Pod dnem oceanu żyją gigantyczne robaki. Naukowcy są w szoku

Głęboko pod powierzchnią morza, w miejscach, gdzie panuje absolutna ciemność, naukowcy natrafili na coś, co całkowicie zmienia nasze rozumienie granic życia na Ziemi. Nie chodzi o kolejną rybę głębinową czy niezwykłą bakterię. Badacze odkryli masywne, rurkowate robaki żyjące nie na dnie oceanu, ale wewnątrz skał znajdujących się pod nim, w pobliżu gorących źródeł hydrotermalnych. To odkrycie pokazuje, że życie może istnieć znacznie głębiej, niż do tej pory śmy.

Setki metrów pod powierzchnią morza, w strefie absolutnej ciemności, naukowcy natrafili na istoty, których nikt się tam nie spodziewał.

Nie chodzi o kolejną rybę głębinową ani bakterię przystosowaną do skrajnych warunków. Badacze opisują coś o wiele bardziej zaskakującego: masywne, rurkowate robaki żyjące nie na dnie, ale w skałach pod dnem oceanu, w pobliżu gorących źródeł hydrotermalnych. To zmienia dotychczasowe wyobrażenia o tym, gdzie może istnieć życie.

Życie nie kończy się na dnie morza

Od dawna wiadomo, że wokół kominów hydrotermalnych, czyli „gejzerów” wyrzucających gorące, bogate w minerały płyny, powstają niezwykle gęste kolonie organizmów. Kamery z głębinowych robotów regularnie rejestrują tam całe „miasta” stworzeń: krewetki, małże, kraby i charakterystyczne czerwone pióropusze robaków rurkowych.

Dotychczas zakładano, że życie koncentruje się głównie na powierzchni osadów i skał. Teraz okazuje się, że istotne procesy biologiczne toczą się także niżej, we wnętrzu skorupy oceanicznej. Pod dnem znajduje się warstwa, którą naukowcy zaczynają określać jako ukrytą „warstwę biomasy” – coś w rodzaju głębokiej, podziemnej strefy życia rozciągającej się pod kominami hydrotermalnymi.

Badacze mówią jasno: pod morskim dnem istnieje rozległa strefa życia, o której do tej pory mieliśmy tylko mgliste pojęcie.

Gigantyczne robaki wśród gorących płynów

Robaki, o których mowa, przypominają znane z wcześniejszych badań rurkowce żyjące na kominach wzdłuż grzbietów oceanicznych. Są duże jak na warunki głębinowe, pozbawione klasycznego układu pokarmowego, a energię czerpią dzięki symbiotycznym bakteriom chemotroficznym. Bakterie te przetwarzają związki chemiczne zawarte w gorących płynach wydobywających się z dna.

Nowe ustalenia sugerują, że część takich organizmów przenosi się z powierzchni dna w głąb skał, tam gdzie sieć pęknięć i porów wypełniają gorące roztwory chemiczne. Tym samym powstaje trójwarstwowy układ związany z kominami hydrotermalnymi:

• strefa nad kominem – kolonie widocznych gołym okiem zwierząt na dnie,
• strefa przy powierzchni osadów – bakterie i drobne organizmy w mule i skałach,
• strefa pod dnem – głęboko schowane robaki i inne istoty zależne od przepływu gorących płynów.

Taki podział pokazuje, że ekosystemy przykominowe funkcjonują jak wielopiętrowy budynek, w którym każda „kondygnacja” ma swoje wyspecjalizowane grupy mieszkańców.

Jak robaki trafiają pod dno oceanu

Największą zagadką dla badaczy było to, w jaki sposób zwierzęta, które zwykle obserwuje się na dnie, znalazły się w twardej skorupie pod nim. Klucz mogą stanowić larwy – bardzo małe i lekkie formy młodociane, które łatwo unoszą się w wodzie.

Naukowcy zakładają, że larwy żyjące w okolicach kominów hydrotermalnych osiadają na dnie, a część z nich wciągają w głąb skał silne prądy płynów wypływających i wciąganych przez system hydrotermalny. W porowatej skorupie oceanicznej mogą się tam zatrzymać, a z czasem dorosnąć w głęboko ukryte osobniki.

Z badań wynika, że dno, głęboki osad i ukryte wnętrze skał nie działają osobno – tworzą jeden, mocno powiązany układ wymiany życia i energii.

Połączone ekosystemy: powierzchnia, dno i skały

Nowy obraz głębinowych kominów hydrotermalnych pokazuje, że granice między różnymi strefami są płynne. Wymiana materii i organizmów przebiega w kilku kierunkach:

Taki system zachowuje się jak żywa sieć. Energia chemiczna pochodząca z wnętrza Ziemi napędza łańcuch zależności, w którym każdy poziom wpływa na pozostałe.

Ukryta „warstwa biomasy” pod oceanami

Nowa perspektywa zmusza badaczy do przeliczenia, ile tak naprawdę żywej materii kryje się na Ziemi. Do tej pory szacunki koncentrowały się głównie na organizmach z powierzchni ziemi i klasycznych głębinach. Robaki w skorupie oceanicznej oraz inne podziemne organizmy mogą znacząco powiększyć ten bilans.

Naukowcy podkreślają, że ta podmorska warstwa życia dopiero zaczyna być opisywana. Nie wiadomo jeszcze, jak bardzo jest zróżnicowana i ile gatunków obejmuje. Kolejne ekspedycje, wykorzystujące roboty głębinowe, wiercenia i pobieranie próbek ze skał, mają na celu odsłonięcie tej ukrytej strefy.

Nowe dane sugerują, że pod oceanami rozciąga się gigantyczna, niemal niewidoczna „strefa życia w skałach”, która może kryć zupełnie nieznane grupy organizmów.

Groźba górnictwa głębinowego

Jednocześnie ta dopiero poznawana strefa już stoi przed realnym zagrożeniem. Coraz więcej państw i firm interesuje się górnictwem głębinowym, czyli wydobyciem cennych minerałów z rejonów kominów hydrotermalnych i pobliskich złóż. W takich miejscach występują metale rzadkie, potrzebne między innymi do produkcji elektroniki czy baterii.

Prace wydobywcze mogą naruszyć delikatne struktury geologiczne, zniszczyć kominowe ekosystemy i zablokować przepływ płynów w skorupie. To z kolei uderzy nie tylko w dobrze widoczne kolonie na dnie, lecz także w głęboko schowane organizmy, o których wiemy jeszcze bardzo niewiele.

• ryzyko zasypania kominów i pęknięć w skałach przez urobek,
• zmiana składu chemicznego wód w pobliżu kominów,
• zaburzenie krążenia płynów pod dnem, kluczowego dla ukrytych robaków,
• możliwa utrata gatunków, które nie zdążyły zostać opisane.

Z tego powodu część badaczy domaga się moratorium na górnictwo głębinowe w rejonach szczególnie aktywnych hydrotermalnie. Ich zdaniem potrzebna jest najpierw rzetelna znajomość funkcjonowania tamtejszych ekosystemów, zanim człowiek zacznie mechanicznie ingerować w strukturę dna i skał.

Wskazówka dla poszukiwań życia poza Ziemią

Wnioski z głębin oceanów mają znaczenie nie tylko dla biologii morskiej. Dla naukowców zajmujących się kosmosem takie miejsca są jednym z najlepszych modeli tego, jak mogłoby wyglądać życie na innych ciałach niebieskich. Szczególnie często pojawia się porównanie do lodowych księżyców z oceanu ukrytym pod grubą warstwą lodu.

Dobrym przykładem jest Europa – księżyc Jowisza, w kierunku którego leci sonda Europa Clipper. Dane z poprzednich misji sugerują, że pod lodową skorupą znajduje się płynny ocean. Wiele modeli wskazuje także na aktywność wulkaniczną na dnie tego oceanu. Jeśli tam również tworzą się kominy hydrotermalne, warunki mogą przypominać te znane z ziemskich głębin.

Jeżeli życie potrafi rozwinąć się w skałach pod dnem oceanu na Ziemi, analogiczne strefy mogą istnieć w oceanach ukrytych pod lodem na innych ciałach niebieskich.

Czego uczą nas głębinowe robaki

Badania takich organizmów pokazują, że życie nie potrzebuje słońca ani klasycznych łańcuchów pokarmowych opartych na fotosyntezie. Wystarczy stały dopływ energii chemicznej, wody i odpowiednich pierwiastków. Bakterie chemotroficzne, współpracujące z głębinowymi robakami, pełnią tu funkcję „mini-elektrowni”. Przetwarzają energię chemiczną na formy dostępne dla bardziej złożonych organizmów.

Dla astrobiologów to mocny argument, by szukać śladów organizmów nie tylko na powierzchniach planet czy księżyców, ale w miejscach, gdzie dochodzi do kontaktu wody z aktywną, gorącą skałą. Głębinowe kominy na Ziemi stają się więc czymś w rodzaju naturalnego laboratorium do testowania hipotez o życiu w ekstremalnych warunkach.

Co ta historia mówi o granicach życia

Gigantyczne robaki ukryte w skałach pod oceanicznym dnem są kolejnym dowodem na to, że granice życia ustawiane przez ludzi okazują się zbyt wąskie. Tam, gdzie wydawało się, że nie ma tlenu, światła ani miejsca do życia, pojawia się skomplikowana sieć organizmów, zależnych od geologii i chemii wnętrza planety.

Dla zwykłego odbiorcy może to oznaczać jedno: gdy patrzymy na spokojną taflę oceanu, myślimy głównie o rybach i rafach koralowych. Tymczasem setki, a nawet tysiące metrów niżej, w labiryncie skał, funkcjonuje odrębna strefa życia, pracująca w rytmie wulkanizmu, ruchów płyt tektonicznych i ukrytych przepływów gorących płynów. To przypomnienie, że nasza planeta jest wciąż dużo bardziej żywa i złożona, niż podpowiada pierwszy rzut oka.