Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям - Хелен Скейлс
Особенно нестабильны и недолговечны области гидротермальных источников в древнейшем океане – Тихом. Десятки миллионов лет реки наносили ил и другие донные отложения на края тектонических плит. Этот огромный вес давит на плиты в зонах субдукции и утягивает вниз морское дно, яростно круша срединно-океанические хребты. Ежегодно на Восточно-Тихоокеанском поднятии образуется от десяти до пятнадцати сантиметров нового дна. На первый взгляд, не так уж и много, максимум размером с ладонь, но столь стремительно новое дно не образуется больше нигде на планете. Относительно молодой и спокойный Атлантический океан расширяется всего на пять сантиметров в год. Медленнее всех расширяется Индийский океан: нового дна там появляется с ноготь в год, и поэтому в нем самые долговечные из известных источников.
Живые организмы, обитающие в гидротермальных зонах, не выживут в долгосрочной перспективе, если будут просто оставаться на своих местах, в жаркой и токсичной среде. Успешные виды должны подстраховаться и расселяться по другим кратерам. Взрослые особи не в состоянии путешествовать между гидротермальными зонами – в пути они погибнут от голода. Кроме того, большинство из них малоподвижны, а некоторые, например трубчатые черви и моллюски, вообще не передвигаются. Вместо этого они отправляют своих личинок – крошечные прозрачные версии самих себя, которые вылупляются из яиц и зачастую выглядят совершенно иначе, чем их взрослые особи: у одних дополнительные шипы, у других огромные глаза, у третьих длинные мохнатые отростки. Все это помогает им выжить.
Юные странники путешествуют вдоль хребтов, исследуя это уникальное линейное пространство. Большинство срединно-океанических хребтов можно нанести на карту мира одной длинной линией, не отрывая руки от бумаги.
Гидротермальные источники – это пунктирные черточки вдоль извилистой линии хребтов; между этими черточками и перемещаются личинки, часто плывя по течению. Эти широкие рифтовые долины, по которым передвигаются личинки, расположены между медленно-спрединговыми хребтами и действуют, как гигантские желоба, не позволяя молоди уплыть в холодную бездну, где нет гидротермальных источников.
Личинки некоторых видов довольно долго скользят вдоль хребтов, напоминая нанизанные на нитку бусинки. Затем они колонизируют новые источники или присоединяются к существующим субпопуляциям.Расстояние, которое способны преодолеть личинки, отчасти зависит от их рациона. В отличие от своих родителей, некоторые из них могут отправляться в долгие странствия, питаясь самостоятельно. Гидротермальные креветки, обитающие вдоль Срединно-Атлантического хребта, остаются в стадии личинок недели и месяцы, периодически поднимаясь в верхние слои водной толщи, чтобы подкрепиться планктоном, а затем, накопив запасы энергии, погружаются обратно и снова ищут гидротермальное жерло, на котором можно обосноваться. На протяжении всего ареала распространения субпопуляции гидротермальных креветок, охватывающего 6500 километров, между ними сохраняется тесная связь и постоянно происходит обмен личинками.
У других животных, таких как чешуйчатоногая улитка, личинки далеко не так самостоятельны. Вместо того чтобы самим добывать себе пропитание, молодые особи уносят с собой запас еды в виде большого желтка, в котором содержится все, что им нужно, и дрейфуют, пока не найдут новое жерло. Генетические исследования показывают, что между тремя известными популяциями улиток, разбросанными по Западно-Индийскому хребту, очень мало смешения. Из популяции, расположенной в гидротермальном районе Лунци, к югу от Мадагаскара, только несколько сотен личинок из сотен тысяч в каждом поколении достигают Кайрея, ближайшего известного ареала улиток, находящегося в 2250 километрах к северо-востоку. Больше никаких поселений чешуйчатоногих улиток между этими двумя объектами не обнаружено.
На расселение гидротермальных видов влияют и локальные условия. В 2015 году одна экспедиция исследовала гидротермальные источники Калифорнийского залива. Ученые убедились в том, насколько разными могут быть условия в соседствующих жерлах. Они обнаружили, что жерла «белых курильщиков» в бассейне Пескадеро покрыты трубчатыми червями рода оазисия (Oasisia), растущими в белых трубках, похожих на изогнутые карандаши с торчащими пушистыми пучками красных жабр. Эти черви живут в такой тесноте, что на странице книги могли бы разместиться до восьмидесяти особей. Там же обитают радужные чешуйчатые черви, желтые полихеты, а также красные и белые актинии, похожие на распустившиеся цветы. Трубчатые черви рифтии (Riftia) с их более длинными трубками и жабрами, напоминающими большие тюбики губной помады, здесь редкость, крабов и рыб тоже немного. На другом же гидротермальном участке, представляющем собой скопление жерл «черных курильщиков», всего в 72 километрах от первого, совсем иной животный мир. Здесь повсюду жаростойкие помпейские черви и рифтии, а за маленькими светлыми моллюсками-блюдцами, расположившимися между ними, охотятся узкотелые розовые морские угри.
В общей сложности исследовательская группа насчитала в этом районе шестьдесят один вид животных. Десятки видов ранее не были известны, но только семь из них обитали одновременно в местах жерл «черных и белых курильщиков». Ученые также исследовали воды в окрестностях расположения тех и других источников, надеясь найти фрагменты ДНК, которые помогли бы определить, какие виды личинок дрейфуют в них. Выяснилось, что личинки, обитающие в районах «черных и белых курильщиков», находятся повсюду, а не только в родных для них водах: виды из местности «черных курильщиков» были обнаружены в окрестностях «белых», и наоборот. Очевидно, личинки порой подплывают к иным гидротермальным жерлам, но, поняв, что такая геология и химия им не подходят, не остаются там.
* * *
Обнаружение в гидротермальных источниках жизни на основе хемосинтеза привело к революционным изменениям в научных представлениях о жизни не только на Земле, но и в других местах. Это стало доказательством того, что жизнь может возникнуть не только под приветливыми солнечными лучами, и зародило надежду относительно возможности эволюции живых существ на других планетах. Если кто-то может процветать даже в токсичной тьме гидротермальных жерл, то, возможно, где-то в этой или другой галактике есть иные формы жизни!
После открытия гидротермального хемосинтеза ученые стали находить использующие химические вещества микроорганизмы во всех морях и океанах: в отложениях близ коралловых рифов, в мангровых зарослях и подводных лугах с морской травой, на затонувшей древесине и тушах китов, в местах сброса сточных вод. Хемосинтезирующие организмы могут селиться везде, где происходит разложение и образуются растворенные газы. На мешках с гниющими бобами в трюме судна, затонувшего в 1979 году на глубине более 900 метров у берегов Испании, были обнаружены трубчатые черви. Почтовое судно «Персия», потопленное в 1915 году в Средиземном море немецкой подводной лодкой, было найдено
