Идентичные микроскопические животные живут в двух изолированных глубоководных средах. Как это возможно?
Halalaimus — род микроскопических нематод, часто встречающихся в осадке на морском дне. Он обитает на глубине 1–5 см ниже поверхности осадка и питается бактериями или органическим материалом в нём.
Он живёт и в Алеутском жёлобе в северной части Тихого океана, недалеко от Берингова моря. Это стало известно благодаря тому, что аспирант Йик Ханг Кван из Датского центра хадальных исследований Университета Южной Дании выделил его eДНК из образцов осадка, собранных на глубине Алеутского жёлоба.
«Но мы также нашли его eДНК в образцах осадка из Южно-Сандвичева жёлоба, который находится в 17 000 км от него в южной части Атлантического океана. Это неизбежно заставляет задаться вопросом: как возможно, что один и тот же род нематод существует в таких крайне изолированных глубоководных средах, так далеко друг от друга, когда он имеет очень ограниченную способность к передвижению — и когда жёлоба имеют глубину до восьми километров?» — риторически спрашивает Кван.
Едва могут передвигаться самостоятельно
Изначально исследователи обнаружили, что сообщества нематод в двух жёлобах различаются.
«Это то, чего мы ожидали, всё шло хорошо, но затем мы поняли, что три идентичных рода живут в этих разных сообществах в разных жёлобах. Я думаю об этом так: везде всё разное, но что-то есть везде», — комментирует руководитель HADAL и соавтор исследования Ронни Н. Глуд.
Тот факт, что Halalaimus встречается в двух столь удалённых местах, иллюстрирует парадокс мейофауны: одни и те же роды и виды крошечных животных, обитающих в осадке, могут встречаться за тысячи километров друг от друга и в совершенно разных средах. Но когда эти животные настолько малы и практически неподвижны, как они могут быть разделены целыми океаническими бассейнами?
«Это поразительно, — говорит Кван. — Как нематода вроде Halalaimus смогла колонизировать и Алеутский, и Южно-Сандвичев жёлоба, если она едва может переместиться за пределы крошечной колонии, в которой живёт в осадке?»
В своём исследовании Кван и его коллеги изучили образцы осадка с девяти разных участков в двух глубоководных жёлобах и обнаружили eДНК 58 родов нематод. Три из этих родов присутствовали в обоих жёлобах. Таким образом, не только Halalaimus обитает на дне как Алеутского, так и Южно-Сандвичева жёлоба:
- Desmoscolex и Chromadorita также были найдены в обоих местах.
Как и Halalaimus, они настолько малы, что их размер измеряется в микронах, и их нельзя увидеть невооружённым глазом. Все три рода бесцветные, почти прозрачные и чрезвычайно многочисленны в образцах осадка — часто их насчитываются сотни или тысячи всего в 10 граммах осадка.
Интересным наблюдением стало то, что три идентичных рода нематод не жили в идентичных местообитаниях в двух жёлобах. Вместо этого они обитали в явно разных местообитаниях. Это означает, что осадки были разными и содержали разные концентрации углерода и азота, предлагая разную концентрацию пищи.
Большинство, вероятно, погибает при попытке
«Нематоды, живущие там, принадлежат к одному роду, но адаптировались к очень разным местообитаниям в океанических жёлобах. Это было неожиданно для нас, — сказал Кван, — потому что обычно не ожидаешь, что одно и то же животное будет жить в таких разных условиях».
Как три вида нематод достигли обоих жёлобов и теперь процветают в таких разных местообитаниях, остаётся неизвестным. Кван считает, что устойчивость имеет к этому большое отношение:
«Когда они расселяются и пытаются адаптироваться к новым условиям, большинство из них, вероятно, погибает, пытаясь это сделать. Вероятно, только самые устойчивые способны основать новые сообщества в новых средах».
Что касается того, как происходит расселение, исследователи считают маловероятным, что они выползли из одного глубоководного жёлоба и переместились по морскому дну к другому, поскольку они едва могут двигаться самостоятельно. Вместо этого более правдоподобным кажется, что связанные колонии, живущие недалеко от жёлоба, соскользнули по его склону и оказались внутри жёлоба. Землетрясения происходят регулярно и могут направлять большие объёмы осадка — включая нематод — каскадом в глубины.
По одной маленькой колонии за раз
Что касается того, как они распространились в другие части мира, Кван предполагает, что они могут распространяться, образуя новые колонии очень близко к родительской. В течение многих поколений это медленное локальное расширение могло позволить им занять новые участки морского дна, что в конечном итоге привело к их присутствию почти во всех экосистемах Земли.
«Своим исследованием мы показали, что парадокс мейофауны распространяется на самые глубокие океанические жёлобы. Это говорит о том, что между жёлобами существует какая-то форма связи, даже если это кажется невозможным на первый взгляд. Мы очень взволнованы этим», — заключает он.