ОДНИМ ИЗ ВЫДАЮЩИХСЯ СОБЫТИЕМ В НАУКЕ XX ВЕКА СТАЛО ОТКРЫТИЕ ЭКОСИСТЕМ ЭНДОГЕННОГО ТИПА НА ДНЕ ОКЕАНОВ. ФОРМЫ ЖИЗНИ, КОТОРЫЕ УДАЛОСЬ НАБЛЮДАТЬ, ОКАЗАЛИСЬ СРОДНИ ИСЧЕЗНУВШИМ МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ НАЗАД.
По мнению некоторых учёных, открытия, сделанные в глубинных районах океана, можно сравнить разве что со знакомством с живыми существами на какой-либо другой планете.
Известно, что большая часть дна Мирового океана представляет собой пустыню, покрытую илом и бесплодными скальными породами. Поэтому можно представить себе изумление учёных, когда во время погружения американской научно-исследовательской подводной лодки близ Галапагосских островов (Тихий океан) для проведения геофизических работ было открыто необычное скопление живых организмов. На глубине более 2 400 метров они увидели гигантских червей с красными щупальцами, обитающих в блестящих белых трубах, в окружении моллюсков с прочными раковинами и поспешно разбегающихся крабов.
Это было первое (в 1977 году) открытие из серии ему подобных. Оказалось, что глубоководные морские организмы живут вокруг горячих источников - гейзеров, бьющих со дна океана. Приблизившись на борту батискафа к одному из гейзеров, акванавты были поражены высокой температурой воды. Внешний термометр исследовательского судна вышел из строя, и только с помощью специальных термостойких приборов смогли установить, что температура гейзеров составляет около 400 градусов Цельсия.
Поток горячей воды зарождается на глубине 1 -2 километра ниже уровня моря, там, где вода океана вступает в контакт с магмой. Просачиваясь сквозь пористые вулканические породы вглубь, она постепенно нагревается и растворяет содержащиеся в них соединения металлов. Наконец, обогащённая таким образом вода выбрасывается в виде «облаков дыма» из земной коры, а сульфиды, растворённые в ней, вступив в контакт с ледяной водой океанических глубин, оседают на дно в виде тонкой пыли.
Глазам учёных предстала поразительная картина. Из образований, напоминавших «дымовые трубы» пятиметровой высоты, на 30 метров вверх вырывались чёрные «облака дыма», которые осаждались затем вокруг в виде холмов конической формы. «Дымовые трубы» прозвали также «чёрными курильщиками».
Вблизи этих тёплых фонтанов, несмотря на давление, достигающее двух тысяч тонн на квадратный метр, на дне моря возникли колонии живых существ. Скалы облеплены различными видами моллюсков. На пустынной поверхности дна кишат бесчисленные черви: миниатюрные серпулиды, макаронообразные желудёвые черви и гигантские трубчатые. Между ними разместились морские огурцы и фантастические, похожие на одуванчики, создания, которые никто до сих пор не видел. По скалам ползают рачки, а в тёплых потоках гейзеров кружат редкостные рыбы.
Облик этих животных также необычен, как и окружающий их мир. Особенно непохожи на всех известных до сих пор живых созданий гигантские трубчатые черви. У них бледно-розовое тело с горящими красными щупальцами. Глаза, желудок и пасть отсутствуют. Подвижные трубки длиной до 3 метров, кажется, изготовлены из пластика и «разделены на отсеки», последний
из которых и выбирает червяк для своего обитания.
Не менее захватывающее зрелище представляют собой нежные «одуванчики», крепящиеся к скалам на тонком стебельке. С большим трудом удалось поднять более или менее целые экземпляры этих хрупких существ на поверхность, и тогда оказалось, что они не что иное, как колонии медуз! Обнаруженные разнообразные моллюски напоминают уже известные виды, но обладают в то же время такими специфическими свойствами, что классифицировать их до сих пор не удалось. У рачков и рыб, живущих в мрачных глубинах океана, отсутствуют глаза, и только белые или бледно-розовые тела их мерцают в резком свете прожекторов батискафа.
На глубине более 2 400 метров отсутствие солнечной радиации должно было бы привести к резкому уменьшению численности живых организмов. Однако здесь наблюдали необычайно много различных рыб, гигантских моллюсков, крабов и других морских животных.
Причина в том, что температура воды в среднем равна 17-18 градусам Цельсия, что объясняется высоким тепловым потоком из недр земли. По дну океана в районе Галапагосских островов проходит рифт - крупный разлом в земной коре, отделяющий друг от друга две гигантские плиты, и скопления лавы, находящиеся близко от ложа океана.
Колонии причудливых живых организмов - словно островки жизни на мёртвом дне океана. Но, несмотря на полную изоляцию, у них достаточно пищи для существования. В каждом литре воды около «чёрного курильщика» содержатся миллиарды бактерий, питающихся ядовитыми соединениями серы. Пожирающие бактерий простейшие живые организмы служат, в свою очередь, пищей для более сложных животных. Таким образом, эти колонии являются единственными известными до сих пор экологическими системами, использующими для своего существования энергию и тепло земных недр, а не Солнца.
Открытие горячих гейзеров позволило решить одну давнюю загадку. В химическом отношении морская вода должна представлять собой как бы сумму всех рек, но на самом деле это не так. В морской воде, например, очень низкое содержание магния. Существование горячих гейзеров объясняет эту аномалию. Горячая морская вода весьма агрессивна. Просачиваясь через земную кору, она вступает в реакцию со скальными породами, выщелачивая сульфидные соли таких металлов, как медь и цинк, и оставляя себе магний. Но этот химический «котёл» на дне океана не только изменяет состав морской воды. По мере того как вода, выбрасываемая «курильщиками», резко охлаждается и смешивается с окружающей холодной водой, происходит выпадение в осадок сульфидов. Поэтому-то гейзеры напоминают чёрные столбы дыма.
Жизнь животных вокруг горячих гейзеров зависит от бактерий, которые в качестве источника энергии используют реакцию окисления сероводорода с образованием сульфатов. Эти бактерии живут в непосредственной близости от «курильщиков» некоторые из них безболезненно выдерживают температуры более 100 градусов.
Существа, обитающие вокруг источников, не отравляются сернистыми соединениями. Более того, они дают «приют» усваивающим сульфаты бактериям. В организме червей сульфиды переносятся к бактериям потоком крови.
Неудивительно, что организмы, организовавшиеся в независимые колонии на морском дне, образуют весьма странный «зверинец». «Черви» с красными щупальцами настолько своеобразны, что зоологи выделили их в отдельный тип. Напомним, что тип - это крупнейшая единица классификации в животном мире: человек, рыба, голотурия - все они входят в один тип. И вот вам - червяк, непохожий ни на что на свете! В общей сложности учёные открыли в горячих источниках более 25 новых семейств.
Справедливости ради, в связи со столь важными открытиями американских подводных экспедиций, стоит вспомнить, что ещё в 1958 году на Международном зоологическом конгрессе в Лондоне произвёл сенсацию доклад советского учёного А.В. Иванова. Наш учёный изучал так называемые погонофоры, т.е. некие нитевидные организмы, живущие внутри роговых трубок длиной до полутора метров. Они были обнаружены на дне океана во время плавания советского научно-исследовательского судна «Витязь». У погонофор есть мозг и сердце, а органами дыхания и пищеварения им служат щупальца. За этот-то венчик щупальцев, высовывающийся из трубки, они и получили название погонофоры, то есть «носящие бороду». Но они вовсе не черви! Профессор А.В. Иванов доказал, что исследованные им 70 видов погонофор образуют самостоятельный тип! Единственный новый тип животного царства, открытый в XX веке! Это всё равно, как если бы географы открыли на земле новый континент.
На многие вопросы пока нет ответа. Почему, например, когда горячие гейзеры были найдены в 1986 году на дне Атлантического океана, там не обнаружили ни червей, ни моллюсков, а лишь огромные скопления крошечных ракообразных? Может быть, эти ракообразные также имеют симбиотические связи с бактериями, питающимися сульфидами? Каким образом эти животные находят горячие гейзеры?
Некоторые российские биологи считают, что «чёрные курильщики» могут служить моделью архейских протобассейнов. Биомассу, сосредоточенную вокруг них, со-ставляютхемосинтезирующие (то есть получающие энергию из веществ глубин Земли) организмы. Причём продуктивность этой биомассы значительно выше, чем у обычных биосистем.
Любопытно, что обычные морские организмы, например креветки, попадая в эту среду, которая для них служит «пастбищем», мутируют теряют жабры и другие кислородопоглощающие органы, переходя на хемосинтез и получая тем самым солидный энергетический выигрыш. Найденные там же бактерии существуют с архея.
Но такая среда, согласно существовавшим представлениям, должна быть неблагоприятной для развития жизни. Единственным объяснением встреченному обилию живых существ может служить лишь то, что бактерии, размножающиеся в этих водах, обладают способностью активно усваивать сульфиды водорода, вопреки их ядовитости, и служат пищей для других морских организмов. Это уникальное явление, когда пищевая цепь зиждется на энергии, первоисточником которой служит не Солнце, а внутреннее тепло Земли.
Михаил ЕФИМОВ
