Даже неактивные глубоководные «курильщики» густо заселены микробными сообществами

Даже в, казалось бы, непригодных для жизни местах, таких как неактивные гидротермальные источники на дне океана, микробные сообщества могут расти и процветать. Международная группа с участием исследователей из MARUM изучает, сколько неорганического углерода может связываться в этих условиях.

Глубоководье с высоким давлением, темнотой и недостатком питательных веществ обычно негостеприимно. Однако у активных гидротермальных источников, где есть тепло и богатый поток насыщенных энергией флюидов, селятся многочисленные рыбы, моллюски и микроорганизмы. Но что происходит с этими сообществами, когда источник горячих флюидов иссякает?

«Чёрные курильщики» формируются, когда морская вода просачивается в земную кору, нагревается, растворяет минералы и выносит их на дно. Горячая, богатая минералами вода встречается с холодной, богатой кислородом, что приводит к осаждению минералов и образованию «труб». Эти гидротермальные источники — богатые энергией местообитания, основанные на хемосинтезе, где микроорганизмы формируют основу пищевой сети. Когда поток флюидов прекращается, «курильщики» становятся неактивными. Крупные организмы мигрируют, но микробные сообщества адаптируются к новым условиям.

«Даже спустя сорок лет после открытия первых гидротермальных полей мы постоянно узнаём новое об этих экосистемах, — говорит доктор Флоренс Шуботц из MARUM. — Особенно в отношении количества связываемого CO₂, а также объёма микробной жизни, её активности и скорости продукции».

Определение плотности заселения неактивных «курильщиков» — центральная задача проекта, в рамках которого были взяты пробы в восточной части Тихого океана, где около четырёх десятилетий назад были обнаружены первые гидротермальные источники.

«Первые результаты показывают, что даже неактивные "курильщики" являются важными местами микробной активности и производства органического углерода на морском дне. Мы только начинаем понимать, как функционирует углеродный цикл в глубоком море. Бесспорно, что углерод фиксируется в таких "горячих точках"», — отмечает Шуботц.

Однако, по её словам, «мы ещё недостаточно хорошо понимаем эти экосистемы, чтобы оценить масштабы процессов». Обширные области океанического дна ещё не исследованы, и многие гидротермальные системы остаются неизвестными.

Международная группа исследовала образцы из активных и неактивных «курильщиков», собранные в 2019 и 2021 годах с помощью обитаемого подводного аппарата Alvin в районе Восточно-Тихоокеанского поднятия (9° с.ш.). Их цель — лучше понять глубоководную экосистему и впервые рассчитать, как меняются метаболические скорости при переходе от активных систем к неактивным.

«Без таких данных наше понимание циклов элементов в экосистеме неактивных "труб" и их возможного влияния на биохимию глубокого моря остаётся неполным», — говорится в публикации. Команда подчёркивает, что такие исследования необходимы до принятия каких-либо решений о глубоководной добыче полезных ископаемых.

Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.