Обнаружены гигантские сады губок на подводных горах в Арктике
Массивные сады губок процветают на вершинах подводных гор в центральной части Северного Ледовитого океана, одного из самых олиготрофных морей на Земле. Похоже, они питаются остатками вымершей фауны. Микроорганизмы помогают губкам использовать этот рыхлый материал в качестве источника пищи и энергии. Учёные из Бремена, Бремерхафена и Киля и их международные партнёры обнаружили эту уникальную горячую точку биоразнообразия во время экспедиции на судне POLARSTERN и сообщают о своих находках в журнале Nature Communications. Они подчёркивают необходимость лучшего понимания разнообразия и уникальности арктических экосистем в условиях глобальных и локальных изменений.
На глубины под постоянно покрытым льдом Северным Ледовитым океаном попадает мало пищи, так как свет ограничивает продуктивность водорослей. Однако учёные обнаружили удивительно богатую и густонаселённую экосистему на вершинах потухших подводных вулканов. В этих горячих точках жизни доминировали губки, растущие там в больших количествах и достигающие внушительных размеров.
"Процветая на вершинах потухших вулканических гор хребта Лангсет, мы обнаружили массивные сады губок, но не знали, чем они питаются", — говорит Антье Бётиус, руководитель экспедиции.
Используя образцы, эксперт по губкам Тереза Морганти выявила, как губки адаптируются к самой бедной питательными веществами среде. "Наш анализ показал, что у губок есть микробные симбионты, способные использовать старую органическую материю. Это позволяет им питаться остатками прежних, ныне вымерших обитателей подводных гор, такими как состоящие из белка и хитина трубки червей и другим захваченным детритом".
Жизнь на остатках
Губки считаются одной из самых базальных форм животной жизни. Тем не менее, они успешны и многочисленны во всех океанах. Многие губки содержат сложное сообщество микроорганизмов в симбиотических отношениях. Это относится и к губкам рода Geodia, которые доминировали в сообществе на арктических подводных горах. Единство губки и ассоциированных микробов называется голобионтом губки.
Учёные выяснили, что тысячи лет назад вещества, просачивающиеся из недр морского дна, поддерживали богатую экосистему. Когда её обитатели вымерли, их остатки сохранились. Теперь они составляют основу этого неожиданного сада губок.
Микробиологический анализ подтвердил гипотезу исследователей. "У микробов есть подходящий набор инструментов для этой среды обитания, — объясняет Уте Хеншель. — У микробов есть гены для переваривания трудноразлагаемого органического вещества и использования его в качестве источника углерода и азота, а также ряда доступных там химических источников энергии".
Учёные также показали, что губки выступают в роли инженеров экосистемы: они производят спикулы, которые образуют мат, по которому они ползают. Это может дополнительно способствовать осаждению частиц и биогенных материалов. Голобионты губок могут использовать этот детрит, создавая собственную ловушку для пищи.
Защита требует понимания
Хребет Лангсет — это подводный горный хребет недалеко от Северного полюса. Биомасса губок там была сравнима с биомассой губок на меньших глубинах с гораздо более высоким поступлением питательных веществ.
"Это уникальная экосистема. Мы никогда не видели ничего подобного в высоких широтах Центральной Арктики. В исследуемом районе первичная продукция в вышележащей воде обеспечивает менее одного процента потребности губок в углероде. Таким образом, этот сад губок может быть переходной экосистемой, но он богат видами, включая мягкие кораллы", — говорит Антье Бётиус.
"До нашего исследования аналогичные скопления губок не идентифицировались в высоких широтах Центральной Арктики — области ледовитого океана, которая остаётся малоизученной из-за трудностей наблюдения и отбора проб таких покрытых льдом глубоководных экосистем", — подчёркивает Морганти.
"При быстром сокращении ледового покрова и изменении океанической среды лучшее знание экосистем горячих точек необходимо для защиты и управления уникальным биоразнообразием этих находящихся под давлением арктических морей", — заключает Бётиус.