 8 км, установив новый рекорд обнаружения самой глубоководной рыбы, когда-либо задокументированной человеком.
Неизвестный вид рыбы-улитки рода Pseudoliparis был снят автономной камерой, которая перемещалась на глубине 8 336 м во впадине Идзу-Огасавара, к юго-востоку от Японии. Предыдущей самой глубоководной рыбой была марианская рыба-улитка (Pseudoliparis swirei), зарегистрированная на глубине 8 178 м между Японией и Папуа-Новой Гвинеей в Марианской впадине.
Самая глубокая область океана, известна как зона Хадала, названная в честь царства греческого бога Аида, подземного мира в греческой мифологии. Зона Хадала, простирающаяся от 6 до 11 км, - это запретное место, характеризующееся полной темнотой, сокрушительным давлением и температурами близкими к нулю.
Долгое время исследователи считали, что жизнь в океанских глубинах невозможна из-за таких враждебных условий, но это мнение резко изменилось в 1977 году, когда американская исследовательская группа опустила дистанционно управляемый аппарат на глубину 2440 метров в Тихом океане, чтобы сделать снимки гидротермальных источников, где морская вода встречается с магмой. Они были поражены, обнаружив, что эти глубоководные источники кишат жизнью.
С 1977 года, в районе этих источников, учёные обнаружили около 600 невиданных ранее видов. Среди них брюхоногий моллюск - чешуйчатый гастропод (Chrysomallon squamiferum), единственный известный организм, у которого в состав скелета входят сульфиды железа (отсюда его второе название – железная улитка), а также новый вид краба, названный "Краб Хоффа" (Kiwa tyleri) в честь американского актёра
Дэвида Хассельхоффа. Это вид глубоководных приземистых омаров из семейства Kiwaidae, которые обитают на гидротермальных жерлах около
Антарктиды.
Фото: journals.plos.org
Учёные заинтригованы этими открытиями и способностью видов выживать в условиях экстремального давления, низких температур и кромешной тьмы зоны Хадала.
На дне Марианской впадины давление составляет 1 086 бар, что эквивалентно "давлению сотни слонов, стоящих у вас на голове", - по словам Эбби Чепмен, исследователя из Университетского колледжа Лондона, которая изучала существ, живущих вокруг гидротермальных источников.
Как существа могут процветать в таких экстремальных условиях?
Морские животные, обитающие в зоне Хадала, адаптировались на клеточном уровне, чтобы противостоять тяжёлым условиям. Такие существа, как гигантские разноногие раки - амфиподы и марианские улитки, имеют высокую концентрацию органических молекул, называемых пьезолиты (название происходит от греческого слова "piezin", что означает давление), которые не дают их клеточным мембранам и белкам разрушаться под чрезвычайно высоким давлением. Эти молекулы предохраняют более крупные органические биомолекулы от искажения и разрушения.
Один из таких пьезолитов - это триметиламин N-оксид (ТМАО). Именно он придаёт рыбе специфический запах. Такие молекулы способны противодействовать давлению окружающей толщи воды, увеличивая пространство, которое белки занимают внутри клеток организма. По словам глубоководного биолога Тима Шэнка из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе, "это как поставить колья в палатке".
Исследования показывают, что количество молекул ТМАО увеличивается в океанических организмах в соответствии с глубиной их обитания. Учёные из Университета Лидса в исследовании 2022 года пришли к выводу, что ТМАО действует как "точка опоры в водной сети", образуя прочные водородные связи с молекулами воды. Это позволяет организму противостоять экстремальному давлению, под которым он находится.
Рыбы, живущие ближе к поверхности океана, имеют плавательный пузырь - орган, наполненный газом, который позволяет им сохранять плавучесть, не погружаясь и не всплывая на поверхность. Однако глубоководные рыбы, такие как рыбы-улитки, не имеют плавательных пузырей, так как разница в давлении между заполненной газом полостью и водой снаружи, может их разорвать.
Фото: bbc.com
В глубинах океана нет прямого солнечного света, поэтому существа не могут полагаться на фотосинтез для преобразования солнечной энергии в сахара. Вместо этого они используют хемосинтез для создания сахаров с помощью энергии, высвобождаемой в результате химических реакций, происходящих вокруг гидротермальных источников на дне океана.
Глубоководные рыбы также приспособились выживать в среде с низким содержанием кислорода. Например, мексиканские пещерные рыбы имеют более крупные красные кровяные тельца, которые производят более высокие концентрации гемоглобина - белка, переносящего кислород по всему телу, - чем рыбы, обитающие ближе к поверхности (согласно исследованию 2022 года).
Все эти биологические особенности позволяют существам процветать в тёмной бездне глубокого океана, в одной из самых суровых сред на планете Земля.