Бронвин Томпсон
Обследование «Драконьей норы», проведенное в 2016 году, выявило ее огромную глубину. В Южно-Китайском море, недалеко от Парасельских островов, бирюзовые воды обширной мелководной рифовой платформы внезапно сменяются почти вертикальной воронкой, окутанной кромешной тьмой — океанской воронкой, почти полностью лишенной кислорода и, следовательно, морской жизни в том виде, в каком мы ее знаем.
Это Драконья дыра, или, более официально, Голубая дыра Юнлэ (YBH) в Санша, которая простирается на 162,3 м (535 футов) в самом широком месте и обрывается на 301 м (998 футов).
И о жизни внутри этой дыры нам до сих пор очень мало известно, несмотря на богатое биоразнообразие рифов, окружающих её. Там нет водорослей, растений или рыб, способных выживать на глубине более 100 м (330 футов) от поверхности.
В 2016 году китайские ученые первыми измерили размеры «голубой пустоты», однако она существовала на протяжении веков. В одном из самых популярных китайских романов, «Путешествие на Запад», она упоминается как место, где Царь обезьян Сунь Укун нашел свою золотую дубинку. Учитывая, что в этой истории XVI века, приписываемой У Чэнъэню, есть подробности об этом, можно с уверенностью сказать, что «Драконья дыра» является частью фольклора уже очень давно. Насколько нам известно, ученые считают, что карстовая воронка из карбонатов образовалась, когда уровень моря был ниже, а дождевая вода растворяла известняк и вырезала вертикальные «ступени» в «стенах» воронки. Когда уровень моря снова поднялся, пропасть затопилась, образовав подводную воронку (голубую дыру).
На момент составления карты в 2016 году она считалась самой глубокой в своем роде на планете, превзойдя Голубую дыру Дина на Багамах, Голубую дыру Дахаба в Египте, Большую голубую дыру Белиза и Голубую дыру Гозо на Мальте. Хотя предварительные исследования теперь предполагают, что Таам Джа’ у побережья полуострова Юкатан в Мексике установила рекорд как самая глубокая океаническая карстовая воронка — ее глубина оценивается в 420 метров (1378 футов) — мы пока мало знаем о жизни внутри нее.
Есть несколько особенностей, которые делают Драконью дыру уникальной. В отличие от большинства подводных пещер или карстовых провалов, связанных с наземными системами, эта голубая дыра находится на прибрежной коралловой рифовой платформе, вдали от берега. И дело не в глубине, а в том, что находится внутри. Под этим поверхностным слоем, где обитают некоторые приспособляющиеся морские организмы, больше ничего нет, потому что вода остается застойной, лишенной кислорода и света.
В большинстве районов мирового океана ветер, волны и течения перемешивают поверхностные воды, доставляя кислород в более глубокие зоны. Но крутые стены и узкое отверстие Драконьей Дыры препятствуют такому перемешиванию, поэтому вода внутри расслаивается на отдельные слои, которые редко, если вообще когда-либо, взаимодействуют с окружающей морской водой.
Измерения, проведенные китайскими морскими учеными из таких учреждений, как Первый институт океанографии (FIO), и местных групп из Санша, позволили провести первоначальные комплексные исследования Голубой дыры Юнлэ. Исследование показало, что концентрация кислорода быстро падает с глубиной, достигая нуля значительно выше середины дыры. Ниже этого порога вода становится постоянно бескислородной — непригодной для жизни рыб, растений или водорослей. Однако в ней наблюдаются признаки разнообразной микроскопической жизни, способной использовать солнечный свет в качестве источника энергии.
Исследователи обнаружили микробные сообщества, обитающие в бескислородных глубинах и питающиеся не солнечной энергией, а химической. Эти микробы используют хемосинтез — процесс, при котором организмы получают энергию из химических реакций с участием таких соединений, как сера, а не посредством фотосинтеза, — подобно микроорганизмам, обнаруженным в Серной пещере, заполненной пауками.
Подобные морские экосистемы редки и плохо изучены, а «Драконья нора» предоставляет ученым естественную лабораторию для изучения биологических экстремальных явлений. Считается, что аналогичные микробные процессы напоминают некоторые из самых ранних систем жизни на Земле — и, возможно, те, которые могут существовать на других планетах с подповерхностными океанами.
В 2023 году ученые расширили наши знания о морской среде с низким содержанием кислорода и выживании микроорганизмов, изучив «Драконью нору», где они обнаружили удивительное сочетание видов, определяемое различными вертикальными слоями. В норе жизнь быстро исчезает по мере исчезновения кислорода, ниже поверхности (кислородная зона) и переходных уровней (субоксическая зона): на глубине 100-140 м (330-460 футов) третий слой, называемый аноксической зоной I, почти полностью представлен сероокисляющими бактериями. В самой глубокой части этого слоя эти бактерии составляют около 90% всех микроорганизмов в воде. Вместо кислорода или солнечного света эти организмы используют соединения серы в качестве источника энергии посредством процесса, известного как хемосинтез. Доминирующими группами оказались бесцветные серные бактерии и пурпурные несерные бактерии, причем особенно выделялись два рода – Thiomicrorhabdus и Sulfurimonas. Эти микробы специально приспособлены к бескислородной, химически агрессивной среде — той, которая в противном случае смертельна для морских обитателей.
Ниже 140 м (460 футов) среда переходит в аноксическую зону II, более глубокий и химически более стабильный слой, простирающийся до самого дна. Здесь нитраты полностью исчезают, а сероводород накапливается, что сигнализирует о фундаментальном изменении в потоке энергии в системе. Окисление серы уступает место восстановлению сульфатов, и микроорганизмы становятся как более разнообразными, так и более строго анаэробными. В качестве доминирующего вида появляются Desulfatiglans, наряду с сульфатредуцирующими бактериями, такими как Desulfobacter, Desulfovibrio и Desulfobulbus, организмами, которые активно вырабатывают сероводород в рамках своего метаболизма.
В этой зоне также обитает более широкий спектр анаэробных бактерий, включая зеленые серные бактерии, такие как Prosthecochloris, а также группы, например, Chloroflexi и Parcubacteria. Хотя метаболический темп жизни здесь ниже, чем в зоне выше, он более разнообразен и образует тесно связанный, самодостаточный цикл серы, не имеющий связи с насыщенным кислородом океаном у поверхности.
Вместе эти наслоенные бескислородные слои превращают «Драконью нору» в нечто большее, чем просто вертикальную пещеру в море, с многослойными микробными экосистемами, каждая из которых подчиняется своим собственным химическим процессам и энергетическим потребностям для выживания.
Чтобы глубже понять эту экосистему, исследователи взяли образцы и попытались вырастить микроорганизмы в лаборатории. Им удалось выделить 294 различных штамма бактерий, используя различные условия культивирования. Примечательно, что среди анаэробных (бескислородных) бактерий 22,2% оказались ранее неизвестными видами, что позволяет предположить, что в «Драконьей норе» могут существовать совершенно новые формы жизни. Исследование также выявило явное различие между свободноживущими бактериями, которые плавают независимо в толще воды, и бактериями, прикрепленными к частицам, которые прикрепляются к тонущим обломкам. Это разделение предполагает, что микроорганизмы используют несколько стратегий выживания, которые работают вместе в этой экстремальной среде.
В сентябре ученые узнали еще больше о жизни в аноксической дыре, заглянув в ее «виром» (вирусное сообщество) на четырех различных уровнях. Они идентифицировали 1730 вирусных операционных таксономических единиц (vOTU), причем более 70% из них были отнесены к классам хвостатых фагов Caudoviricetes и Megaviricetes. Они также обнаружили виды из семейств Kyanoviridae, Phycodnaviridae и Mimiviridae. Однако, углубившись в дыру, команда обнаружила, что в нижних аноксических слоях преобладают ранее неизвестные вирусы — это требует дальнейшего исследования.
На сегодняшний день это всё, что нам известно о Драконьей дыре. Но её уникальность заключается в глубине, изоляции и стабильности. В большинстве голубых дыр происходит некоторый обмен водой с окружающим океаном, но здесь этого практически нет. Именно поэтому она представляет огромный интерес для учёных — с момента заполнения водой она оставалась в значительной степени изолированной от внешнего биологического воздействия, и вряд ли это изменится в ближайшее время, независимо от влияния человека.
Источник: New Atlas
Перевод с английского
Читайте также:
Самые большие плотины в мире: гиганты воды и энергии
Ученые наконец-то разгадали главную загадку Стоунхенджа
Как наука разгадала тайну Бермудского треугольника
Coffee Time journal
Твой журнал на каждый день!
