Перепись жизни в океане за пределами солнечного света: 17 650 видов в вечной темноте

Учёные проекта Census of Marine Life задокументировали удивительное обилие, разнообразие и распространение глубоководных видов, никогда не знавших солнечного света, — существ, которые выживают в ледяном чёрном мире на глубинах до 5 000 метров.

С помощью глубоководных камер, сонаров и других технологий было выявлено 17 650 видов животных, обитающих в вечной темноте, — от крабов и креветок до червей. Большинство приспособилось к скудному питанию за счёт органических остатков из освещённых слоёв, другие — к бактериям, разлагающим нефть, серу и метан, или к костям мёртвых китов.

Пять из 14 полевых проектов Census изучают океан за пределами света, каждый — в своей зоне: континентальные склоны (COMARGE), Срединно-Атлантический хребет (MAR-ECO), подводные горы (CenSeam), абиссальные равнины (CeDAMar) и хемосинтетические экосистемы — гидротермальные источники, холодные просачивания, места падения китов (ChEss).

OBIS (Ocean Biogeographic Information System), инвентарь морских наблюдений Census, содержит 5 722 вида, все записи о которых сделаны глубже 1 000 м, и 17 650 видов — глубже 200 м (глубина, где прекращается фотосинтез). Количество записей резко падает с глубиной из-за сложности отбора проб.

В работе участвуют 344 учёных из 34 стран. К октябрю 2010 года пять глубоководных проектов проведут более 210 экспедиций.

Закономерности жизни в глубине

  • Обилие быстро уменьшается с глубиной и зависит от доступности пищи. Оно требует одного или нескольких условий: сильных течений, долгоживущих организмов, оседания пищи из верхних слоёв или миграции за ней, альтернативы фотосинтезу (хемосинтез).
  • Распространение меняется с глубиной из-за физиологии, экологии и пригодности условий дна.
  • Разнообразие максимально на нижней части континентального склона, в, казалось бы, однообразной грязи. Это отражает множество способов адаптации к скудным или необычным ресурсам.

Открытия из глубин

Проект MAR-ECO (Срединно-Атлантический хребет):

  • На 2 000–2 500 м: странная удлинённая оранжевая рыба Neocyema — пятый пойманный экземпляр.
  • На 1 700–4 300 м: рыба Coryphaenoides brevibarbis («раттейл»), чьи отолиты (ушные кости) позволяют определить возраст, как по годовым кольцам деревьев.
  • На 1 000–3 000 м: гигантский экземпляр редкого головоногого моллюска из семейства цирратных (плавниковых) осьминогов, прозванных «Дамбо» за плавники, похожие на уши слонёнка из мультфильма. Его длина — почти 2 м, вес — 6 кг. Всего найдено 9 видов «желеобразных Дамбо», один из которых, возможно, новый для науки.

Проект COMARGE (Мексиканский залив):

  • На 990 м: одиночная трубчатая червь Lamellibrachia, извлечение которой привело к фонтану сырой нефти из отверстия на дне. Червь питался продуктами разложения нефти.
  • На 2 750 м: прозрачный морской огурец Enypniastes, который ползает на щупальцах, а затем изгибается и уплывает.

Проект ChEss (Карибское море, жёлоб Кайман):

  • На глубине более 4 000 м: обнаружены химически обогащённые шлейфы, указывающие на наличие гидротермальных источников на ещё большей глубине. Для их поиска использовался гибридный робот Nereus (WHOI). Работы прерваны штормом и будут продолжены в 2010 году.

Проект CenSeam (подводные горы у Новой Зеландии):

  • На 1 000 м и ниже: найдены обильные «сады» холодноводных кораллов в районе подводных гор «Грейвъярд» («Кладбище»). Обнаружены разнообразные сообщества, включая новый вид червя, живущего в ветвях бамбуковых кораллов (семейство Isididae).

Проект CeDAMar (Антарктика и Южный океан):

  • На ~500 м: впервые в Антарктике зафиксирован костеедный червь Osedax, поедающий китовые кости. На приманках, оставленных на 14 месяцев на глубинах 550 и 630 м, обнаружены новые виды этого рода.

Биоразнообразие в грязи: живая кожа бездны

В абиссальной грязи обитает огромное количество мелких животных (несколько миллиметров), большинство из которых неизвестны науке.

  • В пробе копепод из юго-восточной Атлантики 99% из 680 экземпляров оказались новыми видами.
  • Среди сотен видов макрофауны в разных районах 50–85% не были опознаны.
  • В районе островов Крозе обнаружен новый род и новый вид морских огурцов. Самый многочисленный вид (Peniagone crozeti, тысячи экземпляров) ранее не встречался нигде.

Распространение видов в глубине определяется не только рельефом, но и невидимыми барьерами, регулирующими поступление пищи.

Сложная и дорогая работа

Исследования требуют высоких технологий (ROV, AUV, подводные аппараты) или традиционного оборудования (тралы, дночерпатели) с километрами троса. Например, для траления на глубине 4 800 м в северо-восточной Атлантике потребовалось 12 км кабеля.

Работа сопряжена с экстремальными условиями: сильным волнением, риском потери или повреждения дорогостоящего оборудования.

Давление в бездне: южный морской слон с меткой проекта TOPP нырнул на глубину 2 388 м, где давление примерно в 240 раз превышает атмосферное на уровне моря. Для сравнения: человеческая барабанная перепонка может лопнуть уже на глубине 10 м.