Wetenschappers hebben het doolhof van het leven ontdekt dat verborgen ligt in de diepte

Tekstkopie van het artikel

Misschien lijkt geen enkel ecosysteem op aarde minder gastvrij voor het leven dan hydrothermale bronnen. In de eeuwige duisternis, koude en constante druk van de diepzee spuwen deze vulkanische sijpelingen heet water dat zo beladen is met deeltjes en mineralen dat het lijkt op zwarte rook die uit een schoorsteen komt. Maar zelfs deze helse habitats wemelen van het leven, van reuzenschelpen en vraatzuchtige krabben tot lange octopussen en spookachtige palingen.

En dat zijn nog maar de loerende wezens boven Slots. Met behulp van een op afstand bestuurbaar diepzeevoertuig (ROV) hebben onderzoekers onlangs zeebodemplaten omgedraaid om een ​​verborgen ecosysteem te onthullen vol met klein leven onder de ventilatieopeningen zelf. Volgens Monika Bright, een zoöloog aan de Universiteit van Wenen in Oostenrijk die de expeditie leidde, voegt de reeks wormen, slakken, microscopisch kleine larven en bacteriën die hier worden aangetroffen een nieuwe laag van complexiteit toe aan de ecosystemen van hydrothermale bronnen, die wetenschappers hebben bestudeerd. Sinds 1977.

“We weten al heel lang over ventilatieopeningen aan de top, maar dit is eigenlijk een heel nieuw ecosysteem aan de onderkant”, zegt Bright. “Het is vooral vreemd dat we het hebben gevonden op een plek die zo goed is bestudeerd.”

Vorige maand gingen Bright en een internationaal team van medewerkers aan boord van het onderzoeksschip van het non-profit Schmidt Ocean Institute Valcor (ook) In Panama. Wetenschappers hebben de diepten voor de Pacifische kust van Midden-Amerika geboord om soorten te bestuderen die variëren van symbiotische bacteriën in diepzee-oesters tot temperatuurgrenzen in kleine roeipootkreeftjes.

Uw browser ondersteunt de videocomponent niet.

Hydrothermale bronnen in de centrale Stille Oceaan wemelen van krabben, octopussen, kokerwormen en vissen die zijn aangepast aan de extreme omstandigheden. Video van het Schmidt Ocean Institute

Het team concentreerde zijn ROV-duiken op een schaars gebied Tektonische platen Creatie van een reeks diepzeevulkanen die bekend staan ​​als de East Pacific Rise. Terwijl de platen uit elkaar drijven, borrelt magma uit de kloof op en koelt af om een ​​nieuwe oceaanbodem te vormen.

Deze fluctuerende omstandigheden voeden hydrothermale ventilatieopeningen. Bevroren water sijpelt door scheuren in de krakende oceanische korst en ontmoet het verzengende magma eronder. Wanneer zeewater wordt verwarmd tot temperaturen van meer dan 400 graden Celsius, produceren chemische reacties een supergeladen vloeistof die rijk is aan chemicaliën zoals zwavel, die vrijkomt uit ventilatieopeningen op de oceaanbodem.

Deze geiserachtige ventilatieopeningen zijn hotspots van diepzeediversiteit en kunnen gedijen in het donker, dankzij bacteriën die chemicaliën omzetten in energieleverende suikers. Sommige van deze bacteriën worden aangetroffen in de lange lichamen van gigantische buiswormen (Revitia pachyptella). Deze wormen, waarvan de blootliggende, gevederde, felrode kieuwen ze doen lijken op twee meter lange lippenstiftbuizen, groeien in dichte plekken rond ventilatieopeningen en vormen een leefgebied voor andere ventilatieopeningen.

Wanneer uitbarstingen of aardbevingen de vulkanische activiteit in het gebied veranderen, worden de bolwerken van de wormen weggevaagd. Maar wanneer er tientallen of zelfs honderden kilometers verderop nieuwe hydrothermale bronnen verschijnen, worden ze binnen een paar jaar snel gekoloniseerd door torenhoge bossen met gigantische kokerwormen.

Hoe deze wormen arriveren en zich hechten aan nieuwe openingen is nog onbekend, zegt Bright. Wetenschappers hebben een paar kokerwormlarven gevonden in de waterkolom rond de ventilatieopeningen, en de constante stroom van supercharged vloeistof zal het voor de larven moeilijk maken om zich van bovenaf te hechten. Dit heeft ertoe geleid dat onderzoekers veronderstellen dat kokerwormlarven zich door scheuren onder de zeebodem wringen om nieuwe openingen te bereiken.

Om dit idee te testen, stuurden wetenschappers de ROV naar Teka Vent, een goed bestudeerde hydrothermale ventilatieopening op 2500 meter onder het oceaanoppervlak. Eerst plakte het team gaasdozen over scheuren in de zeebodem om dieren op te vangen die zich tussen de rotsachtige bodem zelf en onder het oppervlak eronder bewogen. Maar toen de dozen omslachtig bleken, gebruikte het team een ​​directere methode: het omdraaien van zware stukken van de zeebodem met behulp van de robotarm van de ROV om te verzamelen wat eronder lag.

Dit onthulde het doolhof van de onderwereld. In een netwerk van grotten en spleten die in de rotsen zijn uitgehouwen, was de watertemperatuur een gematigde 25 graden Celsius. Dit bood ideale omstandigheden voor een bloeiende microbiële gemeenschap van protisten, bacteriën, virussen en zelfs enkele grotere organismen zoals slakken en wormen.

Hoewel het team de eerste is die onder de zeebodem naar deze hydrothermale gebeurtenissen heeft gezocht, is de ontdekking ervan niet geheel verrassend voor Julie Huber, een geochemicus bij het Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts, die niet bij de expeditie betrokken was. Het suggereert dat de oceanische korst langs de mid-oceanische ruggen poreus is en voldoende ruimte biedt voor vloeistoffen, voedingsstoffen en microben. “Gezien het feit dat de meeste dieren in hydrothermale bronnen deze drie dingen nodig hebben om te kunnen gedijen, denk ik dat het logisch is dat de dieren ergens anders gaan creëren waar ze zich aan kunnen hechten en in hun levensonderhoud kunnen voorzien”, zegt Hopper. Ze gelooft ook dat het verblijf onder de zeebodem kan helpen deze kleine wezens te beschermen tegen rondzwervende diepzeekrabben.

Onthult een monster van ondersteboven gedraaide rotskorst oase En Revitia Buiswormen, evenals andere organismen. Afbeelding met dank aan ROV Sebastiaan/Schmidt Oceaan Instituut

Onder de ventilatieopeningen ontdekten de onderzoekers ook veel kleine buisjes, waaruit bleek dat deze ondergrondse kamers fungeren als broedmachines voor kokerwormen. Wetenschappers veronderstellen dat kokerwormlarven dit ondergrondse doolhof doorkruisen, dat Hooper de ‘transportband onder de zeebodem’ noemt, om zich van de ene opening naar de andere te verplaatsen. De kokerwormen leven daar aanvankelijk voordat ze naar de ventilatieopeningen gaan, waar ze tot 85 cm per jaar groeien.

Er blijven echter veel mysteries bestaan ​​over de wereld onder hydrothermale bronnen. Bright en haar collega’s zijn van plan de genetica van dieren en microben die boven en onder de zeebodem zijn verzameld, in kaart te brengen om te bestuderen hoe deze twee ecosystemen met elkaar in verband staan. “Als wetenschapper ontdek je iets, en dan is het er [are] ‘Je hebt nog tien vragen,’ zegt Bright.

Bright en haar collega’s hopen dat het werpen van meer licht op de innerlijke werking van hydrothermale ventilatie-ecosystemen hen zal helpen beschermen tegen ontwikkeling. Deze gebieden zijn van potentieel belang voor diepzeemijnbouwbedrijven vanwege de mineralen die ontsnappen uit het hete water van magma terwijl het uit de ventilatieopeningen stroomt.

Deze economische stimulans zou een van de meest unieke omgevingen van de planeet in gevaar kunnen brengen, een gebied dat wetenschappers volgens Bright nog steeds moeilijk kunnen begrijpen. “Vanuit ons standpunt zijn deze openingen zeer extreem en vreemd”, zegt ze. “Maar voor dieren is het niet moeilijk om in deze spanningen te leven, met fluctuerende temperaturen en fluctuerende chemie – het is normaal.”