Гидротермальное жерло

Биологические сообщества

Глубоководные организмы не имеют доступа к солнечному свету, поэтому они должны зависеть от питательных веществ, содержащихся в химических отложениях и гидротермальных жидкостях, в которых они живут. Однако по сравнению с окружающим морским дном в зонах гидротермальных источников плотность организмов в 10 000 - 100 000 раз выше.

Сообщества гидротермальных источников способны поддерживать такое огромное количество жизни, потому что организмы источников зависят от хемосинтезирующих бактерий. Эти бактерии используют соединения серы, в частности сероводород, химическое вещество, очень токсичное для большинства известных организмов, для производства органических материалов в процессе хемосинтеза.

Хемосинтезирующие бактерии вырастают в плотный мат, который привлекает другие организмы, такие как амфиподы и копеподы, которые пасутся непосредственно на бактериях. Более крупные организмы, такие как улитки, креветки, крабы, гигантские трубчатые черви, рыбы и осьминоги, образуют пищевую цепь с отношениями хищника и жертвы над первичными потребителями.

Основными группами организмов вокруг жерл морского дна являются черви, брюхоногие моллюски и ракообразные, причем крупные двустворчатые моллюски и "безглазые" креветки составляют основную массу немикробных организмов.

Трубчатые черви составляют важную часть сообщества вокруг гидротермального жерла. Они поглощают питательные вещества непосредственно в своих тканях. На унцию ткани трубчатого червя приходится примерно 285 миллиардов бактерий.

Трубчатые черви имеют красные шлейфы, которые содержат гемоглобин. Гемоглобин соединяет сероводород и передает его бактериям, живущим внутри червя. В свою очередь бактерии питают червя углеродными соединениями.

Другие примеры уникальной фауны, населяющей эту экосистему, - брюхоногий моллюск Crysomallon squamiferum, вид улитки с ногой, укрепленной чешуйками из железа и органических материалов, и "помпейский червь" Alvinella pompejana, способный выдерживать температуру до 80°C (176°F).

В гидротермальных источниках было обнаружено более 300 новых видов, многие из которых являются "сестринскими" по отношению к другим видам, обитающим в географически разделенных жерловых зонах. Предполагается, что до того, как Североамериканская плита преодолела Срединно-Атлантический хребет, существовал единый биогеографический район жерл, расположенный в восточной части Тихого океана. Последующий барьер для передвижения положил начало эволюционной дивергенции видов в разных местах. Примеры конвергентной эволюции, наблюдаемые между различными гидротермальными источниками, рассматриваются как основная поддержка теории естественного отбора и эволюции в целом.

У берегов Мексики на глубине 2500 м (8200 футов) был обнаружен вид фототрофных бактерий, живущих рядом с черным курильщиком. Солнечный свет не проникает так далеко в воду. Вместо этого бактерии, относящиеся к семейству Chlorobiaceae, используют слабое свечение от черного дыма для фотосинтеза. Это первый обнаруженный в природе организм, использующий для фотосинтеза исключительно свет, отличный от солнечного.