Экосистема «черного курильщика»

Температура воды в трубе составляет 300-350 градусов по Цельсию! При такой температуре вода должна была бы йонизуватися, однако, благодаря высокому давлению, которое на глубине 1500 метров составляет 383 килограмма на каждый квадратный сантиметр, вода остается перенагритою жидкостью. Казалось бы, что может выжить при такой температуре, ведь денатурация белков наступает уже при температурах 40-50 градусов Цельсия, а их разрушение при 70-90. Но природа оказалась, как всегда, значительно богаче, чем человеческое воображение – в, почти "адских" условиях процветает экосистема. Морские биологи провели замеры и выяснили, что средняя биомасса на один квадратный метр здесь составляет 50-52 кг. Это сопоставимо с биомассой тропических лесов, которая составляет 50-70 кг на квадратный метр, или кораллового рифа – 30-60 кг на квадратный метр.

В верхней части дымохода курильщика, где горячая вода температурой 200 градусов просачивается через его тонкие стенки, живых существ практически нет – исключением является разве экстремальные термофильные архебактерии, которые могут выжить в таких чрезвычайных условиях. В местах, где стенки трубы толстые за 4-6 см, а температура составляет 100-120°С, бактерии активно размножаются, образуя гигантские колонии, так называемые, мать или подушки размерами до нескольких метров. Они усваивают сероводород, который выходит вместе с горячей водой, превращая его в энергию и сахара. Архебактерии здесь выступают первичными продуцентами-автотрофами – основа всей экосистемы. Без них всех сложных группировок животных черного курильщика не могло бы существовать.

Еще ниже, при температуре 50-80°С, бактерий вытесняют 12-и сантиметровые помпейских черви(Alvinella pompejana Desbruyéres and Laubier, 1980) – это единственные животные на Земле, способные выживать при таких температурах. Они окрашены в ярко-красный цвет, что обусловлено чрезмерно высоким содержанием гемоглобина в их крови. Выдвигая свои щупальца из трубки, которая является их домом, они, в царстве токсичных потоков, вдыхают животворный кислород Ученые назвали их помпейских червями, так как они, как и жители древних Помпей в Италии, живут на краю вулкана, который может в любое мгновение погубить их. А между помпейскими червями ползают мелкие кольчатые черви – Гезиолиры (Hesiolyra Blake, 1985), которые выискивают покинутые хозяевами пустые трубки чтобы поселиться в них.

При температуре 20-40°С – в нижней части дымохода поселяются гигантские трубчатые черви – Рифтии (Riftia pachyptila Jones, 1981), которые достигают 2-2,5 м в длину и 10 см в толщину. Им присуща высокая скорость роста среди всех морских беспозвоночных и особенно червей. У них отсутствует пищеварительная система и рот – они не потребляют пищи, зато в их теле есть особый орган, который называется торофосома. Он наполнен миллиардами архебктерий, питающих Рифтию, а та, в свою очередь, поставляет им кислород, углекислый газ и сероводород и предоставляет защиту от поедания другими животными. Трофосома Рифтии является не чем иным как видоизмененным кишечником. Рядом с Рифтиями поселяются черви Тевнии - трубы Иерихона (Tevnia jerichonana Jones, 1985), названные так из-за формы трубки, в которых они живут - по библейской легенде стены города Иерихона в Палестине дрогнули и рухнули от звука труб войск, наступавших. Видимо именно такую картину увидел ученый, впервые описавший Тевний. Здесь же можно встретить и Паральвинел серных (Paralvinella sulfincolaDesbruyères & Laubier, 1993), Ридгей рыбьих (Ridgeia piscesae Jones, 1985) и других трубочный кольчатых червей.

Вокруг трубы – на несколько десятков метров – простираются поля плотно заселены двустворчатыми моллюсками - Калиптогенами гигантскими (Calyptogena magnifica (Boss and Turner 1980). Эти моллюски, как и большинство глубоководных животных, полностью лишены пигментации – они обесцвеченные – белые; достигают 30-40 см в длину.

Дальше начинается зона заселенная другим видом гигантских моллюсков – Глубоководника теплолюбивого(Bathymodiolus thermophilus Kenk & Wilson, 1985). Несмотря на название, этот вид двустворчатых моллюсков живет на расстоянии в несколько десятков метров от трубы, где температура составляет лишь 4°С. Между моллюсками и гигантскими червями ползают различные виды нереид (Nereis Linnaeus, 1758), лазают тысячи белых крабов (Bythograea thermydron Williams, 1980), и таких же белых и слепых раков (Munidopsis Whiteaves, 1874), плавают глубоководные креветки (Lebbeus bidentatus Zarenkov, 1976) и еще много других мелких беспозвоночных существ. В целом ученые насчитали более 350 видов животных, но это еще далеко не все – при каждом погружении камеры глубоководных аппаратов фиксируют неизвестных ранее созданий.

На вершине пирамиды в экосистеме черных курильщиков находятся глубоководные осьминоги, которых известно несколько видов и хищные рыбы Термарцесы, научное название которых переводится с латыни как Адские Цербер (Thermarces cerberus Rosenblatt & Cohen, 1986). Термарцесы лишены окраски – они вполне бледные, а их неспешные движения напоминают появление призрака. Их тело имеет лентовидную форму, они неспешно плавают между скоплениями червей и моллюсков в поисках креветок или крабов.

Экосистемы черных курильщиков построены на совершенно отличных процессах потребления энергии, чем наземные или большинство морских экосистем. Все поверхностные экосистемы черпают энергию от солнца, однако, солнечный свет проникает лишь до глубин 200-300 м, а черные курильщики находятся на глубине от 1000 м и ниже. Здесь царит вечный мрак. В этих непроглядный глубинах, из-за достаточно высоких температур и насыщенности воды сероводородом главную роль играют не растения и фотосинтез, а архебактерии и хемосинтез, аналогично, как и в экосистемах холодных метановых источников. Археи, в условиях черных курильщиков, поглощают сероводород и углекислый газ, превращая их в сахара. Вся экосистема, в прямом смысле слова, пропитана архебактериями – они повсеместно: и на голых скалах, и в толще донного ила, и на поверхности животных и в их тканях. Большинство животных вступили в симбиоз с этими микроорганизмами, поставляя им сероводород и углекислый газ, а бактерии, в свою очередь, кормят хозяина синтезированными сахарами.

Существование экосистем черных курильщиков удивляют ученых не только экстремальными температурными условиями, но и тем, что среда перенасыщена тяжелыми металлами и радионуклидами, которые подавляют жизнедеятельность почти всех живых существ и могут стать причиной раковых заболеваний, а жители черного курильщика не ощущают отрицательного влияния. Кроме того кислотность среды чрезмерно высока – 2,2-2,8 рН, при которой большинство существ не выживает. Здешние животные приспособились к жестким условиям, выработав механизмы защиты. Биологов интересуют их антиоксидантные системы и биохимические процессы, которые могли бы помочь выработать лекарства от огромного количества заболеваний и даже рака у людей.

Экосистемы черных курильщиков обнаружены по всему Мировому океану – от Арктики до Антарктики. Везде, где проходят океанические глубинные разломы и поднимаются горы, где струятся термальные источники, изобилует жизнь, которая превращает кажущуюся океанскую пустыню в цветущий сад морских организмов.

Список литературы

1. Караулов В.Б., Никитина М.И.. Геология. Основные понятия и термины.

2. Короновский Н.В. Общая геология.

3. Виноградов Г.М. Хемобиос океанических глубин.

4. Захарова А.Н. Обитатели морских глубин.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 452; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!