Заключение

Заключение - это обычно завершение рассказа. История же сообществ, связанных с гидротермальными явлениями, не только далека от завершения, но, напротив, перед ней открываются все новые перспективы, придающие ей особое значение. Еще слишком рано предлагать общую интерпретацию открытых менее двух лет назад фактов, которые приводят к неожиданному обобщению процессов бактериального хемосинтеза на больших глубинах океана. Однако в заключении следует кратко напомнить о том вкладе, который внесли в науку эти открытия.

Хронологически первым было открытие сообществ на глубине 3266 м к западу от Флориды, у подножия величественного эскарпа, датируемого нижним мелом; у его основания склон покрыт глинистыми осадками. Здесь, в десятке метров от основания подводного обрыва обнаружено пышное поселение мидий, калиптоген и крупных вестиментифер из рода Escarpia в сопровождении целой свиты видов-оппортунистов. На этом уровне высачивается интерстициальная вода, прошедшая сквозь толщу известняка. Она содержит, в частности, аммиак (до 3-4 ммоль/л). Осадки, расположенные неподалеку от обрыва, черного цвета и издают сильный запах сероводорода. Температурных аномалий не отмечено, а кислотность воды, высачивающейся из-под обрыва, обусловлена ее взаимодействием с известняком мелового возраста. Первые результаты, полученные на основе измерений отношения изотопов углерода в мидиях, позволили построить очень сложную модель. Согласно этой модели, свободные хемосинтезирующие бактерии, используя аммиак или сероводород, синтезируют органическое вещество, потребляемое затем в бескислородной среде бактериями, которые выделяют метан органического происхождения, способный служить энергетической базой для бактерий, связанных с мидиями...

Как бы то ни было, биомасса в этом местонахождении по сравнению с биомассой на соседних глубинах настолько велика, что это подразумевает существование независимого от фотосинтетической первичной продукции источника органического вещества хемосинтетического происхождения.

Через несколько месяцев "Алвин" делает новое открытие у берегов Орегона на глубинах немногим больше 2000 м. И здесь обильное животное сообщество, состоящее в основном из вестиментифер, определенных как Lamellibrachia barhami, и крупных двустворчатых моллюсков: Calyptogena sp. и одного вида из рода Solemya. На этот раз речь идет не о геологически пассивном районе, где вода просачивается сквозь гигантский известковый массив и истекает на уровне мелкозернистого абиссального осадка, представляющего собой настоящий водонепроницаемый слой; наоборот, здесь на поверхность осадков выходит интерстициальная вода, выдавливаемая из осадков под действием огромного давления, которое они испытывают. Обогащенная метаном и аммиаком (минеральные восстановленные молекулы, сравнимые с сероводородом как источник энергии для организмов), эта вода определенно является первоисточником огромной биомассы, открытой "Алвином". Как и у подножия Флоридского эскарпа, вокруг видов, которые, как предполагают, связаны с высачиванием воды, обитает многочисленная фауна, использующая соседство с процветающим сообществом.

Третье открытие, самое последнее по времени, сделано летом 1985 года "Наутилусом" в Японском желобе и в каньоне Тенрю, к востоку от Японских островов. Были обнаружены два типа поселений. В каньоне Тенрю, а также у подножия впадины Дзенису имеются небольшие пятна более насыщенного водой черного осадка диаметром 1-2 м, в который погружены раковины Calyptogena двух разных видов: один крупный, около 20 см в длину, принадлежащий к тому же подроду, что и С. magnifica из гидротермальных источников Восточно-Тихоокеанского поднятия, другой - меньшего размера и принадлежащий к другому подроду. У обоих видов имеется внутриклеточный гемоглобин. Вокруг этого скопления биомассы сосредоточиваются различные животные: хищные брюхоногие моллюски, голотурии, привлеченные очень высоким, по-видимому, содержанием органического вещества в черных осадках, галатеиды и т. д. Это сообщество развивается на глубине примерно 3500 м. Глубже, на 5800 м на стыке старых подводных вулканов (вулканы Эримо и Касима) и шельфа Японии "Наутилус" обнаружил другие сообщества двустворчатых моллюсков. Это тоже представители рода Calyptogena, изучение которых ведется в настоящее время. Раковины, как правило более вытянутые и узкие, чем у двух предыдущих видов, погружены вертикально в черный насыщенный водой осадок. Сопутствующая фауна менее богата, просто потому что на таких глубинах многие группы животных представлены хуже и плотность поселений очень низка. Как и в двух предшествующих случаях, эти локальные аномалии биомассы объясняются механизмом хемосинтеза. Интерстициальная вода, выходящая под давлением, вызванным субдукцией, содержит метан в значительном количестве; аммиак и сероводород химическим анализом не обнаруживаются. Предварительные измерения, сделанные на самых глубоководных двустворках, взятых с глубины 5800 м, и в пробах интерстициальной воды, показывают авное отношение изотопов ¹³С / ¹²С в метане интерстициальной воды и в тканях двустворчатых моллюсков. Первые наблюдения с электронным микроскопом выявили присутствие многочисленных бактерий. А исследователи же отмечали обилие "красной крови", брызжущей из этих моллюсков, если их случайно раздавит механическая рука "Наутилуса". Так что большинство элементов хемосинтеза налицо - остается описать функционирование сообщества в физиологических терминах, что, как минимум, потребует получения новых живых образцов...

Значение этих открытий не следует недооценивать: протяженность зон субдукции в масштабе всего земного шapa - 45000 км и в любом их месте могут произойти подобные явления! Так что путь, который нам остается пройти, гораздо дольше того, что мы уже прошли.

Пусть последние замечания и данная книга в целом убедят морских биологов, что глубоководные хемосинтезирующие поселения представляют собой не просто курьез, но широко распространенное экологическое явление, не имеющее аналогов в наземной среде, и что оно в большой степени способствует снабжению абиссали органическим веществом.