Это интересно: если обитатели глубин океана пытаются подняться к поверхности, то они, как правило, погибают. По сей день ни один обитатель Марианской впадины не был возвращён в земные лаборатории без повреждений.
Животный мир Марианской впадины
Марианская впадина, являющаяся самой глубокой частью мирового океана, долгое время остаётся загадкой для учёных и исследователей. Исследования, проводимые в этих экстремальных условиях, сопряжены с высоким риском, однако результаты таких исследований способны изменять наши представления о жизни и экосистемах. Особенно удивляют виды животных, обитающих в Марианской впадине, так как они адаптировались к условиям, которые в теории делают невозможным существование форм жизни, подобных наземным.
Хотя внешний вид этих существ может вызывать страх, большинство из них абсолютно безопасны для человека. Их необычная форма тела, яркие цветовые оттенки, отсутствие зрительных органов или, наоборот, аномально большие размеры – всё это является следствием биологической адаптации к обстоятельствам, в которых жизнь, как мы её знаем, кажется невозможной.
Жизнь на больших глубинах
Марианская впадина была сформирована примерно 100 миллионов лет назад в результате тектонических процессов, происходивших в результате столкновения Тихоокеанской и Филиппинской литосферных плит. Длина впадины составляет более 1500 километров, а ширина её днища варьируется от 1 до 5 километров. Однако наиболее впечатляющей характеристикой является её глубина: её максимальная отметка составляет 10 994 метра в Челленджер Дип, что на 2 километра превышает высоту Эвереста, если его отнести к уровню моря.
«Дно Земли»
На протяжении долгого времени существовало мнение, что жизнь в Марианской впадине невозможна. Первоначально основанием для этого служили довольно убедительные доказательства. Эта таинственная впадина была окрещена «дном земли» с негативной коннотацией, поскольку условия в ней поразили бы даже самых выносливых из животных:
- Давление на дне достигает 108,6 МПа, что соответствует 1 000 кратному превышению нормального атмосферного давления на поверхности. Это является одной из причин, по которой создание подводных аппаратов, способных выдерживать такие колоссальные нагрузки, представляет собой большую инженерную задачу.
Для справки: нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет около 0,1 МПа.
- На глубине более 1,2 километра полностью отсутствует свет. Солнечные лучи не достигают этой глубины, и, следовательно, фотосинтез невозможен. Отсутствие водорослей и фитопланктона, которые служат основой пищевых цепей, приводило к напрасным предположениям о том, что экосистемы в таких условиях не могут существовать.
- Температура воды в Марианской впадине очень низкая, что теоретически может приводить к замерзанию. Однако благодаря наличию гидротермальных источников, известных как «черные курильщики», температура остаётся в пределах 1-4ºC. Эти гейзеры, расположенные на глубине около 1,6 километров, выбрасывают фонтаны горячей минеральной воды, температура которых достигает 450ºC, но при этом не закипает из-за высоких давлений. Эти источники подогревают окружающую воду и насыщают её питательными веществами.
Стоит отметить, что «черные курильщики» выделяют сероводород, который является очень токсичным для большинства существ.
- Вода на больших глубинах становится более солёной и насыщенной углекислым газом, что затрудняет дыхание для большинства организмов. На дне впадины расположен уникальный геотермальный источник, известный как Шампань, который выбрасывает жидкий углерод. В этой среде также были выявлены опасные соединения, такие как ртуть, уран и свинец, что подтверждает теорию о накоплении токсичных веществ на больших глубинах.
- Бездеятельность органических остатков, собирающихся на дне, приводит к образованию густой илистой массы, состоящей из остаточных веществ от живых организмов, которые со временем оседают на дно.
Существование за гранью
Несмотря на изначальные предположения о том, что жизнь в Марианской впадине не может существовать, наблюдения показали, что экосистема здесь реальна и разнообразна. Например, рыбы и другие морские существа, находящиеся на глубине более 6 000 метров, не ощущают давление благодаря тому, что их клетки проницаемы и насыщены водой. Следовательно, внешнее и внутреннее давление у них фактически уравновешены.
Также стоит отметить, что несмотря на тяжёлые условия, люди могут переносить повышенное давление на больших глубинах благодаря растворённому в их крови кислороду, который действует как буфер. В среднем, на каждого человека на планете приходится около 2 тонн давления от «воздушного столба».
Это интересно: если же эти адаптированные к давлению существа вдруг пытаются подняться на поверхность, то они почти всегда погибают из-за резкого изменения давления. На данный момент зафиксирован случай, когда хотя бы один обитатель Марианской впадины не смог вернуться в лабораторию, прошедший до этого все испытания.
Красавицы и чудовища
В 1960 году команда, состоящая из американского солдата Дона Уолша и швейцарского океанографа Жака Пиккара, впервые достигла «дна земли». Используя защищённый подводный аппарат «Триест», они провели на глубине Челленджер всего 20 минут, в ходе которых им удалось увидеть стаю камбал длиной около 30 см. Это открытие стало важным научным доказательством обитаемости подводных глубин.
Сейчас известно, что в бентосных экосистемах Марианской впадины можно найти:
- гигантские трубчатые черви, вырастающие до 1,5 метра и не обладающие ртом или анусом;
- морские звезды-мутанты, включая офиур и змей;
- разные виды крабов;
- осьминогов;
- морских огурцов;
- гигантские ядовитые амебы длиной до 10 см, в то время как их обычные размеры не превышают 5 мм;
- моллюсков, приспособившихся к жизни в сероводородной среде и под высоким давлением;
- медуз;
- различные рыбы, включая акул.
Стоит подробнее рассмотреть несколько из этих удивительных существ.
Бентокодон
Эта прекрасная медуза из порядка Hydroidae (подразделение Trachymedusa) обитает на глубинах не менее 700 метров и относится к нектонной морской фауне. Она всё свое время проводит в движении, преодолевая большие расстояния в поисках зоопланктона, являющегося её пищей.
Бентокодон не превышает 2-3 см в диаметре, но удивляет своим рекордным числом щупалец – до 1500. Эти щупальца позволяют ему быстро перемещаться в толще воды. Отличительная черта бентокодона – его зонтик, в отличие от других медуз, непрозрачный и красноватого оттенка. Ученые предполагают, что таким образом он «прячет» биолюминесцентный свет планктонных ракообразных, которыми он питается, не привлекая тем самым внимание хищников.
Амфитретус Пелагический
Этот маленький прозрачно-голубой осьминог, достигающий лишь 9 см в длину и напоминающий инопланетного ангела, обладает уникальной способностью — телескопическим зрением. Благодаря этой особенности он может заметить добычу и избежать опасности даже в почти полной темноте.
Это интересно, так как ни один другой вид осьминогов не обладает подобной формой телескопического глаза.
Имя «Амфитретус» говорит о том, что этот вид предпочитает пелагическую зону океана, так как, в отличие от большинства своих сородичей, он редко опускается на дно. Тем не менее, он способен погружаться до глубины 2000 метров, используя вертикальные движения, а не горизонтальные, подобно другим осьминогам.
Щупальца этого хрупкого моллюска соединены не сплошной паутиной, как у прочих моллюсков данного порядка, а тонкими прозрачными нитью, напоминающими паутину.
Гримпотевтис
Это самый глубоководный осьминог, некоторые особи этого вида достигают глубин ниже 7000 метров. Его мантия украшена двумя отростками, напоминающими уши слона, что и дало ему прозвище «Дамбо» в честь одноименного героя известного диснеевского мультфильма.
Средняя длина гримпотевтиса составляет 20-30 см, но известны случаи, когда его размеры достигали 180 см, а масса достигала 6 кг.
Особенность этого моллюска заключается в том, что нижняя часть его тела украшена фотофорами, которые излучают зеленоватый свет. Однако наиболее выдающейся деталью этого животного являются его огромные телескопические глаза, придающие ему устрашающий и «потусторонний» облик.
Первые наблюдения на дне Марианской впадины
Почти через сто лет после пребывания Пиккара и Уолша, они снова спустились в Марианскую впадину на глубоководной лодке «Триест». Процесс спуска на самую глубокую часть этой долины, известной как Challenger Gap, занял около 4 часов и 47 минут. В воспоминаниях о тех событиях Пиккар описал, как они осветили своими фарами существо, которое он ошибочно принял за черепаху. Однако им не удалось запечатлеть это на камеру из-за поднявшейся бури и грязи, которая затопила лодку-лягушку. Учёные сегодня считают, что это существо, увиденное Пиккаром, вероятно, оказалось морским огурцом. В XXI веке новые открытия были сделаны благодаря специализированным кораблям и беспилотникам, которых отправили на исследование глубин Марианской впадины.
Суровые условия на дне этой впадины способствовали уникальной адаптации организмов к окружающей среде на протяжении тысячелетий. Чтобы выжить в низких температурах и при колоссальном давлении, организмы формируют мембраны из ненасыщенных жиров, которые остаются жидкими в этих условиях. Глубоководные организмы также содержат в своих клетках много пиццолитов, что позволяет связывать молекулы воды и противостоять деформации белков.
Научные исследования показали, что морские улитки считаются самыми глубоководными рыбами на планете. В 2017 году они были обнаружены на глубине 8 178 метров в Марианской впадине.
Также обитатели глубин, такие как амфиподы Hirondellea gigas, были найдены на глубине 10 900 метров в Марианской впадине. Эти существа могут достигать длины почти 30 см и обладают пизолитом, известным как инозитол собачьей рыбы.
Фораминиферы — еще одна группа органических существ, обнаруженных на больших глубинах. Их скопления были зарегистрированы на скалах в долине Сирен, расположенной к востоку от Челленджер Дипа.
Организмы, приспособленные к недостатку солнечного света
У Miller’s Deepsea обнаружены большие глаза, которые способны улавливать любой свет, который доходит до дна. Этот треножник, так названный за свои удлинённые плавники, зависит исключительно от вибрационного чувства осязания, чтобы находить и захватывать пищу.
Существуют и другие глубинные виды, такие как светящиеся анчоусы, которые обладают способностью излучать свет в результате биолюминесценции. Этот процесс помогает им привлекать добычу или потенциальных партнёров для размножения.
Кормление на дне Марианской впадины
Отсутствие солнечного света на глубинах Марианской впадины означает, что там нет фотосинтетических растений и водорослей, которые могли бы питать экосистемы. Глубоководные организмы зависят от органических остатков, разлагающихся в верхних слоях океана. Например, такие глубоководные обитатели, как рыба-кролик, питаются тушами мёртвых существ, а костные черви — костям, в то время как губка пинг-понг действует как хищник, использующий острые шипы для ловли своей жертвы.
