Жизнь и смерть «города червей»

Двадцать тысяч лет назад, когда в бассейне Лос-Анджелеса обитали гигантские ленивцы и саблезубые тигры, в темных океанских глубинах существовала огромная колония червей. Это были не обычные дождевые черви, а скрытные существа, жившие в маленьких трубчатых домиках на сотни метров ниже поверхности моря.

Условия, должно быть, были благоприятными, так как черви росли и размножались, пока не покрыли площадь размером с большой городской квартал. Однако в течение нескольких тысяч лет все черви вымерли, оставив после себя огромный холм из червевых трубок и карбонатной породы, который сейчас возвышается на 5–15 метров (16–50 футов) над окружающим илистым морским дном.

Ученые из MBARI обнаружили этот потерянный «город червей», исследуя несколько странных холмов, возвышающихся над дном в глубоких водах залива Санта-Моника. Магдалена Георгиева, научный сотрудник Музея естественной истории в Лондоне, совместно с исследователями MBARI подготовила научный отчет об этой колонии, который недавно был опубликован в журнале Frontiers in Marine Science.

Исследователи MBARI картировали этот район с 2010 года с помощью высокоразрешающего сонара на автономных подводных аппаратах. Их целью было найти следы подводных разломов и близлежащих «холодных сипов» — мест, где газы и жидкости просачиваются из морского дна.

Холодные сипы — это увлекательные среды, где геология морского дна влияет на химию воды, что, в свою очередь, влияет на местные сообщества животных и микробов. Сипы видны на сонаре, потому что химические вещества из них взаимодействуют с морской водой, образуя твердые породы карбоната кальция, которые выступают над илистым дном. Сипы также поддерживают хемосинтезирующих моллюсков и червей, которые в симбиозе со специализированными бактериями питаются метаном, сульфидами и водородом из сиповых флюидов.

Заинтересовавшись возможностью открыть новые сипы и хемосинтетические сообщества, в 2013 году исследователи MBARI изучили несколько карбонатных холмов у берегов залива Санта-Моника с помощью дистанционно управляемого аппарата (ROV) Doc Ricketts. На одном особенно крупном холме исследователи с волнением обнаружили слой за слоем окаменелых червей, перемежающихся со слоями окаменелых моллюсков и улиток. Множество слоев указывало на то, что это место поддерживало большое и разнообразное сообщество животных в течение очень длительного периода времени. Они назвали этот большой холм «Фоссил-Хилл» (Fossil Hill, «Холм окаменелостей»).

Исследователи были очарованы, но также озадачены увиденным на Фоссил-Хилл. Хотя холм содержал миллионы окаменелых червей, это были не те трубчатые черви, которых обычно находят на холодных сипах. Вместо этого они принадлежали к семейству серпулид. Серпулиды обитают на морском дне от приливных луж до самых глубоких частей океана и иногда встречаются на холодных сипах, но они не известны как хемосинтетики. В любом случае, Фоссил-Хилл был безусловно самой крупной колонией серпулид, которую когда-либо видели исследователи MBARI.

Еще более загадочным был тот факт, что, хотя Фоссил-Хилл содержал миллионы мертвых, окаменелых серпулид, живых серпулид на холме или где-либо поблизости не было.

«За 30 лет и тысячи глубоководных погружений вдоль всего западного побережья Северной Америки мы никогда раньше не находили ничего подобного», — сказал геолог MBARI Чарли Полл. — «У нас до сих пор нет убедительного объяснения, почему эти черви там оказались».

Внутри Фоссил-Хилл слои окаменелых серпулид чередовались со слоями окаменелых хемосинтезирующих моллюсков, и холм до сих пор населяет огромная популяция живых хемосинтезирующих моллюсков и обширные бактериальные маты. Таким образом, Фоссил-Хилл был и продолжает оставаться активным холодным сипом.

Но ученые никогда не находили живых серпулид, способных использовать химические вещества в качестве источника пищи. Были ли эти черви исключением? Авторы недавней статьи не могут ответить на этот вопрос, основываясь только на окаменелостях, но предполагают, что черви принадлежат к виду, новому для науки.

Другая, возможно, связанная загадка — почему все серпулиды на Фоссил-Хилл вымерли вскоре после окончания последнего ледникового периода.

Используя радиоуглеродное датирование, исследователи установили, что большинство окаменелых червевых трубок сформировались между 23 000 и 25 000 лет назад — на пике последнего ледникового периода. В то время уровень моря был примерно на 100 метров ниже, чем сегодня, а береговая линия проходила по краю того, что сейчас является континентальным шельфом, примерно в 20 километрах (12 милях) от современного побережья. Непосредственно у этого древнего побережья океанское дно должно было резко обрываться до глубин более 700 метров (2300 футов).

Исследователи предполагают, что «город червей» мог зависеть от грунтовых вод или других флюидов, которые концентрировались вдоль этой древней береговой линии. В этом случае черви могли вымереть, если этот поток флюидов изменился, когда уровень моря начал снова подниматься около 18 000 лет назад.

В наши дни Фоссил-Хилл — не мертвый «город червей», а живой «город моллюсков», населенный миллионами крошечных хемосинтезирующих моллюсков, которые теснятся на вершине окаменелых червей. Роберт Врийенхек, ведущий ученый во время обследования Фоссил-Хилл с ROV, отметил, что Фоссил-Хилл имел самое большое поле хемосинтезирующих моллюсков, которое он когда-либо видел за более чем 30 лет глубоководных исследований.

Все эти наблюдения позволяют предположить, что Фоссил-Хилл был отличным местом для хемосинтезирующих животных в течение десятков тысяч лет. Но что же насчет червей?

Авторы предполагают, что черви, подобные тем, что погребены на Фоссил-Хилл, могут до сих пор существовать в других глубоководных впадинах у побережья Южной Калифорнии. Обнаружение живых популяций этих червей позволило бы ученым выяснить, были ли черви на Фоссил-Хилл действительно хемосинтетиками.