Ако бисте погодили морско дно и наставили путовати доље, налетели бисте на екосустав за разлику од било којег другог на земљи. Испод неколико стотина метара морског седимента налази се Земљина кора: дебели слојеви стене лаве који протјечу пукотинама које покривају око 70% површине планете. Морска вода тече кроз пукотине, а овај систем стена везаних за стене је огроман: то је највећи водоносник на земљи, који садржи 4% глобалне запремине океана, каже Марк Левер, еколог који проучава анаеробни (без кисеоника) бициклизам угљеника на Аархусу Универзитет у Данској.
Подводна кора можда је такође и највећи екосистем на земљи, показала је нова студија компаније Левер, објављена овог месеца у часопису Сциенце . Седам година инкубирао је 3, 5 милиона година стару базалтну стену сакупљену са 565 метара испод океанског дна - дубину скоро две сложене Ајфелове куле - и пронашао живе микробе. Ови микроби живе далеко од успешних бактеријских заједница на гребенима средњег океана и преживљавају полако пробијањем сумпора и других минерала у енергију.
Али колико је велик овај хемијски систем који опстаје у потпуности без кисеоника? Ако су резултати из његовог узорка, прикупљени испод морског дна поред обале државе Вашингтон, слични онима који су пронађени широм планете, тада би разнолике микробне заједнице могле да преживе у целој оцеанској кори, покривајући две трећине земљине површине и потенцијално одлази миља дубоко.
Подводна кора има доста простора и минерала богатих енергијом - потенцијално пријатно станиште за велику микробну заједницу - „али немамо појма како изгледа екосустав“, каже Јулие Хубер, микробиолошка оцеанографкиња из морске биолошке лабораторије у Воодс Холе, Массацхусеттс. „Маркови докази указују на то да је то сасвим другачији свет.“
Микроби који своју енергију добијају из минерала, а не од сунчеве светлости далеко су од ретког. Најпознатије од ових такозваних хемоаутотрофичних или хемосинтетских бактерија су оне које се налазе на хидротермалним отворима у дубоком мору. Неке од ових бактерија живе симбиозно са џиновским глистама, шкољкама и шкољкама, пружајући хемијски произведену енергију овим већим организмима док „удишу“ воду богату сумпором која избацује из одушка - за разлику од тога како биљке претварају сунчеву светлост у енергију на површини. Кемосинтетски микроби се такође налазе у трулим и кисеоничним гнојевима сланих мочвара, мангрова и морске траве - „где год имате смрдљиво црно блато, можете имати хемоаутотрофију“, каже Цхуцк Фисхер, биолог из дубоког мора из Пенсилваније Државни универзитет у колеџ парку.
Али оно због чега су Леверови микроби у подморју различити је то што они уопште не користе кисеоник. Симбиотске бактерије на хидротермалним отворима често се описују као "живот без сунчеве светлости", али се и даље ослањају на сунчеву светлост индиректно користећи кисеоник произведен од сунца у хемијској реакцији за генерисање енергије. Кемосинтетски микроби у мочварним мочварима хране се распадајућим биљкама и животињама, које су добијале своју енергију сунчевом светлошћу. Чак се и дубински седимент накупља из мноштва мртвих животиња, биљака, микроба и фекалних пелета који се ослањају на светлосну енергију.
С друге стране, микроби океанске коре се у потпуности ослањају на молекуле који не садрже кисеоник, изведене из стене и потпуно уклоњене из фотосинтезе, као што су сулфат, угљен-диоксид и водоник. "У том смислу, то је паралелни универзум, јер ради на другачијој врсти енергије", каже Левер. Ови молекули обезбеђују много мање енергије од кисеоника, стварајући неку врсту спорог кретања микроба. Дакле, уместо да се брзо дели и расте попут многих бактерија на бази кисеоника, Фисхер сумња да се микроби у Земљиној кори могу делити једном у сваких стотину или хиљада година.
Хидротермални отвор, прекривен цревима, ствара црни сумпорни дим на гребену Јуан де Фуца. Микроби океанске коре сакупљени су стотинама метара испод дна испод истог гребена. (Фотографија преко Универзитета у Вашингтону; НОАА / ОАР / ОЕР) Али то што су спори не значи да су и необични. "Има пуно података да се испод површине налази велика, веома продуктивна биосфера", каже Фисхер.
Поред тога, величина популације микроба у различитим подручјима коре може се увелике разликовати, напомиње Хубер. Кроз своје студије о течности пронађеној између пукотина у коре, она каже да у неким областима течност садржи отприлике исти број микроба као и стандардна дубокоморска вода сакупљена на океанској дубини од 4.000 метара: око 10.000 микроба ћелија по милилитру. У другим регионима, попут гребена Јуан де Фуца у Тихом океану где је Левер пронашао своје микробе, мање је ћелија, око 8.000 микроба по милилитру. А у другим регионима, као што је у не-кисеонизованој течности дубоко у хидротермалним отворима, може бити и око 10 пута више.
Не разликује се само број микроба у зависности од локације - могуће је да се у различитим врстама коре налазе различите врсте микроба. "Различите врсте стена и различите врсте хемије требале би резултирати различитим врстама микроба", каже Андреас Теске, еколог дубоког мора микроба са Универзитета Северна Каролина у Цхапел Хиллу и коаутор на Леверовом папиру. Гребен Јуан де Фуца релативно је вруће подручје које обилује новом стијеном, која има тенденцију да се састоји од више реактивних минерала и на тај начин је у стању да даје више енергије. Остали делови коре су старији, састављени од различитих минерала и хладнији су. А у неким регионима вода са кисеоником допире до пукотина.
Управо та инфилтрирајућа морска вода чува овај подсистем екосистема од постојања на потпуно засебној равни од нашег кисеоникованог. "Кора игра значајну улогу у утицају на хемијски састав океана и атмосфере, што у коначници утиче на циклусе на земљи", каже Левер . Нека једињења која су створили океански микроби из стене растворљиви су у води и временом ће ући у океан. Сумпор је, на пример, присутан у магми - али након што га микроби искористе за енергију, он се претвара у сулфат. Тада се раствара и постаје важан нутријент у ланцу прехране у океану.
Налаз Левера о микробној заједници у кори могао би да катализује научну заједницу да одговори на та питања. На пример, које врсте микроба се налазе где , утичу ли на међусобно повезане пукотине у стени и коју улогу играју у бициклизму минерала и хранљивих материја? На неки начин, то је врло основни истраживачки рад. „Много тога што радимо на морском дну слично је ономе што тренутно радимо на Марсу“, каже Хубер. "Контрола Цуриосити-а је врло слична управљању РОВ-ом под океаном."
Сазнајте више о дубоком мору са Смитхсониан'с Оцеан Портала.
