Жизнь под давлением в тысячу атмосфер: открытия, которые доказали — жизнь не знает границ | Общество

Морское дно

Учёные зафиксировали рекордное разнообразие жизни на дне океана — Science et Vie

Исследователи впервые зафиксировали удивительное биологическое разнообразие на дне океана на глубине свыше 9000 метров у берегов Японии. Экспедиция, проведённая летом 2022 года, позволила заглянуть в мир, где царит вечная тьма, чудовищное давление и жизнь принимает самые неожиданные формы.

Благодаря подводному аппарату нового поколения эти наблюдения стали прорывом в изучении глубоководных экосистем. Об этом сообщает Science et Vie.

Экспедиция на грани возможного

Летом 2022 года команда под руководством исследовательницы Дениз Суонборн совершила шесть погружений с экипажем в трёх океанских впадинах — Японской, Рюкю и Идзу-Огасавара. Эти зоны субдукции тектонических плит уходят на глубину от 7000 до 9800 метров. Аппарат, использованный в миссии, выдерживает давление, превышающее атмосферное более чем в тысячу раз, и оснащён системой видеонаблюдения высокой чёткости.

За время исследований было записано более 750 минут видео с самой морской бездны. После кропотливого анализа учёные идентифицировали 29 556 организмов, относящихся к 70 морфотаксонам и 11 типам — от крошечных перистых червей и губок до морских огурцов, хрупких звёзд и мизидных креветок.

Эти результаты, опубликованные в журнале Journal of Biogeography учёными из Университета Западной Австралии, стали крупнейшим в истории видеонаблюдением за жизнью в океанских впадинах.

"На глубине, где температура близка к нулю, а свет отсутствует полностью, жизнь всё же процветает, приспосабливаясь к экстремальным условиям", — говорится в публикации Science et Vie.

Разные впадины — разные миры

Хотя глубины исследованных впадин сопоставимы, их экосистемы сильно различаются.

Японская впадина получает богатые органикой воды течения Куросио. На её дне скапливаются обломки и мёртвый планктон, создавая питательную среду. Здесь особенно много морских огурцов рода Elpidia, предпочитающих мягкие донные отложения, а также креветок-фильтраторов, которые питаются взвешенными частицами.

Впадина Рюкю, напротив, беднее питательными веществами. Здесь обитают жестко адаптированные виды — офюрии (морские звёзды-змейки), черви-трубочники и танниды, способные выживать при крайне низком уровне органики. Нехватка углерода ограничивает разнообразие, но отдельные виды могут встречаться локально в больших количествах.

Впадина Идзу-Огасавара, самая глубокая из трёх, населена существами, предпочитающими скалистые стены. Здесь встречаются морские лилии (криноиды) и плотоядные губки семейства Cladorhizidae, фильтрующие воду и улавливающие мельчайшие частицы пищи.

Эти различия показывают, что даже на одинаковых глубинах экосистемы формируются под влиянием геологии, течений и количества органического материала, поступающего с поверхности.

Влияние геологических процессов

Геология океанского дна играет решающую роль в распределении жизни. Японская впадина регулярно подвергается сильным подводным землетрясениям, включая катастрофическое событие 2011 года. Такие толчки вызывают подводные оползни, которые радикально меняют рельеф и состав грунта.

Эти "стрессовые" зоны заселяют оппортунистические виды, способные быстро колонизировать новые участки. К ним относятся некоторые черви, ракообразные и мягкотелые фильтраторы.

Наоборот, стабильные участки дна, менее подверженные сейсмической активности, становятся убежищем для специализированных организмов — сидячих оболочников, многощетинковых червей-полиноид и других форм, требующих постоянной среды обитания.

"Каждая впадина — как отдельный мир, где жизнь развивается по своим правилам, зависящим от геологических и химических условий", — подчёркивают исследователи миссии.

Значение открытия для науки

Полученные результаты помогают лучше понять, как эволюция адаптировала живые организмы к экстремальным условиям. При давлении, превышающем тысячу атмосфер, и при полном отсутствии света многие виды выработали уникальные механизмы выживания: замедленный метаболизм, гибкие скелетные структуры, способность усваивать минимальные количества органики.

Данные также важны для прогнозов изменения океанских экосистем в связи с глобальным потеплением и изменением течений. Даже небольшие колебания температуры или состава воды могут оказать серьёзное влияние на хрупкий баланс глубоководной жизни.

Плюсы и минусы глубоководных исследований

Преимущества:

Прямое наблюдение за организмами в естественной среде.
Возможность изучить влияние геологии на экосистемы.
Создание базы данных для будущих экологических моделей.

Сложности:

Ограниченное время пребывания аппарата на глубине.
Сложность идентификации новых видов по видеоматериалам.
Экстремальные условия, требующие дорогостоящего оборудования.

Тем не менее, подобные миссии открывают перед наукой новые горизонты. Чем больше данных собирается о жизни в океанских впадинах, тем ближе понимание общей картины биосферы Земли.

Советы шаг за шагом: как исследуют океанские глубины

Подготовка миссии. Составление маршрута и выбор точек погружения по геологическим данным.
Использование глубоководных аппаратов. Современные батискафы оснащены системами освещения и видеокамерами, способными работать при давлении в тысячи атмосфер.
Сбор образцов. Манипуляторы аппарата позволяют брать пробы грунта, воды и организмов.
Анализ данных. После всплытия материалы изучаются с помощью микроскопии, ДНК-секвенирования и видеоаналитики.
Каталогизация видов. Учёные описывают морфологические особенности и сопоставляют их с существующими классификациями.

Жизнь под давлением в тысячу атмосфер: открытия, которые доказали — жизнь не знает границ