На предельных глубинах океана, где царят вечная тьма и колоссальное давление, учёные обнаружили неожиданно богатую жизнь. В районах у побережья Камчатки исследователи зафиксировали устойчивые экосистемы, существующие за счёт химической энергии, а не солнечного света. Это открытие меняет представления о границах обитаемости на Земле и за её пределами. Об этом сообщает журнал Nature.
Исследование проводилось в Курило-Камчатском и Алеутском желобах — одних из самых глубоких участков Мирового океана. На глубине до 9500 метров учёные обнаружили плотные сообщества организмов, полностью адаптированных к экстремальным условиям. Здесь отсутствует свет, температура близка к нулю, а давление в тысячи раз превышает атмосферное, однако это не помешало формированию устойчивых экосистем.
Ключевой особенностью этих сообществ стало использование хемосинтеза — процесса, при котором органическое вещество образуется за счёт химических реакций, а не фотосинтеза. Подобные механизмы ранее фиксировались в других удалённых регионах океана, включая глубоководные районы у Антарктиды.
Наблюдения стали возможны благодаря глубоководному аппарату "Фендоуже", способному работать в ультраабиссальной зоне. С его помощью исследователи зафиксировали высокую плотность жизни — до 5800 организмов на квадратный метр, что сопоставимо с биологически насыщенными мелководными районами.
Основу экосистем составляют сибоглинидные полихеты — черви, не имеющие рта и кишечника. Их выживание обеспечивается симбиозом с бактериями, которые обитают внутри их тканей.
Полихеты поглощают из окружающей воды сероводород и метан, которые затем используются симбиотическими бактериями. В результате химических реакций синтезируются органические вещества, обеспечивающие питание хозяев. Такая система делает экосистемы полностью независимыми от солнечной энергии и подчёркивает роль океана как активного участника глобальных биогеохимических процессов.
"Это открытие существенно расширяет наше понимание того, где и в каких условиях возможна жизнь", — отметил заместитель директора Института океанологии РАН Андрей Гебрук в комментарии для РИА Новости.
Хемосинтетические сообщества давно рассматриваются как модель возможной внеземной жизни. Новые данные показывают, что подобные экосистемы могут существовать в ещё более экстремальных условиях, чем предполагалось ранее.
По словам учёных, это усиливает интерес к поиску жизни на телах Солнечной системы, где нет солнечного света, но могут существовать подлёдные океаны и гидротермальные источники. Аналогичные подходы применяются и при изучении того, как океан влияет на климатические процессы, включая охлаждение Южного океана.
Открытие имеет значение не только для фундаментальной науки. В глубоководных желобах были обнаружены массивные, но медленные потоки метана — одного из ключевых парниковых газов. Эти выбросы могут играть более заметную роль в глобальном углеродном цикле, чем считалось ранее.
Кроме того, метан рассматривается как потенциальный энергетический ресурс будущего, что придаёт находке дополнительное прикладное значение.
"Такие данные требуют пересмотра климатических моделей и более точной оценки роли океана в регулировании климата", — подчеркнул Гебрук.
Фотосинтез зависит от солнечного света и доминирует в поверхностных экосистемах. Хемосинтез, напротив, основан на химической энергии и позволяет жизни существовать в полной темноте. Если фотосинтетические системы чувствительны к изменению климата и освещённости, то хемосинтетические экосистемы более устойчивы, но привязаны к специфическим химическим условиям.
Открытие демонстрирует невероятную адаптивность жизни и расширяет границы обитаемости. Оно даёт новые ориентиры для астробиологии и климатических исследований. В то же время такие экосистемы крайне уязвимы: любое вмешательство, включая добычу ресурсов, может привести к их необратимому разрушению.
Используют аппараты, способные выдерживать экстремальное давление.
Проводят визуальные наблюдения и отбор проб без нарушения среды.
Анализируют химический состав воды и донных отложений.
Сопоставляют биологические данные с геохимическими процессами.
Почему жизнь возможна без света?
Потому что энергия поступает из химических реакций, а не от Солнца.
Насколько редки такие экосистемы?
Они встречаются реже фотосинтетических, но могут быть распространены в глубоководных зонах.
Есть ли риск их утраты?
Да, из-за климатических изменений и потенциальной добычи ресурсов.