Bizarro livsformer som bor i havsventilene, kan være i fare


Forskere stirrer i ærefrykt på en fremmed verden på jorden. For to år siden dro Shana Goffredi til kontrollrommet på R / V Western Flyer , et 117 fots langt forskningsskip i Gulf of California. TV-skjermer ombord på skipet viste det som så ut som en fremmede verden nær havbunnen, og Goffredi ønsket å få et bedre utseende. På skjerm

Forskere stirrer i ærefrykt på en fremmed verden på jorden.

For to år siden dro Shana Goffredi til kontrollrommet på R / V Western Flyer, et 117 fots langt forskningsskip i Gulf of California. TV-skjermer ombord på skipet viste det som så ut som en fremmede verden nær havbunnen, og Goffredi ønsket å få et bedre utseende. På skjermen var tusenvis av små oransje rør ormer og dusinvis av andre dyr, hvorav noen var nye for vitenskapen. Den bisarre habitat skinnet i lysene av en undervanns robot-sonde som den utforsket omgivelsene av et sjøvannssprutvann ved superhot-temperaturer, kjent som en hydrotermisk ventilasjon. Det som slo Goffredi, en marine biolog ved Occidental College, sammen med de 10 andre forskerne ombord, var hvor forskjellige livsformene på dette nettstedet, kalt Pescadero-bassenget, så fra de på et nærliggende sted. Ca. 75 kilometer unna i samme kløft var det også ventiler i Alarcon Rise som hadde massevis av rørmasker, bare de var blodrøde i fargen. Samlet sett delte de to stedene bare syv av 61 dyrearter som ble identifisert. "Det er ingen andre steder i verden hvor du har denne dramatiske forskjellen på arter på dette stedet, " sier Shannon Johnson, en MBARI-forsker som også var ombord den dagen.

Nyere forskning har antydet at nærliggende hydrothermal ventiler kan være vert for forskjellige livsfarer, men scenen i Gulf of California, som Goffredi, Johnson og deres kollegaer beskrev den i 26. juli Prosedyrene i Royal Society B (pdf), gir en av De første dramatiske eksemplene på denne trenden. Goffredis team mener at lokal geologi og kjemi for hver ventilator effektivt velger for et sjeldent og spesialisert dyresamfunn som bare kan leve på dette stedet.

Tubeworms klamrer seg til en ventil i Pescadero-bassenget.

Søket etter disse varme vannet begynte i 2012 da MBARI-forskere sendte en missilformet undersjøisk drone for å kartlegge Pescadero-bassenget etter en oppdagelse av kjemiske anomalier som antydet tilstedeværelsen av ventilasjoner. Selv om drone var i stand til å finne dem, manglet det instrumenter som kunne vise noen dyrs samfunn. Så i april 2015 sendte MBARI-forskere ned et SUV-størrelse fjernstyrt kjøretøy for å ta opptak av ventilasjonene og samle prøver av det omkringliggende sjøvann, gjørme, bergarter og dyr. Det var under dette cruise at Goffredi og Johnson befant seg limt til de innkommende bildene. Og de var ikke alene. "Alle av oss var ute av våre seter, tok bilder av skjermene med telefonene våre, " sier Johnson. "Vi så ut som en haug med turister!"

Selv om det var umiddelbart tydelig for alle ombord at dyrene som ble funnet i ventilasjonene i Pescadero-bassenget, var radikalt forskjellige fra de som ble funnet ved den nærliggende Alarcon Rise, kunne ikke forskere umiddelbart forklare hvorfor. Riftia, den blodrøde tubeworms sett på Alarcon Rise, er kjent for å reise store avstander. Ikke bare har de blitt oppdaget i Gulf of California, de har også blitt funnet i Galápagos skjærgård og nær påskeøya. Selv om det i seg selv først var et mysterium, vet forskerne nå at disse dyrene slipper ut små larver som blir båret av havstrømmer til forskjellige ventilasjoner, hvor de bosetter seg og danner en ny koloni. Likevel forblir de eksakte bevegelsene deres ukjente. I de senere år ble det antatt at Riftia og andre ventilasjonsorganismer kan migrere på en trinnvis måte, flytte fra en ventilasjon til den nærmeste nabostaten og så videre. Men det nye arbeidet fra Goffredis lag tyder på at larvene ikke vil bosette seg på noen gamle ventiler. "De er slags Goldilocks, " sier Johnson. "De må finne det rette miljøet for å være komfortabel og trives."

Faktisk kan den neste neste generasjonen dør hvis den møter en ventil med radikalt annen geologi og kjemi fra hjemmet. Larver kan kjøre store avstander, men de må kanskje hoppe over naboåpninger hvis de sier seg for varmt eller for kaldt, og vent lenger å søke et passende hjem. I hav som er godt befolket med ventilasjoner som ikke vil være et problem, men i et tynt befolket område blir det vanskeligere, og hver ventilasjon blir mer kritisk, sier Cindy Van Dover, en dybhavsbiolog og direktør ved Duke University Marine Laboratory, som ikke var involvert i oppdagelsen.

MBARIs eksternt opererte kjøretøy Doc Ricketts blir lansert i "moon pool" på forskningsfartøyet Western Flyer før før dykking dypt inn i havet. © 2015 MBARI

Ikke alle eksperter er enige med biogeokjemihypotesen. Richard Thomson, en fysisk oceanograf ved Havforskningsinstituttet i Britisk Columbia, som også ikke deltok i arbeidet, sier at dyphavsstrømmer kan være drivkraften bak ekstreme variasjoner i biologi. Kanskje strømmer som rusher ned i Pescadero-bassenget er så sterke at habitatet bare er egnet til de hardeste tubewormene. Eller kanskje er den sanne skyldige tiden. Tim Shank, en dybhavsbiolog ved Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts, foreslår at et nettsted ikke inneholder dyr av den enkle grunn at de ikke har kommet ennå. Shank sammenligner ventilasjonene med en skog. Hvis du kutter den ned, vil gress og andre busker vokse lenge før nye trær gjør. Det betyr ikke at de trærne ikke kan vokse i den skogen. Likevel, mener Shank, fordi mangfoldet mellom de to områdene er så stort, er det sannsynlig at geokjemi spiller den største rollen. Han var ikke en del av studien, men er glade for å se videre forskning i området som bedre kan utvikle den hypotesen.

Uansett årsak til de distinkte populasjonene i ventilasjonene, tyder den nye forskningen på at disse dyrepopulasjonene kan være mer skjøre enn mistenkt, noe som gir en truende bekymring. Flere selskaper søker om tillatelser til å minske Gulf of California havbunn for edle metaller, inkludert gull og platina. Gruvedrift maskineri kan ødelegge noen av disse verdener i ferd med å generere høy avkastning på malm. Men for Van Dover kan denne verdien ikke sammenlignes med rikheten til de blomstrende dyrs samfunn som bor i jordens hydrotermiske vents. "Når jeg ser på bildene til disse vakre, rike befolkningene, og bare tenk at noen lykkelig går inn og skraper den ren, synes det meg ganske tragisk, " sier hun. Og gruveselskapene kan utgjøre en risiko ikke bare for en enkeltlufts koloni, men til dem lenger opp og ned i ryggen. Fordi disse dyrene stole på ventilasjoner som stepping stones for å etablere nye kolonier, kan eliminering av en ventilasjon stoppe en art i sporene. "Hvis du blåste det kritiske habitatet, så kommer det til å være et problem for den arten, " sier Van Dover. Ingen vitenskapsmann vet ennå hvilke habitater som er kritiske for ventilasjonsorganismer eller hvor mange ventilasjoner kan ødelegges før forbindelsen med andre ventilasjonsåpninger langs ryggen er tapt. Men hvis vi bryter denne kjeden, sier Van Dover, vi kan ikke fikse det.

Biospheric Bartering: Debtor Nations Betal regningene og bevare sine ressurserKlimaendring Remobiliserer Long Buried Pollution som arktiske ismelterKeystone XL Oljepipeline forverrer klimaendringKjør ned: Dammer, forurensning Reduser vestkystslaksnummerHøye IQ kan bidra til å redusere posttraumatisk stressFacet-Lift: Selvmonterende nanopartikler kan gi nøkkel til nye materialerTilbake til startHaig Donabedian: Finne en medisinsk nisje